არდუინოს პულსის ოქსიმეტრი: 35 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

პულსის ოქსიმეტრი არის სტანდარტული ინსტრუმენტები საავადმყოფოს პარამეტრებისთვის. ჟანგბადიანი და დეოქსიგენირებული ჰემოგლობინის ფარდობითი შთანთქმის გამოყენებით, ეს მოწყობილობები განსაზღვრავენ პაციენტის სისხლის პროცენტს, რომელიც ატარებს ჟანგბადს (ჯანსაღი დიაპაზონი არის 94-98%). ეს მაჩვენებელი შეიძლება სიცოცხლის შემანარჩუნებელი იყოს კლინიკურ პირობებში, ვინაიდან სისხლის ჟანგბადით მოულოდნელი ვარდნა მიუთითებს კრიტიკულ სამედიცინო პრობლემაზე, რომელიც სასწრაფოდ უნდა მოგვარდეს.

ამ პროექტში ჩვენ ვცდილობთ ავაშენოთ პულსის ოქსიმეტრი იმ ნაწილების გამოყენებით, რომელთა მოძიებაც ადვილია ინტერნეტში/ტექნიკის ადგილობრივ მაღაზიაში. საბოლოო პროდუქტი არის ინსტრუმენტი, რომელსაც შეუძლია მიაწოდოს საკმარისი ინფორმაცია ვინმეს, რომ დროთა განმავლობაში მონიტორინგი გაუწიოს სისხლის ჟანგბადობას მხოლოდ x დოლარად. თავდაპირველი გეგმა იყო მოწყობილობის სრულად ტარება, მაგრამ ჩვენი კონტროლის მიღმა არსებული ფაქტორების გამო, ეს არ იყო შესაძლებელი ჩვენს დროში. კიდევ რამოდენიმე კომპონენტის და ცოტა მეტი დროის გათვალისწინებით, ეს პროექტი შეიძლება გახდეს სრულიად ტარებადი და უსადენოდ დაუკავშირდეს გარე მოწყობილობას.

მარაგები

აუცილებელი ნაწილების სია - ნივთები, რომლებიც ალბათ უნდა შეიძინოთ

არდუინო ნანო * $ 1.99 (Banggood.com)

ორმაგი LED - $ 1.37 (Mouser.com)

ფოტოდიოდი - $ 1.67 (Mouser.com)

150 Ohm რეზისტორი - $ 0.12 (Mouser.com)

180 Ohm რეზისტორი - $ 0.12 (Mouser.com)

10 kOhm რეზისტორი - $ 0.10 (Mouser.com)

100 kOhm რეზისტორი - $ 0.12 (Mouser.com)

47 nF კონდენსატორი - $ 0.16 (Mouser.com)

*(ჩვენი ნანო ამჟამად ჩინეთშია ჩარჩენილი, ამიტომ ჩვენ გამოვიყენეთ Uno, მაგრამ ორივე იმუშავებს)

საერთო ღირებულება: $ 5.55 (მაგრამ … ჩვენ გვქონდა რამოდენიმე ნივთი და ვიყიდე რამდენიმე სათადარიგო ნაწილიც)

მეორადი ნაწილების სია - ნივთები, რომლებიც ჩვენთვის იწვა, მაგრამ თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ ყიდვა

სპილენძის დაფარული დაფა - საკმაოდ იაფი (მაგალითი). ამის ნაცვლად, შეგიძლიათ გააკეთოთ და შეუკვეთოთ PCB.

PVC - დიამეტრის მინიმუმ ერთი ინჩი. თხელი ტიპი მშვენივრად მუშაობს.

მავთულები - ჩათვლით რამდენიმე ჯუმბერის მავთული პურის დაფისთვის და ზოგი გრძელი, რომ დააკავშიროთ ოქსიმეტრი დაფასთან. მე –20 ნაბიჯში მე ვაჩვენებ ამ საკითხის გადაწყვეტას.

ქალი Pin Header - ეს არის სურვილისამებრ, თუ თქვენ უბრალოდ გსურთ დააკავშიროთ მავთულები დაფებზე, ის კარგად იმუშავებს.

ქაფი - მე გამოვიყენე L200, რაც საკმაოდ სპეციფიკურია. თქვენ ნამდვილად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ყველაფერი, რაც თქვენი აზრით კომფორტული იქნება. ძველი მაუსის სამაგრები შესანიშნავია ამისათვის!

LED- ები და რეზისტორები - საკმაოდ იაფია, თუ მათი ყიდვა გჭირდებათ. ჩვენ ვიყენებდით 220Ω რეზისტორებს და გვქონდა რამდენიმე ფერი.

რეკომენდებული ინსტრუმენტები და აღჭურვილობა

სითბოს იარაღი

Soldering რკინის ერთად მშვენიერი რჩევა

დრემელის ინსტრუმენტი მარშრუტიზაციისა და ბიტების მოჭრით (შეგიძლიათ დაათვალიეროთ კომუნალური დანით, მაგრამ არც ისე სწრაფად)

Pliers, Wire cutters, Wire Strippers და ა.შ.

