Թվային մանոմետր/CPAP մեքենայի մոնիտոր. 6 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Երբևէ արթնացե՞լ եք, երբ պարզել եք, որ ձեր CPAP դիմակն անջատված է: Այս սարքը ձեզ ահազանգելու է, եթե քնի ընթացքում ակամայից հեռացրել եք դիմակը:

CPAP (Շարունակական դրական շնչուղիների ճնշում) թերապիան հանդիսանում է Խոչընդոտող քնի ապնոէի (ՕՍԱ) բուժման ամենատարածված ձևը: CPAP թերապիայի հիվանդների համար կարևոր է մշտապես քնել CPAP դիմակը, որպեսզի թերապիան արդյունավետ լինի, ինչպես նաև ապահովագրական ընկերությունների կողմից պահանջվող CPAP համապատասխանության չափանիշներին համապատասխանելը:

Այնուամենայնիվ, շատերը խնդիրներ ունեն CPAP դիմակով քնելուն հարմարվելիս, այդ թվում ՝ իրենց CPAP դիմակն անջատած հետևողականորեն արթնանալու խնդիրը: Չնայած այն բանին, որ CPAP- ի շատ ժամանակակից սարքեր բավականաչափ բարդ են `դիմակի վրա իրականում դիմակը տարբերելու համար, կամ եթե այն պարզապես միացնում է այն, սակայն դիմակը չի կրում, ոչ բոլորն ունեն բավականաչափ ահազանգ կամ ահազանգ, որպեսզի արթնացնեն հիվանդին, երբ CPAP դիմակը հանվում է, կամ օդի մեծ արտահոսք կա:

Այս նախագիծը թվային մանոմետր պատրաստելու մասին է ՝ CPAP խողովակաշարից օդի ճնշումը վերահսկելու համար: Այն կցուցադրի իրական ժամանակի օդի ճնշումը CPAP խողովակաշարի ներսում, և սարքը ձայնային ահազանգ կտա, երբ թերապիայի ընթացքում CPAP դիմակը, հավանաբար, անջատված կամ այնտեղ օդային մեծ արտահոսք է ներկայացնում:

Պարագաներ

1. MPXV7002DP ճեղքման տախտակ
2. Arduino Nano V3.0 I/O ընդլայնման տախտակով
3. Սերիական LCD 1602 16x2 մոդուլ ՝ IIC/I2C ադապտերով կապույտ կամ կանաչ
4. 12x12x7.3 մմ ակնթարթային շոշափելի կոճակով անջատիչ ՝ բանալիով
5. DC 5V ակտիվ ձայնային ազդանշան
6. 2 մմ ID, 4 մմ OD, ճկուն սիլիկոնե ռետինե խողովակներ
7. 3D տպիչով տվիչի մարմին և պատյան
8. Dupont jumper լարեր և ինքնահպման պտուտակներ (M3x16mm, M1.4x6mm, յուրաքանչյուրը 6)

Քայլ 1: Ինչպես է այն աշխատում

Մանոմետրը ճնշում չափելու սարք է: Նորմալ վիճակում CPAP թերապիայի ընթացքում զգալի փոփոխություն է տեղի ունենում CPAP խողովակաշարերի ներսում `շնչառության պատճառով, երբ հիվանդը ներշնչում և արտաշնչում է օդը: Եթե կա օդի մեծ արտահոսք կամ դիմակն անջատված է, խողովակաշարերում օդի ճնշման տատանումը շատ ավելի փոքր կդառնա: Այսպիսով, ըստ էության, մենք կարող ենք դիմակի կարգավիճակը ստուգել ՝ մանոմետրով մշտապես վերահսկելով CPAP խողովակի ներսում օդի ճնշումը:

Թվային մանոմետր

Այս նախագծում MPXV7002DP ինտեգրված սիլիկոնային ճնշման տվիչը օգտագործվում է որպես փոխարկիչ `օդի ճնշումը թվային ազդանշանների փոխակերպելու համար: MPXV7002DP ճեղքման տախտակը լայնորեն հասանելի է որպես ճնշման դիֆերենցիալ սենսոր ՝ RC մոդելների օդային արագությունը չափելու համար և համեմատաբար էժան է: Սա նույն տեխնոլոգիան է առևտրային CPAP մեքենաների ներսում:

MPXV7002DP- ը մոնոլիտ սիլիցիումի ճնշման տվիչ է, որը նախատեսված է կիրառման լայն շրջանակի համար: Այն ունի օդային ճնշման չափման տիրույթ -2 kPa- ից մինչև 2 kPa (մոտավորապես +/- 20,4 սմH2O), որը հիանալի ծածկում է քնի խոչընդոտող ապնոէ բուժման տիպիկ ճնշման մակարդակները 6 -ից 15 սմ H2O միջակայքում:

MPXV7002DP- ն նախագծված է որպես դիֆերենցիալ ճնշման ցուցիչ և ունի երկու նավահանգիստ (P1 & P2): Այս նախագծում MPXV7002DP- ն օգտագործվում է որպես ճնշման չափիչ սենսոր ՝ բաց թողնելով հետևի նավահանգիստը (P2) շրջակա օդի համար: Այս կերպ ճնշումը չափվում է շրջակա մթնոլորտային ճնշման համեմատ:

MPXV7002DP- ն անալոգային լարման դուրս կգա 0-5 Վ-ից: Այս լարումը կարդացվում է Arduino անալոգային քորոցով և քողարկվում է համապատասխան օդի ճնշմանը `օգտագործելով արտադրողի կողմից տրամադրված փոխանցման գործառույթը: Pressureնշումը չափվում է kPa- ով, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O: Այնուհետեւ արդյունքները ցուցադրվում են LCD էկրանին ինչպես Pa (Pascal), այնպես էլ cmH2O- ով:

CPAP մեքենայի մոնիտոր

Ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ շնչառական շարժումները սիմետրիկ են և էապես չեն փոխվել տարիքի հետ: Երկու սեռերի համար հանգիստ շնչառության ընթացքում շնչառության միջին հաճախականությունը 14 է: Ռիթմը (ներշնչում/արտաշնչման հարաբերակցություն) տղամարդկանց համար 1: 1.21 է, իսկ կանանց համար `1: 1.14:

CPAP խողովակաշարից օդի ճնշման չափումների հում տվյալները բարձրանում և իջնում են, քանի որ մարդիկ շնչում են, ինչպես նաև ունեն բազմաթիվ «ցատկումներ», քանի որ Arduino 5.0V- ի մատակարարումը բավականին աղմկոտ է: Հետևաբար, տվյալները պետք է հարթվեն և գնահատվեն ժամանակի ընթացքում, որպեսզի հուսալիորեն հայտնաբերվեն ինհալացիա և արտաշնչում առաջացած ճնշման փոփոխությունները:

Arduino էսքիզը մի քանի միջոց է ձեռնարկում տվյալների մշակման և օդի ճնշման վերահսկման համար: Մի խոսքով, Arduino- ի էսքիզը օգտագործում է Rob Tillaart- ի վազող միջին գրադարանը `իրական ժամանակում օդային ճնշման չափումների շարժական միջին հաշվարկելու համար` տվյալների կետերը հարթելու համար, այնուհետև հաշվարկել նվազագույն և առավելագույն դիտվող օդի ճնշումը ամեն մի վայրկյանը մեկ: որոշելու, թե արդյոք դիմակն անջատված է ՝ ստուգելով օդի ճնշման գագաթնակետի և միջակայքի մակարդակների տարբերությունները: Այսպիսով, եթե մուտքային տվյալների գիծը հարթվի, ապա հավանական է, որ օդի մեծ արտահոսք կա, կամ դիմակն անջատված է, լսելի ազդանշան կհնչի ՝ հիվանդին արթնացնելու համար ՝ անհրաժեշտ ճշգրտումներ կատարելու համար: Այս ալգորիթմի արտացոլման համար տես տվյալների գծապատկերները:

Քայլ 2: Մասեր և սխեմաներ

Բոլոր մասերը հասանելի են Amazon.com- ից, իսկ BOM- ը ՝ հղումներով, տրված են վերևում:

Բացի այդ, տվիչի մարմինը և պատյանը, որը բաղկացած է սարքի տուփից և հետևի վահանակից, պետք է 3D տպագրվեն ՝ օգտագործելով ստորև նշված STL ֆայլերը: Սենսորային մարմինը պետք է տպվի ուղղահայաց դիրքով `լավագույն արդյունքի հասնելու համար:

Հղման համար տրամադրվում է սխեմատիկ:

Քայլ 3. Կառուցեք և նախնական փորձարկում

Նախ պատրաստեք բոլոր մասերը վերջնական հավաքման համար: Անհրաժեշտության դեպքում կապումներն ամրացրեք Nano տախտակին, ապա տեղադրեք Nano տախտակը I/O ընդլայնման տախտակին: Այնուհետև կցեք կամ միացրեք թռիչքի լարերը կոճակի անջատիչին և ազդանշանին: Ես օգտագործեցի որոշ մնացորդային servo միակցիչներ `jumper լարերի փոխարեն: MPXV7002DP- ի համար կարող եք կամ օգտագործել մետաղալարն, որն ուղեկցվում է ճեղքման տախտակով, առանց զոդման կամ մետաղալարերը կպցնել բեկման տախտակին, ինչպես ցույց է տրված նկարում: Բացի այդ, կտրեք մոտ 30 մմ սիլիցիումային ռետինե խողովակներ և ամրացրեք այն վերևի նավահանգստին (P1) MPXV7002DP- ի վրա:

Մասերը պատրաստվելուց հետո վերջնական հավաքումը շատ պարզ է `I/O ընդլայնման տախտակի և սերիական I2C LCD- ի օգտագործման շնորհիվ:

Քայլ 1. Տեղադրեք MPXV7002DP ճեղքման տախտակը 3D տպված սենսորային մարմնի վրա: Սիլիկոնային խողովակի բաց ծայրը միացրեք չափման անցքին, ապա ամրացրեք տախտակը 2 փոքր պտուտակով: Սենսորը միացրեք S քորոցին ընդլայնման տախտակի A0 նավահանգստում:

• Անալոգային A0
• ԵՀԽ Վ
• GND -> G

Քայլ 2. LCD- ը միացրեք Nano ընդլայնման տախտակի S կապում A4 և A5 նավահանգստում

• SDL A4
• SCA A5
• ԵՀԽ Վ
• GND G

Քայլ 3. Միացրեք ազդանշանը և անջատիչը ընդլայնման տախտակի D5 և D6 նավահանգստին

• Անցում ՝ դեպի S և G միջև 5 նավահանգիստ
• Buzzer. Դեպի 6 -րդ նավահանգիստ, դրական S- ին, իսկ հիմքը G- ին

Քայլ 4: Վերջնական հավաքում

4 M3 պտուտակով ամրացրեք տվիչի մարմինը հետևի ափսեի մեջ, այնուհետև տեղադրեք LCD էկրանը և Nano ընդլայնման տախտակը և ամրացրեք դրանք փոքր պտուտակներով: Սեղմեք կոճակի անջատիչը և ազդանշանը պատյանի մեջ և ամրացրեք դրանք տաք սոսինձով:

Քայլ 5: mingրագրավորում

1. Գրադարաններն ավելացրեք ձեր Arduino IDE- ին: Գրադարանները կարելի է գտնել այստեղ ՝ LiquidCrystal-I2C և RunningAverage:
2. Միացրեք ձեր Arduino- ն համակարգչին և տեղադրեք Arduino էսքիզը:

Վերջ: Այժմ միացրեք սարքը USB- ով կամ միացրեք 9-12V հոսանքի հոսանք ընդլայնման տախտակի DC պորտին (խորհուրդ է տրվում): Եթե LCD դիսփլեյի լուսարձակը միացված է, բայց սքրին դատարկ է կամ տառերը դժվար է կարդալ, կարգավորեք էկրանի հակադրությունը ՝ շրջելով կապույտ պոտենցիոմետրը LCD I2C մոդուլի հետևի մասում:

Վերջապես ամրացրեք հետևի ափսեը առջևի պատյանին 4 M3 պտուտակով:

Քայլ 4: Կարգավորեք պարզ մանոմետրի փորձարկում

Ինձ հետաքրքիր էր այս թվային մանոմետրի ճշգրտությունը և կառուցեցի մի պարզ թեստ, որը պետք է համեմատեր ջրաչափի ընթերցումը դասական ջրի մանոմետրի հետ: Էլեկտրական օդային պոմպով, որը վերահսկվում է շարժիչի արագության կարգավորիչով, ես կարողացա փոփոխական օդի ճնշում առաջացնել և չափումները միաժամանակ կատարեցի ինչպես թվային, այնպես էլ ջրի հաջորդականությամբ միացված մանոմետրերի միջոցով: Variousնշման չափումները բավականին մոտ են տարբեր: օդի ճնշման մակարդակներում:

Քայլ 5: Գործի դրեք

Այս սարքի օգտագործումը բավականին պարզ է: Նախ միացրեք սարքը CPAP մեքենայի և դիմակի միջև, օգտագործելով 15 մմ ստանդարտ CPAP խողովակ: Մոնիտորի մի կողմը միացրեք CPAP մեքենային, այնուհետև մոնիտորի մյուս կողմը դիմակին, որպեսզի օդը անցնի:

Միացման միացում

MPXV7002DP սենսորը պետք է ճշգրտվի զրոյական ճնշման `շրջակա միջավայրի մթնոլորտային ճնշման դեմ ամեն անգամ, երբ միացնելիս` դրա ճշգրտությունն ապահովելու համար: Համոզվեք, որ CPAP մեքենան անջատված է և միացման ժամանակ խողովակի ներսում օդի լրացուցիչ ճնշում չկա: Կալիբրացումն ավարտվելուց հետո հաշվիչը կցուցադրի փոխհատուցման արժեքը և սարքի պատրաստ հաղորդագրությունը:

Հաշվիչը գործում է կամ մանոմետրի ռեժիմում, կամ CPAP ահազանգի ռեժիմում `կոճակը սեղմելով: Հարկ է նշել, որ LCD հետևի լույսը կառավարվում է ըստ շահագործման ռեժիմի և սենսորի արժեքի, որպեսզի հաշվիչը քնի ընթացքում ավելի քիչ շեղվի:

Մանոմետր ռեժիմ

Սա սպասման ռեժիմն է, և «-» նշանը կցուցադրվի էկրանի ներքևի աջ անկյունում: Այս ռեժիմում ազդանշանային գործառույթն անջատված է: Էկրանը ցույց կտա իրական ժամանակի օդի ճնշումը ինչպես Պասկալի (P), այնպես էլ cmH20 (H) առաջին շարքում, ինչպես նաև նվազագույն և առավելագույն ճնշումը, ինչպես նաև տարբերությունը Min- ի միջև: և Մաքս դիտվել է վերջին 3 վայրկյանում երկրորդ շարքում: Այս ռեժիմում LCD հետևի լույսը մշտապես միացված կլինի, բայց կդադարի, եթե օդի հարաբերական զրո ճնշումը անընդհատ չափվում է ավելի քան 10 վայրկյան:

CPAP ազդանշանային ռեժիմ

Սա ահազանգի ռեժիմ է, և «*» նշանը կցուցադրվի էկրանի ներքևի աջ անկյունում: Այս ռեժիմում հաշվիչը ստուգելու է օդի ճնշման գագաթնակետի և ստորին մակարդակների միջև եղած տարբերությունները: LCD հետևի լույսը կվերջանա 10 վայրկյանում և կմնա անջատված, քանի դեռ ցածր ճնշման տարբերություն չի հայտնաբերվել: Հետևի լույսը կրկին կվերածվի, եթե հայտնաբերվի 100 -ից պակաս Պասկալի տարբերություն: Եվ ահազանգը ձայնային ազդանշան կհնչի `էկրանին ցուցադրվող« Ստուգեք դիմակ »հաղորդագրությունը, եթե օդի ճնշման չափված մակարդակների տարբերությունը համառորեն ցածր է ավելի քան 10 վայրկյան: Երբ հիվանդը նորից կարգավորում է դիմակը, և ճնշման տարբերությունը վերադառնում է 100 Պասկալից բարձր, ապա ահազանգը և հետևի լույսը կրկին կանջատվեն:

Քայլ 6: Հրաժարում

Այս սարքը ոչ բժշկական սարք է, ոչ էլ բժշկական սարքի օժանդակ սարք: Չափումը չպետք է օգտագործվի ախտորոշիչ կամ բուժական նպատակներով:

Երկրորդ տեղը սենսորների մրցույթում