เครื่องช่วยหายใจทางการแพทย์ +STONE LCD + Arduino UNO: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ตั้งแต่วันที่ 8 ธันวาคม 2019 มีรายงานผู้ป่วยปอดบวมหลายรายที่ไม่ทราบสาเหตุในเมืองหวู่ฮั่น มณฑลหูเป่ย ประเทศจีน ในช่วงหลายเดือนที่ผ่านมา มีผู้ป่วยที่ได้รับการยืนยันเกือบ 80000 รายเกิดขึ้นทั่วประเทศ และผลกระทบของการแพร่ระบาดได้ขยายออกไป ไม่เพียงแต่ได้รับผลกระทบทั้งประเทศเท่านั้น แต่ยังมีผู้ติดเชื้อที่ได้รับการยืนยันแล้วทั่วโลก และผู้ป่วยที่ได้รับการยืนยันสะสมถึง 3.5 ล้านคนแล้ว ปัจจุบันแหล่งที่มาของการติดเชื้อไม่แน่นอน จากที่ไหน แต่เรามั่นใจได้ว่าทุกคนต้องการหน้ากากอนามัยเป็นอย่างมาก และผู้ที่ต้องใช้เครื่องช่วยหายใจอย่างร้ายแรง

ดังนั้นด้วยการใช้ประโยชน์จากจุดร้อนนี้ ฉันก็มาทำโปรเจ็กต์เกี่ยวกับเครื่องช่วยหายใจด้วย และมี STONE อยู่ในมือ หน้าจอพอร์ตอนุกรม TFT เหมาะมากสำหรับหน้าจอแสดงผลของเครื่องช่วยหายใจ เมื่อหน้าจอพร้อมใช้งาน ฉันต้องการไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิปเดียวเพื่อประมวลผลคำสั่งที่ออกโดยหน้าจอพอร์ตอนุกรมของ STONE และอัปโหลดข้อมูลรูปคลื่นบางส่วนในแบบเรียลไทม์ ที่นี่ฉันเลือก MCU ทั่วไปและใช้งานง่ายกว่า Arduino uno ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายและรองรับไลบรารีจำนวนมาก การเรนเดอร์มีดังนี้:

ในโครงการนี้ คุณสามารถควบคุมบอร์ดพัฒนา Arduino uno ได้โดยใช้หน้าจอพอร์ตอนุกรม STONE TFT LCD และดำเนินการโต้ตอบคำสั่งข้อมูลผ่านการสื่อสารพอร์ตอนุกรม บอร์ดพัฒนา Arduino uno สามารถอัปโหลดชุดข้อมูลรูปคลื่นและแสดงผลบนหน้าจอพอร์ตอนุกรม โครงงานนี้มีประโยชน์มากสำหรับการสร้างหน้าจอแสดงผลของเครื่องช่วยหายใจ

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมโครงการ

โครงการเครื่องช่วยหายใจที่ฉันทำที่นี่จะมีเอฟเฟกต์แอนิเมชั่นเริ่มต้นหลังจากเปิดเครื่อง จากนั้นป้อนอินเทอร์เฟซโซลูชันเริ่มต้นสำหรับการเริ่มต้นระบบ และแสดงคำว่า "เปิด" คลิกเพื่อให้มีเสียง ให้เปิดเครื่องช่วยหายใจ แล้วข้ามไปยังหน้าเลือกหน้า ซึ่งจะมีเอฟเฟกต์แอนิเมชั่น ซึ่งเป็นแอนิเมชั่นแสดงลมหายใจของมนุษย์ และมีสองตัวเลือก อย่างแรกคือออสซิลโลแกรม แผนภูมิการติดตามการหายใจ ประการที่สองคือแผนภูมิการตรวจสอบอัตราออกซิเจนและการหายใจ วิธีแสดงออสซิลโลแกรมจำนวนมากในเวลาเดียวกันเป็นปัญหา หลังจากคลิก Enter แล้ว STONE TFT LCD จะออกคำสั่งเฉพาะเพื่อควบคุม MCU เพื่อเริ่มอัปโหลดข้อมูลรูปคลื่น