ნაბიჯი 1: მომზადება: ლუდი-ლამბერტის კანონი

იმისათვის, რომ გავიგოთ, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ პულსის ოქსიმეტრი, პირველ რიგში აუცილებელია გავიგოთ მისი მუშაობის თეორია. გამოყენებული მათემატიკური განტოლება ცნობილია როგორც ლუ-ლამბერტის კანონი.

ლუარ-ლამბერტის კანონი არის კარგად გამოყენებული განტოლება, რომელიც აღწერს ურთიერთობას ხსნარში ნივთიერების კონცენტრაციასა და ხსნარში გავლილი სინათლის გამტარობას (ან შთანთქმას) შორის. პრაქტიკული თვალსაზრისით, კანონი ამბობს, რომ სულ უფრო დიდი რაოდენობის შუქი იბლოკება ხსნარში სულ უფრო დიდი ნაწილაკებით. კანონი და მისი კომპონენტები აღწერილია ქვემოთ.

შთანთქმის = log10 (Io/I) = εbc

სად: Io = ინციდენტური შუქი (დამატებული ნიმუშის წინ) I = ინციდენტური შუქი (დამატებული ნიმუშის შემდეგ) ε = მოლური შთანთქმის კოეფიციენტი (ტალღის სიგრძისა და ნივთიერების ფუნქცია) b = სინათლის ბილიკის სიგრძე = ნივთიერების კონცენტრაცია ნიმუშში

ლუდის კანონის გამოყენებით კონცენტრაციის გაზომვისას მოსახერხებელია სინათლის ტალღის სიგრძის შერჩევა, რომელშიც ნიმუში შთანთქავს ყველაზე მეტად. ჟანგბადიანი ჰემოგლობინისთვის, საუკეთესო ტალღის სიგრძეა დაახლოებით 660 ნმ (წითელი). დეოქსიგენირებული ჰემოგლობინისთვის საუკეთესო ტალღის სიგრძეა დაახლოებით 940 ნმ (ინფრაწითელი). ორივე ტალღის სიგრძის LED- ების გამოყენებით, თითოეული მათგანის ფარდობითი კონცენტრაცია შეიძლება გამოითვალოს სისხლში %O2 შესაფასებლად.

ნაბიჯი 2: მომზადება: პულსის ოქსიმეტრია

ჩვენი მოწყობილობა იყენებს ორმაგ LED- ს (ორი LED ერთ ჩიპზე) 660nm და 940nm ტალღების სიგრძისთვის. ეს არის მონაცვლეობით ჩართვა/გამორთვა და Arduino ჩაწერს შედეგს დეტექტორისგან თითის მოპირდაპირე მხარეს LED- ებიდან. დეტექტორის სიგნალი ორივე LED- ისთვის იმპულსებს უწევს პაციენტის გულისცემას დროულად. ამრიგად, სიგნალი შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად: DC ნაწილი (წარმოადგენს აბსორბციას ყველაფრის განსაზღვრულ ტალღის სიგრძეზე, გარდა სისხლისა) და AC ნაწილს (წარმოადგენს შთანთქმის სისხლის განსაზღვრულ ტალღის სიგრძეზე). როგორც ლუარ-ლამბერტის განყოფილებაშია მითითებული, შთანთქმა დაკავშირებულია ორივე ამ მნიშვნელობასთან (log10 [Io/I]).

%O2 განისაზღვრება როგორც: ჟანგბადიანი ჰემოგლობინი / მთლიანი ჰემოგლობინი

ლუდის ლამბერტის განტოლებებში შემცვლელი, კონცენტრაციით ამოხსნილი, შედეგი არის ფრაქციების ძალიან რთული ნაწილი. ეს შეიძლება გამარტივდეს რამდენიმე გზით.

1. ბილიკის სიგრძე (ბ) ორივე შუქდიოდებისთვის არის ერთი და იგივე, რის გამოც იგი ამოვარდება განტოლებიდან
2. გამოიყენება შუალედური თანაფარდობა (R). R = (AC640nm/DC640nm)/(AC940nm/DC940nm)
3. მოლური შთანთქმის კოეფიციენტები არის მუდმივები. როდესაც იყოფა, ისინი შეიძლება შეიცვალოს ზოგადი მორგებული ფაქტორის მუდმივობით. ეს იწვევს სიზუსტის უმნიშვნელო დაკარგვას, მაგრამ, როგორც ჩანს, საკმაოდ სტანდარტულია ამ მოწყობილობებისთვის.

ნაბიჯი 3: მომზადება: არდუინო

ამ პროექტისათვის საჭირო Arduino Nano ცნობილია როგორც მიკროპროცესორი, მოწყობილობების კლასი, რომელიც განუწყვეტლივ აწარმოებს წინასწარ დაპროგრამებულ ინსტრუქციებს. მიკროპროცესორებს შეუძლიათ წაიკითხონ მოწყობილობის შეყვანა, გააკეთონ საჭირო მათემატიკა და ჩაწერონ სიგნალი მის გამომყვან ქინძისთავებზე. ეს წარმოუდგენლად სასარგებლოა ნებისმიერი მცირე ზომის პროექტისათვის, რომელიც მოითხოვს მათემატიკას და/ან ლოგიკას.

