В ритме пульса: сигнализация для вашего сердца!
Кейс-лонгрид для обучающихся и наставников образовательных организаций по подготовке к Национальной технологической олимпиаде
О чем кейс:
Кейс позволит погрузиться в одно из самых полезных для человека направлений - разработку и создание персонализированных медицинских услуг и лекарственных средств. Этот новый тренд, который основан на стремлении обеспечить рост продолжительности жизни получение новых эффективных средств профилактики и лечения различных заболеваний.
Кому полезен кейс?
Кейс будет полезен обучающимся и наставникам образовательных организаций, технологических кружков для погружения в повестку НТИ с наиболее интересной стороны - путем выполнения практического задания, имеющего значимость для широкой аудитории. Кейс может быть использован для проведении “Дней НТО”, “Уроков НТО”, хакатонов и занятий по подготовке школьников к НТО
Что такое НТИ?
НТИ расшифровывается как «Национальная технологическая инициатива». И это большая программа нашего государства. Она создана для того, чтобы наша страна развивала передовые технологии. Какие? Например, большие данные, создание беспилотного транспорта, умные гаджеты и города, виртуальная и дополненная реальность, искусственный интеллект и многое-многое другое
Больше о НТИ
Что такое НТО?
И уже сегодня школьники могут стать частью передовых технологий. Дело в том, что для будущих профессионалов Национальной технологической инициативы была создана Национальная технологическая олимпиада (НТО). Школьники погружаются в современные технологии путем выполнения интересных практических заданий и соревнуясь со своими сверстниками. А еще они получают бонусы и призы.
Больше о НТО
Структура кейса
Подробное описание задания
Содержит этапы выполнения с иллюстрациями. Практическое задание представлено для 2 уровней участников: стартового и продвинутого.
Видео-ролики
В видео педагог подробно показывает и рассказывает каким образом выполнять задания.
Дополнительные материалы
Они содержат раздаточный материал, который облегчает педагогу проведение занятия.
Данный кейс - это первый шаг, чтобы попробовать “руками” современные технологии и сделать что-то по-настоящему стоящее
О рынке (направлении) HealthNet
Кейс создан для знакомства с рынком НТИ HealthNet. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с поиском новых решений для охраны и поддержания человеческого здоровья.

Рынок HealthNet - это открытая экосистема, которая поддерживает и развивает компании, создающие, производящие и предоставляющие биотехнологические и медицинские продукты и услуги. Главная цель рынка HealthNet это значительное улучшение здоровья и качества жизни человека в России и в мире в целом.

«HealthNet» – это широкий спектр услуг и исследований, связанных со здоровьем человека, в том числе разработка передовых продуктов, отслеживающих показатели человеческого организма и контролирующие их.

В данном кейсе мы предлагаем вам погрузиться в тематику разработки данных продуктов и разработать проект умных часов, отслеживающих пульс человека.

Не смотря на широкое распространение подобных устройств, всегда стоит актуальный вопрос их доработки и индивидуальной персонализации под каждого пользователя.

КОМПАНИИ РЫНКА HealthNet:
КОМПАНИЯ «GENOTEK»
Компания занимается генетическими исследованиями и предоставляет полный спектр услуг по анализу ДНК. Они предоставляют возможность через анализ тысячи генов составить ДНК профиль, где будут отображены здоровье, особенности диеты, происхождение, реакции на прием лекарств, а также таланты и характер.
ИНСТИТУТ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА
Компания, занимающая фармацевтикой, медицинской генетикой, биомедициной. Так разработчики вакцины от коронавируса «Бетувакс» и ген-активированного материала для костной пластики «Гистографт» стали лауреатами Всероссийской премии «Технологический прорыв 2021»

Зачем решать кейс?


Может быть ты думаешь, что все это не для тебя, а может быть для другой страны или другого времени? Но это не так! Эти технологии уже присутствуют в нашей жизни здесь и сейчас!