ฟังก์ชั่นมีดังนี้:

① ตระหนักถึงการตั้งค่าปุ่ม;

② ตระหนักถึงฟังก์ชั่นเสียง;

③ ตระหนักถึงการสลับหน้า;

④ ตระหนักถึงการส่งรูปคลื่นแบบเรียลไทม์

โมดูลที่จำเป็นสำหรับโครงการ:

① หิน TFT LCD;

② โมดูล Arduino Uno;

③ โมดูลการเล่นเสียง โครงการบล็อกไดอะแกรม:

ขั้นตอนที่ 2: การแนะนำฮาร์ดแวร์และหลักการ

ลำโพง

เนื่องจาก STONE TFT LCD มีไดรเวอร์เสียงและอินเทอร์เฟซที่สงวนไว้ จึงสามารถใช้ลำโพงแม่เหล็กทั่วไป หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นลำโพงได้ ลำโพงเป็นตัวแปลงสัญญาณชนิดหนึ่งที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณอะคูสติก ประสิทธิภาพของลำโพงมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพเสียง ลำโพงเป็นส่วนประกอบที่อ่อนแอที่สุดในอุปกรณ์เครื่องเสียง และสำหรับเอฟเฟกต์เสียง สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด ลำโพงมีหลายชนิดและราคาก็ต่างกันมาก พลังงานไฟฟ้าเสียงผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพียโซอิเล็กทริก หรือเอฟเฟกต์ไฟฟ้าสถิต เพื่อให้เป็นอ่างกระดาษหรือไดอะแฟรมสั่นสะเทือนและสะท้อนกับอากาศโดยรอบ (เรโซแนนซ์) และผลิตเสียง

หิน STVC101WT-01

10.1 นิ้ว 1024x600 แผง TFT เกรดอุตสาหกรรมและหน้าจอสัมผัสความต้านทาน 4 สาย;

ความสว่าง 300cd / m2 แสงไฟ LED; ล. สี RGB คือ 65K;

พื้นที่การมองเห็น 222.7 มม. * 125.3 มม. ล. มุมมองภาพคือ 70/70/50/60;

ชีวิตการทำงานคือ 20000 ชั่วโมง ซีพียู cortex-m4 200Hz 32 บิต;

CPLD epm240 คอนโทรลเลอร์ TFT-LCD;

หน่วยความจำแฟลช 128MB (หรือ 1GB);

พอร์ต USB (ดิสก์ U) ดาวน์โหลด;

ซอฟต์แวร์กล่องเครื่องมือสำหรับการออกแบบ GUI คำแนะนำฐานสิบหกที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

ฟังก์ชันพื้นฐาน

การควบคุมหน้าจอสัมผัส / แสดงภาพ / แสดงข้อความ / แสดงเส้นโค้ง / อ่านและเขียนข้อมูล / เล่นวิดีโอและเสียง เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

อินเทอร์เฟซ UART คือ RS232 / RS485 / TTL;

แรงดันไฟฟ้า 6v-35v;

การใช้พลังงาน 3.0w;

อุณหภูมิในการทำงานคือ - 20 ℃ / + 70 ℃;

ความชื้นในอากาศ 60 ℃ 90%

โมดูล LCD STVC101WT-01 สื่อสารกับ MCU ผ่านพอร์ตอนุกรม ซึ่งจำเป็นต้องใช้ในโครงการนี้ เราเพียงแค่ต้องเพิ่มรูปภาพ UI ที่ออกแบบผ่านคอมพิวเตอร์ส่วนบนผ่านตัวเลือกแถบเมนูไปยังปุ่ม กล่องข้อความ ภาพพื้นหลัง และตรรกะของหน้า จากนั้นสร้างไฟล์การกำหนดค่า และสุดท้ายดาวน์โหลดไปยังหน้าจอแสดงผลเพื่อเรียกใช้

สามารถดาวน์โหลดคู่มือได้จากเว็บไซต์ทางการ:

นอกจากคู่มือข้อมูลแล้ว ยังมีคู่มือผู้ใช้ เครื่องมือพัฒนาทั่วไป ไดรเวอร์ การสาธิตการใช้งานทั่วไป วิดีโอสอน และบางส่วนสำหรับการทดสอบโครงการ

Arduino UNO

พารามิเตอร์

รุ่น Arduino Uno

ไมโครคอนโทรลเลอร์ atmega328p

แรงดันใช้งาน 5 V

แรงดันไฟฟ้าขาเข้า (แนะนำ) 7-12 V

แรงดันไฟฟ้าขาเข้า (จำกัด) 6-20 V

พิน I / O ดิจิตอล 14

PWM ช่อง 6

ช่องสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อก (ADC) 6

เอาต์พุต DC ต่อ I / O 20 mA

ความจุเอาต์พุตพอร์ต 3.3V 50 mA

แฟลช 32 KB (0.5 KB สำหรับ bootstrapper)

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 16 MHz

ออนบอร์ด LED pin 13

ความยาว 68.6 มม.

ความกว้าง 53.4 มม.

น้ำหนัก 25 กรัม

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนการพัฒนา

Arduino UNO

ดาวน์โหลด IDE

ลิงค์:

ที่นี่ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ของฉันเป็น win10 ฉันจึงเลือกอันแรกแล้วคลิกเข้าไป

เลือกเพียงดาวน์โหลด

ติดตั้ง Arduino

หลังจากดาวน์โหลดแล้ว ให้ดับเบิลคลิกเพื่อติดตั้ง ควรสังเกตว่า Arduino ide ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการพัฒนา Java และต้องการให้พีซีติดตั้ง Java JDK และกำหนดค่าตัวแปร หากการเริ่มต้นดับเบิลคลิกล้มเหลว พีซีอาจไม่รองรับ JDK

รหัส

ที่นี่คุณต้องตั้งค่าคำสั่งเพื่อระบุหน้าจอพอร์ตอนุกรมและ:

Enterbreathwave เป็นคำสั่งปุ่มที่ส่งจากหน้าจอการจดจำเพื่อเข้าสู่อินเทอร์เฟซการหายใจ

Breatbacktobg เป็นคำสั่งปุ่มที่ส่งจากหน้าจอการจดจำเพื่อออกจากอินเทอร์เฟซการหายใจ Enterhearto2wave เป็นคำสั่งปุ่มเพื่อเข้าสู่อินเทอร์เฟซออกซิเจนที่ส่งจากหน้าจอระบุ Hearto2backtobg เป็นคำสั่งปุ่มที่ส่งจากหน้าจอการจดจำเพื่อออกจากอินเทอร์เฟซออกซิเจน

Startwave คือข้อมูลรูปคลื่นเริ่มต้นที่ส่งไปยังหน้าจอ

Cleanwave ใช้เพื่อล้างข้อมูลรูปคลื่นที่ส่งไปยังหน้าจอ

จากนั้นคลิกติ๊กเพื่อคอมไพล์

หลังจากคอมไพล์เสร็จแล้ว ให้คลิกไอคอนลูกศรที่สองเพื่อดาวน์โหลดโค้ดลงในบอร์ดพัฒนา

ขั้นตอนที่ 4: เครื่องมือ 2019

เพิ่มรูปภาพ

ใช้เครื่องมือที่ติดตั้ง 2019 คลิกโครงการใหม่ที่มุมบนซ้าย แล้วคลิกตกลง

หลังจากนั้น โปรเจ็กต์เริ่มต้นจะถูกสร้างขึ้นโดยมีพื้นหลังสีน้ำเงินเป็นค่าเริ่มต้น เลือกและคลิกขวา จากนั้นเลือก ลบ เพื่อลบพื้นหลัง จากนั้นให้คลิกขวาที่ไฟล์รูปภาพ แล้วคลิก Add เพื่อเพิ่มพื้นหลังรูปภาพของคุณเอง ดังนี้

ตั้งค่าฟังก์ชั่นภาพ

ขั้นแรก ตั้งค่าอิมเมจสำหรับบูต เครื่องมือ -> การกำหนดค่าหน้าจอดังนี้

จากนั้นคุณต้องเพิ่มการควบคุมวิดีโอเพื่อข้ามโดยอัตโนมัติหลังจากที่หน้าเปิดเครื่องหยุดทำงาน