ნაბიჯი 4: მომზადება: GitHub

GitHub არის ვებსაიტი, რომელიც მასპინძლობს საცავებს, ან სივრცეებს პროექტის ესკიზების კოლექციებისთვის. ჩვენი ამჟამად ინახება https://github.com/ThatGuy10000/arduino-pulse-oximeter. ეს საშუალებას გვაძლევს გავაკეთოთ რამდენიმე რამ.

1. შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ კოდი თქვენთვის და გაუშვათ თქვენს პირად Arduino– ზე
2. ჩვენ შეგვიძლია განვაახლოთ კოდი ნებისმიერ დროს აქ ბმულის შეცვლის გარეშე. თუ შეცდომებს აღმოვაჩენთ ან მათემატიკის სხვაგვარად გაკეთებას გადავწყვეტთ, ჩვენ გამოვაქვეყნებთ განახლებას, რომელიც აქ დაუყოვნებლივ იქნება ხელმისაწვდომი
3. თქვენ შეგიძლიათ თავად შეცვალოთ კოდი. ეს არ გამოიწვევს დაუყოვნებლივ განახლებას, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ "გაყვანის მოთხოვნა", რომელიც მეკითხება მინდა თუ არა თქვენი ცვლილებები შევიტანო სამაგისტრო კოდში. შემიძლია მივიღო ან ვეტო დაადო ამ ცვლილებებს.

GitHub– ის შესახებ ნებისმიერი კითხვისთვის ან მისი მუშაობის შესახებ, იხილეთ ეს სახელმძღვანელო, რომელიც გამოქვეყნებულია თავად GitHub– ის მიერ.

ნაბიჯი 5: უსაფრთხოების ზომები

როგორც მოწყობილობა, ეს არის რაც შეიძლება უსაფრთხო. ძალიან ცოტა დენია და არაფერი არ მუშაობს 5 ვ -ზე. სინამდვილეში, წრე უნდა იყოს უფრო შეშინებული ვიდრე თქვენ.

მშენებლობის პროცესში, გასათვალისწინებელია რამდენიმე ძირითადი რამ.

• დანის უსაფრთხოება უნდა იყოს გათვალისწინებული, მაგრამ ზოგიერთ ნაწილს აქვს ძალიან ორგანული ფორმა, რამაც შეიძლება მაცდური შეინარჩუნოს ისინი იმ ადგილას, სადაც თქვენი თითები ნამდვილად არ უნდა იყოს. Ფრთხილად იყავი.
• თუ თქვენ ფლობთ გამაგრილებელ რკინას, გამათბობელ იარაღს ან დრემელის ინსტრუმენტს, მე ვფიქრობ, რომ თქვენ უნდა იცოდეთ როგორ გამოიყენოთ ისინი სწორად. მიუხედავად ამისა, მიიღეთ აუცილებელი ზომები. ნუ იმუშავებთ იმედგაცრუებებით. შეისვენეთ, გაასუფთავეთ თავი და დაუბრუნდით მას, როდესაც უფრო სტაბილური იქნებით. (უსაფრთხოების ინფორმაცია გამაგრილებელი რკინის, სითბოს იარაღისა და დრემელის იარაღებისთვის შეგიძლიათ იხილოთ ბმულებში)
• როდესაც თქვენ შეამოწმოთ ნებისმიერი სქემა ან გადაადგილეთ საგნები პურის დაფაზე, უმჯობესია ყველაფერი გამორთოთ. ნამდვილად არ არის საჭირო რაიმე ცოცხალი ენერგიის შესამოწმებლად, ასე რომ ნუ გარისკავთ შორტების გამომწვევი მიზეზებით და არტუინოს ან სხვა კომპონენტების პოტენციურად დაზიანებით.
• იყავით ფრთხილად ელექტრონული კომპონენტების გამოყენებისას წყალში და მის გარშემო. სველ კანს გაცილებით დაბალი წინააღმდეგობა აქვს ვიდრე მშრალ კანს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დენები, რომლებიც აღემატება უსაფრთხო დონეს. გარდა ამისა, ელექტრო შორტებმა დაფის კომპონენტებში შეიძლება მნიშვნელოვანი ზიანი მიაყენონ კომპონენტებს. არ იმუშაოთ ელექტრომოწყობილობით სითხეებთან ახლოს.

გაფრთხილება: გთხოვთ, ნუ ეცდებით გამოიყენოთ ეს როგორც ნამდვილი სამედიცინო მოწყობილობა. ეს მოწყობილობა არის კონცეფციის მტკიცებულება, მაგრამ ეს არ არის სრულყოფილად ზუსტი ინსტრუმენტი, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული პოტენციურად ავადმყოფი პირების ზრუნვაში. არსებობს უამრავი იაფი ალტერნატივა, რომლის ყიდვაც შეგიძლიათ, რაც უზრუნველყოფს გაცილებით მაღალ დონეს.

