STIC:STIC IV (2019)/Tour de cou intelligent (KBriguet)

Projet réalisé Katrine Briguet

Introduction

La saison froide arrive. Maillots de bain et schlaps sont relégués au fond de l'armoire, place aux moufles, bonnets et vestes chaudes. Un adulte va s'habiller en fonction de son ressenti. J'ai chaud: j'enlève mon bonnet. J'ai froid, je mets une veste. Mais si un adulte peut savoir tout seul s'il a froid, ou non, ce n'est pas le cas d'un enfant en bas âge. Une journée à la neige, à ski, à bob est souvent un casse-tête pour les parents. Comment savoir si son enfant a froid? Comment savoir s'il a suffisamment chaud? Mon projet est de pouvoir capter la température corporelle d'un enfant et d'indiquer grâce à un code couleur (rouge - bleu) diffusé par un "badge" cousu sur sa veste si l'enfant a assez chaud, ou si, au contraire, il faut lui mettre une couche supplémentaire.

Problème

Il s'agira ici de créer un dispositif qui sera "wearable", pratique et fonctionnel, pour qu'un adulte puisse déterminer si un enfant, ou une personne qui n'est pas capable d'exprimer clairement s'il a froid, a besoin d'être réchauffé.

Cahier des charges

• Le dispositif permettra de capter la température dans le cou d'un individu pour déterminer s'il a un problème d'hypothermie, ou si au contraire il a trop chaud.
• Le projet vise les enfants et les personnes incapables de s'exprimer clairement.
• L'objectif est de donner une solution aux parents pour savoir si ils doivent ajouter une couche de vêtement à leur enfant.
• Pour ce projet, je vais utiliser les voyants lumineux du circuit playground (Vert: l'enfant est confortable. Rouge: l'enfant a trop chaud, il faut envisager de lui enlever une couche de vêtement. Bleu: oups, l'enfant a froid, il faut lui rajouter une couche de vêtement ou faire une pause au chaud). Cette partie du dispositif sera cousu à l'avant d'un tour de cou. Il sera relié à un capteur de température placé à l'arrière de ce tour de cou, dans le cou de l'enfant. Je vais le tester sur deux enfants, lorsque la température extérieure descend en dessous de zéro degré.
• Techniquement, je vais utiliser un CPX, que je vais coudre sur un tour de cou. Je vais le recouvrir d'un tissu qui laisse passer le code couleur (bleu-vert-rouge). Je vais ensuite le relier à l'aide d'un fil de cuivre à l'intérieur du tour de cou à une sonde de température, qui se trouve à l'arrière du tour de cou, si possible le plus proche possible de la peau. Puis je programmerai le CPX en fonction des données de la sonde de température, pour avoir un changement de couleur au moment où la température corporelle s'abaisse trop, ou au contraire s'élève trop.

Solution

photo du dispositif terminé

Le dispositif est réalisé en deux parties: d'une part un Adafruit Circuit Playground Express ( que nous nommerons ci-après CPX) programmé pour afficher la bonne couleur en fonction de la température et d'autre part une sonde de température. Les deux parties sont reliées entre elles par trois fils de cuivre, soudés à leurs deux extrémités pour qu'ils restent bien en place. Le CPX est relié à un dispositif muni de piles, qu'il est possible de stopper/allumer grâce à un bouton ON/OFF.

La programmation du CPX s'est faite par le biais du site Adafruit MakeCode.

Dans la partie "programmation" du CPX, il y a deux blocs distincts:

- Lorsque le bouton A est activé, le capteur va mesurer la température en degrés C°.

- Lorsque la température du cou, prise grâce à la sortie Pin A sur le CPX, est supérieur à 38 degrés, le CPX affiche une couleur rouge. Lorsque cette température est inférieure à 35 degrés, le CPX affiche une couleur bleue. Si la température est normale, le CPX affiche une couleur verte.