ในที่นี้ มีการตั้งค่าให้ข้ามไปที่หน้า 0 เมื่อหน้าเปิดเครื่องหยุด และจำนวนการทำซ้ำคือ 0 แสดงว่าไม่มีการทำซ้ำ

การตั้งค่าอินเทอร์เฟซการเลือก

ที่นี่ไอคอนปุ่มแรกถูกตั้งค่า เอฟเฟกต์ปุ่มใช้หน้า 6 และเปลี่ยนเป็นหน้า 3 ในขณะเดียวกัน ค่า 0x0001 จะถูกส่งไปยัง Arduino Uno MCU เพื่อทริกเกอร์การสร้างข้อมูล การตั้งค่าของคีย์ที่สองจะคล้ายกัน แต่คำสั่งคีย์-ค่าต่างกัน

การตั้งค่าเอฟเฟกต์แอนิเมชั่น

ที่นี่เราเพิ่มไอคอน 1_breath.ico ที่สร้างขึ้นล่วงหน้า และตั้งค่าการหยุดภาพเคลื่อนไหวและค่าเริ่มต้น ตลอดจนรูปภาพหยุดเป็น 1 และรูปภาพเริ่มต้นเป็น 4 และตั้งค่าไม่ให้แสดงพื้นหลัง นี้ไม่เพียงพอ หากคุณต้องการให้แอนิเมชั่นเคลื่อนไหวโดยอัตโนมัติ คุณต้องทำการตั้งค่าต่อไปนี้:

เพิ่มไฟล์เสียง

หลังจากเปิดเครื่องที่จุดเริ่มต้นเมื่อคลิกเปิด เพื่อให้ทราบถึงฟังก์ชันเสียงแจ้ง คุณต้องเพิ่มไฟล์เสียง โดยที่หมายเลขไฟล์เสียงคือ 0

เส้นโค้งเรียลไทม์

ที่นี่ฉันได้สร้างรูปคลื่นสองรูป เพื่อให้เกิดการควบคุมที่แยกจากกัน ฉันได้นำช่องข้อมูลสองช่องมาใช้ ได้แก่ ช่องสัญญาณ 1 และช่อง 2 ตั้งค่าและสี Y_Central และ YD_Central และคำสั่งมีดังนี้:

uint8_t StartBreathWave[7] = {0xA5, 0x5A, 0x04, 0x84, 0x01, 0x01, 0xFF};

uint8_t CleanBreathWave[6] = {0xA5, 0x5A, 0x03, 0x80, 0xEB, 0x56};

uint8_t StartHeartO2Wave[9] = {0xA5, 0x5A, 0x06, 0x84, 0x06, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x22};

uint8_t CleanHeartO2Wave[6] = {0xA5, 0x5A, 0x03, 0x80, 0xEB, 0x55};

การตั้งค่านี้จะเสร็จสมบูรณ์ จากนั้นจึงคอมไพล์ ดาวน์โหลด และอัปเกรดเป็นดิสก์ U

ขั้นตอนที่ 5: การเชื่อมต่อ

รหัส

#รวม

#include "stdlib.h" int รายได้ = 0;

//#define UBRR2H // HardwareSerial Serial2 (2); uint8_t i = 0, นับ = 0; uint8_t StartBreathWaveFlag = 0; uint8_t StartHeartO2WaveFlag = 0; uint8_t EnterBreathWave[9] = {0xA5, 0x5A, 0x06, 0x83, 0x00, 0x12, 0x01, 0x00, 0x01};

// uint8_t BreathBackToBg[9] = {0xA5, 0x5A, 0x06, 0x83, 0x00, 0x14, 0x01, 0x00, 0x02};

……

โปรดติดต่อเราหากต้องการขั้นตอนที่สมบูรณ์:

ฉันจะตอบกลับคุณภายใน 12 ชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 6: ภาคผนวก

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการนี้ โปรดคลิกที่นี่