ნაბიჯი 6: რჩევები და ხრიკები

როგორც პროექტი შემუშავდა, იყო არაერთი გაკვეთილი მიღებული. აქ არის რამოდენიმე რჩევა:

1. როდესაც თქვენ აკეთებთ მიკროსქემის დაფებს, თქვენი მეგობრები უფრო მეტად გამოყოფენ კვალს. უმჯობესია იყოთ უსაფრთხო მხარეს. კიდევ უკეთესი არის უბრალოდ შეუკვეთოთ PCB ისეთი სერვისიდან, როგორიცაა Oshpark, რომელიც გააკეთებს მსგავს დაფებს გონივრულ ფასად.
2. მსგავს შენიშვნაზე, ფრთხილად იყავით, გადაწყვეტთ თუ არა დაფის დაფაზე დაფის დაფაზე დაფის გამოყენებას. ფოტოდიოდი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა და ეს უბრალოდ არ არის სახალისო, თუ ის გატეხილია მასთან მისვლისას. უმჯობესია კომპონენტები შეამოწმოთ ძალაუფლების გარეშე და გჯეროდეთ, რომ ის გამოვა. დიოდისა და უწყვეტობის პარამეტრები თქვენი მეგობრები არიან.
3. მას შემდეგ რაც ყველაფერი ააშენეთ, ის საკმაოდ მოჭრილი და მშრალია, მაგრამ ერთ -ერთი ყველაზე გავრცელებული შეცდომა იყო LED- ების მიკროსქემის არასწორად დაკავშირება. თუ თქვენი მონაცემები უცნაურია, შეამოწმეთ კავშირი და პოტენციურად სცადეთ ერთ -ერთი LED კავშირი არდუინოსთან ერთდროულად. ხანდახან ყველაფერი ასე ცხადი ხდება.
4. თუ თქვენ ჯერ კიდევ გაქვთ პრობლემები LED- ებთან, შეგიძლიათ შეაერთოთ 5V ენერგია მათ შეყვანაში. წითელი იქნება საკმაოდ ნათელი, მაგრამ ინფრაწითელი უხილავია. თუ თქვენ გაქვთ ტელეფონის კამერა, შეგიძლიათ გადახედოთ მას და დაინახავთ ინფრაწითელ შუქს. ტელეფონის კამერის სენსორი აჩვენებს მას როგორც ხილულ შუქს, რაც მართლაც მოსახერხებელია!
5. თუ ბევრ ხმაურს იღებთ, შეამოწმეთ, რომ ფოტოდიოდის დაფა შორს არის ყველაფრისგან, რაც კედლიდან უსიამოვნო 60Hz სიმძლავრეს ატარებს. მაღალი ღირებულების რეზისტორი არის მაგნიტი დამატებითი ხმაურისთვის, ამიტომ ფრთხილად იყავით.
6. SpO2 გამოთვლის მათემატიკა ცოტა სახიფათოა. მიჰყევით მითითებულ კოდს, მაგრამ დარწმუნდით, რომ შეცვალეთ "fitFactor" ცვლადი, რათა გათვლები მოერგოს თქვენს კონკრეტულ მოწყობილობას. ეს მოითხოვს ცდას და შეცდომას.

ნაბიჯი 7: მიკროსქემის დაფების აგება

ჩვენ დავიწყებთ ორი სქემის დაფის დამზადებით, რომელიც შედის დიზაინში. მე გამოვიყენე ორმხრივი სპილენძის დაფარული დაფა და დრემელის ხელსაწყო, რომ ეს ხელით გამეკეთებინა, რაც არ იყო სრულყოფილი, მაგრამ მუშაობდა. თუ თქვენ გაქვთ რესურსი, მე გირჩევთ დახატოთ სქემატური სქემა და გამოიყენოთ იგი დაფქული მანქანით, მაგრამ ამის გაკეთება შეუძლებელია.

ნაბიჯი 8: დაფა 1 - ფოტოდეტექტორი

აქ არის წრე, რომელიც დავდე პირველ დაფაზე, კონდენსატორის გამოკლებით. უმჯობესია შეინარჩუნოთ დაბალი პროფილი, რადგან ეს თქვენი თითის გარშემო წავა ოქსიმეტრის შიგნით. ფოტოდეტექტორი, ამ შემთხვევაში, არის ფოტოდიოდი, რაც ნიშნავს რომ ის ელექტრონულად არის დიოდის მსგავსი, მაგრამ ის წარმოქმნის ჩვენთვის სინათლის დონის მიხედვით.

ნაბიჯი 9: დაფის დაფქვა

მე გადავწყვიტე დავიწყო რეკომენდებული ნაკვალევის მასშტაბური მოდელის დაბეჭდვით და ამოკვეთით. იმის გამო, რომ მე უბრალოდ თვალს ვადევნებ ჩემს ჭრას, ამან კარგი მინიშნება მისცა სანამ ფოტოდეტექტორი ამოვიღე მისი პაკეტიდან. ეს ხელმისაწვდომია გამყიდველის დანახვაზე ფოტოდეტექტორისთვის.