Le mode d'emploi de ce dispositif est consultable ici: https://docs.google.com/document/d/1BWHHVeFePovCbc7whXet6FlZJPXNvaAF7yea-XgRj1w/edit?usp=sharing

Photos: tests couleur avec glaçon et eau chaude

Plusieurs tentatives de programmation ont été testées. A chaque essai, la vérification du bon fonctionnement, ou non, du dispositif programmé, a été faite grâce à des moyens basiques: une poche de froid sortie du congélateur pour tester la température en-dessous de 35 degrés, une tasse d'eau chaude pour réchauffer le senseur et tester la température au-dessus de 38 degrés.

Après la partie programmation est venue la partie réalisation finale. Il a fallu d'abord souder les différentes parties électroniques, pour qu'elles ne risquent pas de se déplacer à l'intérieur du tour de cou. Puis il a fallu installer le dispositif dans le tour de cou:

- découper un rond de la grandeur du CPX à l'avant, et le remplacer par un tissu transparent.

- découper le tissu entre l'avant et l'arrière du tour de cou.

- installer le senseur à l'arrière en le cousant au tissu pour qu'il reste bien en place

- installer le CPX à l'avant, le fixer en le cousant au tissu, bien en face du trou coupé précédemment

- coudre un bouton juste au-dessus du bouton A du CPX

- installer la batterie sur le côté du tour de cou, en le cousant au tissu pour qu'il ne bouge pas

- recoudre la tranchée effectuée dans le tour de cou

Photo installation du dispositif dans le tour de cou

(utilité, utilisabilité, attractivité)

Difficultés:

- recherches pour trouver le code

- capteurs de températures commandés très aléatoire: fonctionne, fonctionne plus, puis de nouveau. Utilisation d'un autre capteur de température.

- jamais soudé de si petits composants. c'est un métier. difficultés.

- batterie trop lourde, pas trouvé de solutions

Test(s) de la solution

Pour tester le dispositif, la méthode du "Fluid project overview" a été utilisée.

Le prototype a été testé sur une maman (que nous appellerons ici Jane) d'un enfant de 10 mois, un utilisateur-type de ce genre de dispositif.

En premier lieu, le dispositif a été remis à Jane, pour qu'elle puisse le manipuler. Je lui ai demandé d'utiliser ce dispositif pour déterminer si son bébé, emmitouflé dans sa poussette, avait froid, chaud ou était confortable. Elle a ensuite reçu le mode d'emploi, qu'elle a lu avec plus ou moins d'attention. Elle a affirmé avoir compris le fonctionnement du dispositif.

Elle a ensuite placé le tour de cou autour du cou de son bébé. Elle a cherché pendant quelques secondes le bouton ON/OFF. Ensuite elle a appuyé sur le bouton à l'avant du tour de cou, et celui-ci a affiché la couleur bleue. Le dispositif a donc indiqué que la température était au-dessous de 35 degrés. Jane a éteint le dispositif et a fait part de son étonnement, son enfant ayant plusieurs couches d'habits, et la température extérieure étant de 5 degrés. Vérification faite, le bébé de Jane n'a pas trop froid.

Quelques minutes plus tard, Jane a répété l'opération. Elle a à nouveau allumé le dispositif, appuyé sur le bouton à l'avant du tour de cou. Cette fois-ci le dispositif a indiqué la couleur verte, à savoir que la température était comprise entre 36 et 37 degrés.

Ce test a montré que la prise trop rapide de la température, juste après l'installation du tour de cou, ne donne pas de résultats satisfaisants. En effet, il faut quelques minutes pour que le tissu du tour de cou prenne la température de l'enfant.

Pour pallier ce problème, une solution serait de préciser, dans le mode d'emploi, que le dispositif ne fonctionne que 5 minutes après avoir installé le tour de cou autour du cou de l'enfant.

Discussion

Cette partie inclus deux sous parties :

• Discussion du design (et si c'était à refaire)
• Discussion des résultats de vos tests utilisateurs

Licence, fichiers et documentation

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• Fichiers :

Insérer ici vos fichiers ou les liens vers vos fichiers (code javascript + fichier uf2 sur serveur tecfaetu)

• Documentation :

Le mode d'emploi de ce tour de cou intelligent est disponible ici.