Monitor toru oddechowego

You are here:
< All Topics

(w opracowaniu/uzupełnianiu)

Przy projektowaniu oraz dalej – przy prototypach i planowanym procesie certyfikacji CE potrzebny jest monitor parametrów toru oddechowego.

Musimy wykonywać pomiar ciśnień, objętości przepływów, wilgotności i temperatury przepływającego czynnika oddechowego.

Stąd – projekt tego monitora.

A. Schemat i elementy składowe.

Schemat został wykonany przy użyciu narzędzia Fritzing. Nie jest to klasyczny schemat ideowy, a raczej rysunek jak połączyć poszczególne części składowe Monitora.

Monitor składa się z następujących podzespołów:

  1. Procesor – są dwa praktycznie identyczne – Maple Mini i STM Blue Pill. W obu wykorzystany jest procesor z serii STM32F103. I na obu będzie działać to samo oprogramowanie. Jedynie – w zależności od producenta mogą różnić się numerami wyprowadzeń (pinów). Można także użyć nowszą wersję, czyli STM32 Black Pill. W pierwszej wersji – jaką zaprezentowałem kilka dni temu użyłem płytki z procesorem Arduino (AVR). Na niej też da się zrobić monitor, ale jej podstawową wada jest za mała rozdzielczość przetworników ADC – 8 bitów, podczas gdy procesory STM31F10x mają przetworniki ADC 10 bitowe, czyli o 4 razy większej rozdzielczości. Inną opcją jest zastosowanie oddzielnego modułu przetwornika ADC z lepszą rozdzielczością i wtedy Arduino jest wystarczającym rozwiązaniem (pomijając cenę, gdyż jest blisko 4 razy droższe od tanich modułów STM32).
  2. Wyświetlacz Nextion 2.4″ wersja Basic.
    1. NX3224T024 – cena 79.00 zł, zakup -> https://elty.pl/pl/p/Nextion-2.4-TFT-320-x-240-resistive-touch-NX3224T024/1627
    2. NX3224T024 – cena od 16.40$ – strona producenta. Można zastosować wyświetlacz o dowolnej wielkości ekranu. Podłączenie i oprogramowanie jest takie samo dla wszystkich rozmiarów i wszystkich wersji (Basic, Enhanced oraz Inteligent).
  3. Sensory do pomiaru ciśnienia. Potrzebne są 2 sztuki w wykonaniu różnicowym. Jeden mierzy spadek ciśnienia na bloku kapilarnym (co pozwala na obliczenie objętości przepływu, a drugi mierzy ciśnienie w torze oddechowym względem ciśnienia otoczenia.
    1. MPXV7002DP – cena 43.00 zł, zakup -> https://mselektronik.pl/uklady-scalone/czujniki/cisnienia/mpxv7002dp
    2. MPXV7002DP – cena 49.09 zł, zakup -> https://pl.aliexpress.com/item/32222733639.html
  4. Sensor wilgotności i temperatury
    1. DHT22 – cena 22.90 zł, zakup -> https://botland.com.pl/pl/czujniki-multifunkcyjne/1612-czujnik-temperatury-i-wilgotnosci-dht22-am2302.html
    2. DHT22 – cena 13.19 zł, zakup -> https://pl.aliexpress.com/item/32675222015.html

Jak widać – podstawową konfigurację sprzętu możemy skompletować za około 230 zł przy zakupach krajowych i jak się postaramy to mniej więcej za połowę tego przy zakupach na Aliexpress lub innych portalach zagranicznych.

Pozostałe elementy są opcjonalne. Jeśli chcemy mieć możliwość rejestracji pomiarów na karcie SD – to dodatkowo potrzebujemy moduł z gniazdem na tą kartę. Drugim dodatkiem jest zasilanie akumulatorowe – do niego potrzebujemy akumulator, moduł ładowania, moduł podniesienia napięcia zasilania z 3.7V na 5V i diodę zabezpieczającą. Trzecim dodatkiem jest możliwość przesyłania danych na komputer celem obróbki i wizualizacji – to tego potrzebne jest gniazdo 4-pinowe z wtykiem oraz przerobiony kabel USB. Tą możliwość możemy także zrealizować poprzez takie ułożenie płytki procesora w obudowie, aby mieć dostęp do gniazda USB zamontowanego na niej.

  1. Moduł z kartą SD – cena 36 zł -> https://botland.com.pl/pl/akcesoria-do-kart-pamieci/1714-modul-czytnika-kart-sd-sparkfun-bob-12941.html
  2. Akumulator LiPo – cena 39.90 zł -> https://botland.com.pl/pl/akumulatory-li-pol/6034-akumulator-li-pol-akyga-2200mah-1s-37v-przewody-50mm-59x37x9mm.html
  3. Moduł ładowarki – cena 4.80 zł -> https://abc-rc.pl/product-pol-12786-Zasilacz-buforowy-Ladowarka-USB-Type-C-1A-Li-pol-18650-TP4056-uniw.html
  4. Moduł podwyższenia napięcia – cena 3.90 zł -> https://abc-rc.pl/product-pol-7668-Przetwornica-LM2577-2A-z-USB-STEP-UP-napiecie-regulowane-5-28V-uniw.html
  5. Dioda zabezpieczająca 1N4001 – cena 2.49 zł za 50 szt, zakup -> https://allegro.pl/oferta/1n4001-50v-1a-dioda-prostownicza-50szt-1296-7842753972
  6. Gniazdo i wtyk 4-pinowy możemy wybrać dowolne dające się zamontować w obudowie, albo możemy wybrać standard medyczny w cenie ok 45 zł, zakup -> https://pl.aliexpress.com/item/33032601903.html

Tak więc pełną konfigurację możemy skompletować za około 370 zł czyli około 88 USD. Jest to całkiem doby wynik, gdyż fabryczne mierniki o podobnych możliwościach kosztują ponad 1000 USD, a sam moduł pomiarowy zawierający tylko sensory ciśnienia (bez procesora, obudowy, itp) można kupić za nieco ponad 600 zł.

B. Mechanika = tor pomiarowy i obudowa.

C. Oprogramowanie.

D. Wykonanie, uwagi.

Tags:
Table of Contents
Przejdź do paska narzędzi