ნაბიჯი 10: გაბურღვა

ეს არის დიზაინი, რომელთანაც მივედი PCB– სთვის, რომელიც მე ამოვიღე პატარა დრემელის როუტერის ბიტით და სასარგებლო დანით. ამ დაფის ჩემი პირველი მშენებლობა რამოდენიმე მიზეზის გამო გაუმართავი აღმოჩნდა. გაკვეთილები, რაც მე ვისწავლე ჩემი მეორე მშენებლობისთვის იყო ის, რომ არ გადამეცი მინიმუმი და გამეკვეთა იქ, სადაც მე დავხატე შავი ხაზი ზემოთ მოცემულ სურათზე. ჩიპზე არის დაუკავშირებელი პინი, რომელსაც უნდა ჰქონდეს საკუთარი ბალიში, ვინაიდან ის სხვას არაფერთან აკავშირებს, მაგრამ მაინც ეხმარება ჩიპის დაფაზე შენახვას. მე ასევე დავამატე ხვრელები რეზისტორისთვის, რომელიც მე გავაკეთე რეზისტორის გვერდით მოთავსებით და ხვრელების თვალით.

ნაბიჯი 11: კომპონენტების განთავსება

ეს ნაწილი ცოტა სახიფათოა. მე თეთრად აღვნიშნე ფოტოდეტექტორის ორიენტაცია. მე დავამატე ცოტაოდენი შედუღება ჩიპზე თითოეული პინის ქვედა ნაწილზე, ჩავდე რამდენიმე წვერი მიკროსქემის დაფაზე და შემდეგ ჩიპი დავიჭირე, რადგან გამათბობელი გამაცხელებელი დაფაზე. თქვენ არ გსურთ მისი გაცხელება ძალიან, მაგრამ თუ დაფაზე გამწოვი თხევადია, ის ჩიპს საკმაოდ სწრაფად უნდა დაუკავშირდეს, თუ საკმარისი შედუღება გაქვთ. თქვენ ასევე უნდა შეკრათ 100 კვ რეზისტორი 3 პინიანი თავით დაფის იმავე მხარეს.

ნაბიჯი 12: გაწმენდა და შემოწმება

შემდეგ, გამოიყენეთ დრემელის ხელსაწყო, რომ ამოიღოთ სპილენძი რეზისტორის საყრდენების გარშემო დაფის უკანა მხარეს (რათა თავიდან აიცილოთ რეზისტორის მოკლება). ამის შემდეგ, გამოიყენეთ მულტიმეტრი მისი უწყვეტობის რეჟიმში, რათა შეამოწმოთ, რომ შედუღების პროცესში არცერთი კვალი არ შემცირებულა. როგორც საბოლოო შემოწმება, გამოიყენეთ მულტიმეტრის დიოდური გაზომვა (გაკვეთილი, თუ ეს თქვენთვის ახალი ტექნოლოგიაა) ფოტოდიოდზე, რათა დარწმუნდეთ, რომ ის სრულად არის მიმაგრებული დაფაზე.

ნაბიჯი 13: დაფა 2 - LED- ები

აქ არის სქემა მეორე დაფაზე. ეს არის ცოტა უფრო რთული, მაგრამ საბედნიეროდ, ჩვენ თბილად ვართ გათამაშებული ამ უკანასკნელისგან.

ნაბიჯი 14: ბურღვა ქვემოთ Redux

რამოდენიმე მცდელობის შემდეგ, რაც იმდენად არ მომეწონა, დავთანხმდი ამ ნიმუშზე, რომელიც გავწურე იმავე დრემელის მარშრუტით, როგორც ადრე. ამ სურათის მიხედვით, ძნელი სათქმელია, მაგრამ არსებობს კავშირი დაფის ორ ნაწილს შორის მეორე მხრით (მიწაში ჩართული). ამ ჭრის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია კვეთა, სადაც LED ჩიპი იჯდება. ეს ჯვრის ნიმუში უნდა იყოს საკმაოდ პატარა, რადგან LED ჩიპზე კავშირები საკმაოდ მჭიდროდ არის დაკავშირებული.

ნაბიჯი 15: შედუღება ვიას

იმის გამო, რომ LED ჩიპის ორი საპირისპირო კუთხე უნდა იყოს დაკავშირებული, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ დაფის უკანა მხარე მათ დასაკავშირებლად. როდესაც ჩვენ ელექტრონულად ვუერთდებით დაფის ერთ მხარეს მეორეს, ამას ქვია "გავლა". დაფაზე ვიზების გასაკეთებლად, მე გავხსენი ხვრელი ზემოთ აღნიშნულ ორ უბანში. აქედან, წინა დაფაზე მდგარი რეზისტორის ხვრელები ჩავდე ხვრელში და გავწურე ორივე მხრიდან. რაც შეიძლება მეტი ზედმეტი მავთული შევაწყვე და განვაგრძე შემოწმება იმის დასადგენად, რომ ამ ორ უბანს შორის იყო ნულოვანი წინააღმდეგობა. წინა დაფისგან განსხვავებით, ამ ვიზას არ დასჭირდება უკანა მხარეს დახატვა, რადგან ჩვენ გვინდა, რომ ისინი ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული.