Цель кейса:
В рамках решения данного кейса необходимо будет подробно рассмотреть работу сердечно-сосудистой системы и возможные риски, а также разработать устройство, которое будет осуществлять замер пульса человека.
ЗАДАЧИ КОМАНДЫ:
1
Проведите подробный анализ проблемы.
Ознакомьтесь с работу сердечно-сосудистой системы, узнайте какие риски и заболевания могут возникать.
2
Ознакомьтесь со всеми компонентами
Узнайте правила работы с ними, их свойства и ограничения. Подумайте, как вы можете использовать эти компоненты, для каких целей. Как вы уже представляете свой продукт?
3
Изучите инструкцию и схему
Там указано как подключить необходимые компоненты для исправной работы датчика пульса, а также пример кода, который может быть применен для запуска и проверки всех систем. Ознакомьтесь с этой инструкцией и схемой ниже, предложите свои варианты работы с компонентами или доработайте и внесите изменения в код для полной оптимизации вашего устройства
4
Проверьте работу получившегося устройства
И подготовьте его презентацию в формате лонгрида (одностраничного сайта на Tilda.cc), максимально широко раскрыв вашу идею.
Стартовый блок
Вам понадобится:
ESP8266
микроконтроллер с интерфейсом Wi-Fi
Кабель micro USB
Датчик пульса
Стабилизатор напряжения 7805
Батарейка 9V
Макетная плата
__
Сопроводительные элементы
провода п-п, п-м; диоды; резисторы 220 Ом
___
Полезные материалы:
Материалы, которые пригодятся во время решения кейса:
ESP8266 прошивка, программирование в Arduino IDE

Подключение датчик пульса к микроконтроллеру
1 ШАГ.

Настройте Arduino IDE для esp8266. Откройте среду разработки и, как показано на рисунках выберите нужную плату и совершите ее настройку. В окошко вставьте ссылки:

2 ШАГ

Отключите плату от кабеля USB и подключите к батарейке на 9V через стабилизатор питания, как показано на схеме и фото.
3 ШАГ

Присоедините стабилизатор напряжения к макетной плате и присоедините его к esp8266. Батарею подключите последней!

Плата должна продолжить мигать светодиодом после подключения. Таким образом можно питать плату от батарейки, а не от компьютера.

После проверки работы, отключите плату от питания!

4 ШАГ

Подключите датчик пульса, как показано на схеме и фото

Присоедините датчик пульса к макетной плате

5 ШАГ

Подключите датчик пульса к esp8266:

сигнал «S» - «A0»;
«+» - «3V»;
«-» - «G»:
6 ШАГ
Подключите микроконтроллер и вставьте код в Arduino IDE:

int PulseSensorPurplePin = 0; // выход Ардуино А0
int Signal;
int Threshold = 550; // значение для данных сенсора, после которого подаётся сигнал
int i;
int n;
int t;



void setup(){
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop(){
t = millis()/1000 - n*20;
Signal = analogRead(PulseSensorPurplePin); // чтение данных с сенсора
//Serial.println(Signal);

if (Signal > Threshold){
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // если значение выше "550", то сигнал на светодиод
i+=1;
while(Signal>Threshold){
Signal = analogRead(PulseSensorPurplePin);
}
}

else {
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
}

if (t>20){
Serial.print("Пульс: ");
Serial.println(i);
n += 1;
t = 0;
i = 0;
}
}
7 ШАГ

Проверьте работу устройства:
8 ШАГ

Осуществите повторное подключение батареи

пЕРЕД ПОДКЛЮЧЕНИЕМ УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ПИТАНИЕ ОТ КОМПЬЮТЕРА ОТКЛЮЧЕНО!
Продвинутый блок
Вам понадобится:
В дополнение ко всем компонентам перечисленным в стартовом блоке необходимо использовать:
-
OLED display I2C
-
1 ШАГ

Установи дополнительные библиотеки «Adafruit_GFX» и «Adafruit_SSD1306«. Самый простой способ, это воспользоваться «Управление библиотеками…» в среде разработке Arduino IDE.
Затем введи в поиковой строке названия библиотек и нажми кнопку "установить".
2 ШАГ

Подключи экран к микроконтролеру
GND -> G
Vcc -> 3.3V
SCL -> D1
Sda -> D2

Экран может выглядеть по разному, главное, чтобы контакты назывались так же!
3 ШАГ
Подключите микроконтроллер и вставьте код в Arduino IDE:

#include <SPI.h> // Подключение библиотеки SPI
#include <Wire.h> // Подключение библиотеки Wire
#include <Adafruit_GFX.h> // Подключение библиотеки Adafruit_GFX
#include <Adafruit_SSD1306.h> // Подключение библиотеки Adafruit_SSD1306
#define OLED_RESET 16
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

void setup()
{
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3c); // Указываем адрес дисплея
}

void loop()
{
display.clearDisplay(); // Очищаем дисплей
display.setTextSize(1); // Устанавливаем размер шрифта
display.setTextColor(WHITE); // Цвет фона
display.setCursor(0,0); // Установить позицию x, y для отображения
display.println(" Pulse: "); // Отправка текста
display.display();
}
4 ШАГ (Самостоятельный)

Аддаптируй код так, чтобы полсле фразы Pulse: выводились данные с датчика
Полезные материалы
Как подключить OLED экран к esp8266
Как подключить часы реального времени
Эти материалы помогут улучшить твой проект и сделать его интереснее!

»
Представление результатов кейса
Продукт кейса мы рекомендуем оформить в формате лонгрида (одностраничного сайта), который легко можно создать в конструкторе сайтов Tilda.cc.

Мы рекомендуем отразить в лонгриде следующую информацию для подробного освещения вашего устройства.
Для участников стартового уровня лонгрид может содержать:
1
Название продукта / устройства
2
Состав команды
Можно разместить фото команды и кратко рассказать какую роль выполняет каждый участник.
3
Актуальность задачи
Проблематика продукта. Какие проблемы может решить ваш продукт?
4
Цель и задачи продукта
В цели должна прослеживаться ценность продукта, желаемый результат его работы. В задачах проекта прописано 3 - 5 пунктов, которые помогают достичь цели
5
Результат решения кейс
Данный пункт может содержать фото продукта в итоговом и рабочем состоянии. Приветствуется видео, которое будет отражать результаты испытания. Приведите концепт ваших часов, их внешний вид и функционал
Участникам продвинутого уровня рекомендуем добавить в решение:
1
Анализ целевой аудитории
Кто может быть потребителями вашего устройства? как вы планируете распространять ваш продукт?
2
Будет ли это экономически обоснованным?

Во сколько обойдется мелкосерийное производство ваших продуктов?
3
Какие инструменты продвижения вашего продукта можно использовать (реклама в соц.сетях, СМИ и т.п)?
4
Является ли продукт экологичным (не наносит ли его использование вреда окружающей среде)?
Как планируется утилизировать продукты, вышедшие из строя?

5
Какие еще улучшения можно внести в работу вашего устройства на основании вопросов 1-4?

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ:
При оценке вашего решения будут учитываться:
Понимание поставленной задачи. Покажите, что вы внимательно изучили задачу и верно понимаете ее
Исследование проблемы. Покажите, что вы изучили опыт других компаний и исследования в этой области, используете научный опыт, а не догадки и предположения.
Оригинальность решения. Это творческая задача, покажите, что ваша команда способна мыслить нестандартно, вне рамок.
Реализуемость и реалистичность предлагаемого решения. Ваше решение может быть основано на предложениях, научных фактах и результатах исследования, и может включать работающий алгоритм. Чем более реалистичным выглядит решение, тем лучше.
Обоснованность выбранного решения. Покажите, что предлагаемый вами подход не сделает хуже. Вы сами стали бы им пользоваться, а ваши родители или знакомые?
Работоспособность продукта. Подключение питания и загрузка программы датчика осуществлены правильно.
Проработанность продукта. Представлен концепт устройства (эскиз, 3D модель, прототип, макет), внешний вид и функции.
Развитие продукта. Добавлены функции или компоненты в предоставленную схему в кейсе, доработка устройства.
Дополнительные баллы можно получить за:
маркетинговую составляющую проекта (анализ целевой аудитории, каналы распространения)
экономическую часть (бюджет проекта)
рекламную часть (инструменты СМИ и т.п.)
проработана экологическая составляющая проекта