ნაბიჯი 16: LED ჩიპის შედუღება

LED ჩიპის გასაყიდად, მიჰყევით იმავე პროცედურას, როგორც ფოტოდიოდი, დაამატეთ შედუღება თითოეულ პინზე და ზედაპირზეც. ნაწილის ორიენტაცია ძნელია სწორად გამოსაყენებლად და მე გირჩევთ მიჰყევით მონაცემთა ცხრილს, რომ მიიღოთ თქვენი დამსახურება. ჩიპის ქვედა მხარეს, "პინ ერთს" აქვს ოდნავ განსხვავებული ბალიში და დანარჩენი რიცხვები გრძელდება ჩიპის გარშემო. მე აღვნიშნე რა რიცხვები მიმაგრებულია რომელ წერტილებში. მას შემდეგ რაც შეაერთეთ იგი, თქვენ კვლავ უნდა გამოიყენოთ დიოდის ტესტის პარამეტრი მულტიმეტრზე, რომ ნახოთ რომ ორივე მხარე სწორად არის დამაგრებული. ეს გაჩვენებთ რომელი LED არის ასევე წითელი, რადგან მულტიმეტრის შეერთებისას ის ოდნავ ანათებს.

ნაბიჯი 17: დანარჩენი კომპონენტები

შემდეგი, solder on რეზისტორების და 3-pin header. თუ წინა ჩანაწერში LED ჩიპი 180 გრადუსით გადატრიალდა, თქვენ ნამდვილად შეგიძლიათ გააგრძელოთ. როდესაც თქვენ აყენებთ რეზისტორებს, დარწმუნდით, რომ 150Ω რეზისტორი მიდის წითელ მხარეს, ხოლო მეორე მხარეს აქვს 180Ω.

ნაბიჯი 18: დასრულება და შემოწმება

უკანა მხარეს, წინა მხარეს ისე მოჭერით რეზისტორები, რომ თავიდან აიცილოთ ისინი ხვრელის მეშვეობით. ამოიღეთ დაფა და გააკეთეთ ბოლო გადაფრქვევა მულტიმეტრზე უწყვეტობის შემმოწმებლით, მხოლოდ იმისთვის, რომ კიდევ ერთხელ შეამოწმოთ, რომ შემთხვევით არაფერი შემოკლდა.

ნაბიჯი 19: დაფების "ჭურჭელი"

მას შემდეგ, რაც შევასრულე შედუღების სამუშაოები, მინდოდა დავრწმუნებულიყავი, რომ ოქსიმეტრის გამოყენებისას არაფერი დაარტყამს კომპონენტებს, ამიტომ გადავწყვიტე დაფები "ქოთანში". რაღაც არაგამტარობის ფენის დამატებით, ყველა კომპონენტი უკეთესად დარჩება ადგილზე და უზრუნველყოფს ოქსიმეტრის ბრტყელ ზედაპირს. მე გამოვცადე რამოდენიმე რამ, რაც მე მქონდა და ეს სამრეწველო გამძლე წებო კარგად მუშაობდა. დავიწყე უკანა მხარის დაფარვით და რამდენიმე საათით გაშვება.

ნაბიჯი 20: ქოთნის გაგრძელება

მას შემდეგ, რაც ფსკერი გამაგრდება, გადაატრიალეთ დაფები და გადააფარეთ ზემოდან. მიუხედავად იმისა, რომ ის თითქმის გამჭვირვალე წებოვანია, მე მინდოდა ფოტოდეტექტორი და LED- ები გამეხსნა, ასე რომ სანამ ყველაფერს დავფარავდი, დაფარული მქონდა ელექტრო ფირის მცირე ნაჭრები და რამდენიმე საათის შემდეგ ვიყენებდი დანა ფრთხილად ამოვიღო წებო თავზე ეს და აიღო ფირზე. შეიძლება არ იყოს საჭირო მათი გახსნა, მაგრამ თუ გადაწყვეტთ მხოლოდ მათ დაფარვას, დარწმუნდით, რომ თავიდან აიცილოთ ჰაერის ბუშტუკები. კარგია იმდენი წებოს ჩასმა, რამდენიც გსურთ (გონივრულ ფარგლებში), ვინაიდან ბრტყელი ზედაპირი უფრო კომფორტულად იჯდება და დამატებით დაცვას მისცემს კომპონენტებს, უბრალოდ დარწმუნდით, რომ გააჩერეთ ცოტა ხნით, რათა გაშრეს.

ნაბიჯი 21: მავთულის მშენებლობა

მე მხოლოდ გადაჭიმული მავთული მქონდა ხელში, ამიტომ გადავწყვიტე გამომეყენებინა მამრობითი 3-პინიანი სათაური კაბელების შესაქმნელად. თუ ის ხელთ გაქვთ, გაცილებით ადვილია ამისათვის გამოიყენოთ მყარი ლიანდაგის მავთულები შედუღების გარეშე. ეს ხელს უწყობს მავთულის ერთმანეთთან გადაბრუნებას, რადგან ეს ხელს უშლის ჩახუტებას და ზოგადად გამოიყურება უფრო სუფთა. უბრალოდ შეაერთეთ თითოეული მავთული სათაურზე და თუ ეს გაქვთ, თითოეულ ძაფს დავფარავ სითბოს შემცირებით. დარწმუნდით, რომ თქვენ გაქვთ მავთულები იმავე თანმიმდევრობით, როდესაც თქვენ აკავშირებთ სათაურს მეორე მხარეს.

ნაბიჯი 22: გაყვანილობის იდიოტი-დამტკიცება

იმის გამო, რომ მე ამ ფირფიტებს კაბელებთან ვუკავშირებდი, მინდოდა დავრწმუნებულიყავი, რომ ისინი არასდროს მცდარა, ასე რომ მე ფერადი კოდირებული კავშირი საღებავის მარკერებთან. აქ შეგიძლიათ ნახოთ რომელი პინ არის რომელი კავშირი და როგორ მუშაობს ჩემი ფერადი კოდირება.

ნაბიჯი 23: დანართის დამზადება

ოქსიმეტრის საფარი, რომელიც მე გავაკეთე L200 ქაფით და PVC მილის ნაჭრით, მაგრამ თქვენ, რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ქაფი და/ან პლასტმასი, რომლის გარშემოც ხართ. PVC მშვენივრად მუშაობს, რადგან ის უკვე თითქმის იმ ფორმაშია, როგორც ჩვენ გვსურს.

ნაბიჯი 24: PVC და სითბოს იარაღი

PVC– ზე სითბოს იარაღის გამოყენება ფორმირებისთვის მარტივია, მაგრამ შეიძლება გარკვეული პრაქტიკა დასჭირდეს. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის PVC- ზე სითბოს გამოყენება მანამ, სანამ არ დაიწყება თავისუფლად მოღუნვა. მიუხედავად იმისა, რომ ცხელა, შეგიძლიათ მისი მოქცევა თითქმის თქვენთვის სასურველ ფორმაში. დაიწყეთ PVC მილის მონაკვეთით უფრო ფართო ვიდრე დაფები. გაჭერით ერთი მხარე, შემდეგ კი უბრალოდ დადგით სითბო. თქვენ დაგჭირდებათ რამდენიმე ხელთათმანი ან ხის ბლოკი, რომ შეძლოთ PVC– ს მანევრირება ცხელი პერიოდის განმავლობაში.

ნაბიჯი 25: პლასტმასის ჩამოყალიბება

მარყუჟის მოხვევისას, შეწყვიტეთ ზედმეტი PVC. სანამ ის მთლიანად მოხრილი იქნება, გამოიყენეთ დანა ან დრემელის ინსტრუმენტი, რათა გამოკვეთოთ ერთი მხარე და მოპირდაპირე მხარის კიდეები. ეს ჩანგალი ფორმა საშუალებას გაძლევთ დახუროთ მარყუჟი შემდგომში. ის ასევე გაძლევთ სადმე დასაჭერად, რათა გახსნათ ოქსიმეტრი, რომ თითზე დაიდო. არ ინერვიულოთ შებოჭილობის შესახებ ახლა, რადგან თქვენ გინდათ ნახოთ როგორ გრძნობს თავს ქაფისა და დაფების შესვლისთანავე.

ნაბიჯი 26: რაღაც უფრო რბილი

შემდეგი, გაჭერით ქაფის ნაჭერი თქვენი PVC სიგანეზე და სიგრძეზე, რომელიც სრულად შემოიფარგლება შიდა მარყუჟის გარშემო.

ნაბიჯი 27: ადგილი დაფებისთვის

იმისათვის, რომ დაფა არ იჭრას თქვენს თითში, მნიშვნელოვანია მათი ჩაყრა ქაფში. დააკვირდით დაფების ფორმას ქაფში და გამოიყენეთ მაკრატელი მასალის ამოთხრისთვის. სათაურების გარშემო მთლიანი ფართობის გასუფთავების ნაცვლად, დაამატეთ რამდენიმე ნაპრალი გვერდითი კონექტორების გასწვრივ, მაგრამ მაინც ოდნავ ქაფის ქვეშ. ამ ეტაპზე, თქვენ შეგიძლიათ დაფები და ქაფი ჩაყაროთ PVC– ში და შეამოწმოთ მორგება რეალურ PVC– ში და შემდეგ თქვენს თითზე. თუ ამით დაიწყებთ სისხლის მიმოქცევის დაკარგვას, თქვენ მოგინდებათ კვლავ გამოიყენოთ სითბოს იარაღი, რომ გააღოთ დანართი ცოტა მეტი.

ნაბიჯი 28: დაფები ქაფში

ჩვენ ვიწყებთ ამ ყველაფრის გაერთიანებას ახლავე! დასაწყებად, უბრალოდ ჩაყარეთ ეპოქსიდური/წებოვანი ხვრელები, რომლებიც ახლახან გააკეთეთ ქაფში და დაფები მოათავსეთ მათ პატარა სახლებში. მე გამოვიყენე იგივე წებო, რომელიც ადრე დაფებს ვასხამდი, რაც თითქოს კარგად მუშაობდა. დარწმუნდით, რომ გააჩერეთ რამდენიმე საათით ადრე, სანამ გადახვალთ.

ნაბიჯი 29: ქაფი პლასტმასისკენ

შემდეგი, მე PVC- ის შიგნით იგივე წებოთი დავდე და ფრთხილად ჩავდე ქაფი შიგნით. გაწურეთ ჭარბი და ჩაყარეთ შიგნით რაღაც, რომ ქაფი დაიშრეს. ჩემი სასარგებლო დანა კარგად მუშაობდა და ის ნამდვილად ეხმარება PVC– ს წინააღმდეგ ქაფის ამოღებას ძლიერი ბეჭდის მისაღებად.

ნაბიჯი 30: Arduino კავშირი

ამ ეტაპზე ფაქტობრივი სენსორი დასრულებულია, მაგრამ, რა თქმა უნდა, ჩვენ გვსურს მისი გამოყენება რაღაცისთვის. არდუინოსთან ბევრი არაფერია დაკავშირებული, მაგრამ წარმოუდგენლად მნიშვნელოვანია არაფრის უკანა მხარეს მიბმა, თორემ დიდი ალბათობით თქვენ დააზიანებთ საგნებს მიკროსქემის დაფებზე. დარწმუნდით, რომ დენი გამორთულია სქემების შეერთებისას (ეს ნამდვილად არის ყველაზე უსაფრთხო გზა პრობლემების თავიდან ასაცილებლად).

ნაბიჯი 31: დარჩენილი რეზისტორი და კონდენსატორი

რამოდენიმე შენიშვნა არდუინოში გაყვანილობის შესახებ:

• კონდენსატორი სიგნალიდან მიწამდე საოცრებას ახდენს ხმაურზე. მე არ მქონდა ფართო არჩევანი, ამიტომ მე გამოვიყენე "მამის ნაგვის ურნა სპეციალური", მაგრამ თუ თქვენ გაქვთ მრავალფეროვნება მაშინ მიდიხართ რაღაცაზე დაახლოებით 47nF ან ნაკლები. წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ შეიძლება არ გქონდეთ სწრაფი გადართვის სიჩქარე წითელ და IR LED- ებს შორის.
• რეზისტორი, რომელიც შედის ფოტოდეტექტორის კაბელში, არის უსაფრთხოების საკითხი. ეს არ არის აუცილებელი, მაგრამ მე შემეშინდა, რომ პურის დაფის მართვისას შეიძლება შემთხვევით რამე შემეკვეთა და დამეშალა მთელი პროექტი. ის არ მოიცავს ყველა უბედურ შემთხვევას, მაგრამ ის გვეხმარება გონების ცოტაოდენი ნაწილის ქონაში.

ნაბიჯი 32: LED დენის შემოწმება

მას შემდეგ რაც ეს ჩავრთე, შეამოწმეთ წითელი და IR LED- ები მულტიმეტრის გამოყენებით ამმეტრის რეჟიმში. მიზანი აქ მხოლოდ იმის შემოწმებაა, რომ ისინი მსგავსია. ჩემი იყო დაახლოებით 17mA.

ნაბიჯი 33: კოდი

როგორც მომზადების ეტაპზეა ნათქვამი, ამ მოწყობილობის კოდი შეგიძლიათ იხილოთ ჩვენს GitHub საცავში. უბრალოდ:

1. ჩამოტვირთეთ ეს კოდი დაჭერით "კლონირება ან ჩამოტვირთვა"/"ჩამოტვირთეთ Zip".
2. გახსენით ეს ფაილი 7zip– ის ან მსგავსი პროგრამის გამოყენებით და გახსენით ეს ფაილი Arduino IDE– ში.
3. ატვირთეთ იგი თქვენს Arduino– ში და დააკავშირეთ ქინძისთავები, როგორც ეს აღწერილია pin დავალებებში (ან შეცვალეთ ისინი კოდში, მაგრამ გააცნობიერეთ, რომ ამის გაკეთება მოგიწევთ ყოველ ჯერზე GitHub– დან ხელახლა გადმოტვირთვისას).
4. თუ გსურთ სერიული მონიტორის ნახვა სერიულ მონიტორზე, შეცვალეთ serialDisplay ლოგიკური True. სხვა შეყვანის ცვლადები აღწერილია კოდში; ამჟამინდელი ღირებულებები ჩვენთვის კარგად მუშაობდა, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ ექსპერიმენტი გაუკეთოთ სხვებს თქვენი კონფიგურაციის ოპტიმალური შესრულების მისაღწევად.

ნაბიჯი 34: წრიული დიაგრამა

ნაბიჯი 35: დამატებითი იდეები

ჩვენ გვსურს დავამატოთ (ან ჩვენი მრავალი მიმდევარიდან ერთმა შეიძლება იფიქროს დამატებაზე)

1. Bluetooth კავშირი კომპიუტერთან მონაცემების გაცვლისთვის
2. დაკავშირება Google Home/Amazon მოწყობილობასთან SpO2 ინფორმაციის მოთხოვნის მიზნით
3. უფრო გაწითლდა მათემატიკა SpO2– ის გამოსათვლელად, რადგან ამჟამად შედარებისთვის მითითება არ გვაქვს. ჩვენ უბრალოდ ვიყენებთ მათემატიკას, რომელიც ინტერნეტში ვიპოვეთ.
4. პაციენტის გულისცემის გამოანგარიშებისა და ანგარიშის კოდი SpO2– თან ერთად
5. ინტეგრირებული სქემის გამოყენება ჩვენი გაზომვებისა და მათემატიკისათვის, გამორიცხავს ცვალებადობის დიდ ნაწილს ჩვენი გამომუშავებისთვის.