เครื่องช่วยหายใจทางการแพทย์ด้วย STONE HMI ESP32: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ได้ก่อให้เกิดผู้ป่วยที่ได้รับการยืนยันแล้วเกือบ 80,000 รายทั่วประเทศ และเครื่องช่วยหายใจและเครื่องช่วยหายใจขาดตลาดในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา ไม่เพียงแค่นั้น แต่สถานการณ์ในต่างประเทศก็ยังไม่เป็นบวกเช่นกัน ยอดผู้ป่วยยืนยันสะสมพุ่งแตะ 3 ล้าน 5 แสนราย เสียชีวิต 240,000 ราย เป็นผลให้ความต้องการเครื่องช่วยหายใจจากต่างประเทศก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

ฉันจึงตัดสินใจทำโปรเจ็กต์เล็กๆ ที่เกี่ยวข้องกับเครื่องช่วยหายใจ การพัฒนาด้วยหน้าจอพอร์ตอนุกรม STONE TFT LCD สะดวกมาก ฉันใช้มันเป็นอินเทอร์เฟซการแสดงผล นอกจากนี้ ฉันต้องการตัวควบคุมหลักภายนอกเพื่ออัปโหลดข้อมูล ที่นี่ฉันเลือก esp32 ซึ่งเป็นชิปที่ได้รับความนิยมและการพัฒนาค่อนข้างง่าย

ในบทช่วยสอนนี้ คุณจะสร้างโปรเจ็กต์หน้าจอพอร์ตอนุกรม หน้าจอสามารถโต้ตอบกับ MCU ควบคุมและสร้างรูปคลื่นผ่าน esp32 และแสดงบนหน้าจอได้ โครงการนี้จะมีประโยชน์มากในการรวบรวมรูปคลื่นอัตราการหายใจของผู้ป่วย

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมโครงการ

ที่นี่เราจะทำโครงการเครื่องช่วยหายใจ หลังจากที่เปิดเครื่องช่วยหายใจและเปิดเครื่องแล้ว จะมีอินเทอร์เฟซเริ่มต้น และคำว่า "เปิดเครื่องช่วยหายใจ" จะปรากฏขึ้น การคลิกจะมีผลการคลิกพร้อมด้วยเสียงแจ้งแสดงว่าเปิดใช้งานสำเร็จแล้ว ในที่สุด มันจะข้ามไปยังอินเทอร์เฟซการเลือกฟังก์ชัน ในอินเทอร์เฟซนี้ เราสามารถเลือกโหมดเครื่องช่วยหายใจ: CMV PCV SIMV PS CPAP PEEP หากการตั้งค่าไม่ถูกต้อง คุณสามารถคลิกรีเซ็ตแล้วคลิกตกลงเพื่อย้อนกลับ ถัดไป คลิกปุ่ม "รูปคลื่นของผู้ขาย" จะมีเอฟเฟกต์ปุ่มเดียวกัน จากนั้นป้อนอินเทอร์เฟซการแสดงรูปคลื่นของอัตราการเต้นของหัวใจ ในเวลานี้ หน้าจอ STONE TFT LCD จะส่งคำสั่งซีเรียล เรียกใช้ esp32 MCU เพื่อเริ่มอัปโหลดข้อมูลรูปคลื่น

นั่นคือฟังก์ชั่นต่อไปนี้: ①หน้าจอพอร์ตอนุกรมสโตน TFT LCD เพื่อรับรู้การตั้งค่าปุ่ม ②หน้าจอพอร์ตอนุกรมหิน TFT LCD ตระหนักถึงการสลับหน้า; ③ หน้าจอพอร์ตอนุกรมสโตน TFT LCD ตระหนักถึงการออกคำสั่งพอร์ตอนุกรม ④ หน้าจอพอร์ตอนุกรมสโตน TFT LCD เพื่อแสดงรูปคลื่น โมดูลที่จำเป็นสำหรับโครงการ: ① STONE TFT LCD ② Arduino ESP32 ③ โมดูลเล่นเสียง

ขั้นตอนที่ 2: การแนะนำฮาร์ดแวร์และหลักการ

ลำโพง

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

STONE STVC101WT-01l 10.1 นิ้ว 1024x600 แผง TFT เกรดอุตสาหกรรมและหน้าจอสัมผัสความต้านทาน 4 สาย; l ความสว่าง 300cd / m2, ไฟ LED แบ็คไลท์; ล. สี RGB คือ 65K; ล. พื้นที่การมองเห็น 222.7 มม. * 125.3 มม. ล. มุมมองภาพคือ 70/70/50/60; l ชีวิตการทำงานคือ 20000 ชั่วโมง ซีพียู cortex-m4 200Hz 32 บิต; ล. CPLD epm240 ตัวควบคุม TFT-LCD; l 128MB (หรือ 1GB) หน่วยความจำแฟลช; l พอร์ต USB (ดิสก์ U) ดาวน์โหลด; l ซอฟต์แวร์กล่องเครื่องมือสำหรับการออกแบบ GUI คำแนะนำฐานสิบหกที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

ขั้นตอนที่ 3: 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 STONE STVC101WT-01 สื่อสารกับ MCU ผ่านพอร์ตอนุกรม ซึ่งจำเป็นต้องใช้ในโครงการนี้ เราเพียงแค่ต้องเพิ่มรูปภาพ UI ที่ออกแบบผ่านคอมพิวเตอร์ส่วนบนผ่านตัวเลือกแถบเมนูไปยังปุ่ม กล่องข้อความ ภาพพื้นหลัง และตรรกะของหน้า จากนั้นสร้างไฟล์การกำหนดค่า และสุดท้ายดาวน์โหลดไปยังหน้าจอแสดงผลเพื่อเรียกใช้

สามารถดาวน์โหลดคู่มือผ่านทางเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ:https://www.stoneitech.com/support/download

ขั้นตอนที่ 4: ESP32 EVB

Esp32 เป็นรูปแบบชิปเดียวที่รวมเข้ากับ Wi-Fi 2.4 GHz และโหมดคู่ Bluetooth ใช้เทคโนโลยี 40 นาโนเมตรที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษของ TSMC พร้อมประสิทธิภาพ RF สูงเป็นพิเศษ ความเสถียร ความเก่งกาจ และความน่าเชื่อถือ ตลอดจนการใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการใช้พลังงานที่แตกต่างกัน และเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานต่างๆ ในปัจจุบัน รุ่นผลิตภัณฑ์ของ esp32 series ได้แก่ esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3, esp32-d0wd, esp32-d0wdq6, esp32-d2wd, esp32-s0wd และ esp32-u4wdh Esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3 และ esp32-u4wdh เป็นรุ่นชิปที่ใช้ Eco v3

Wi-Fi • 802.11 b/g/n • 802.11 n (2.4 GHz) สูงสุด 150 Mbps • มัลติมีเดียไร้สาย (WMM) • การรวมเฟรม (TX / RX A-MPDU, Rx A-MSDU) • บล็อกทันที ACK • การจัดเรียงข้อมูล • บีคอนตรวจสอบอัตโนมัติ (ฮาร์ดแวร์ TSF) • อินเทอร์เฟซ Wi-Fi เสมือน 4x Bluetooth • Bluetooth v4.2 มาตรฐานที่สมบูรณ์ รวมถึง Bluetooth แบบดั้งเดิม (BR / EDR) และ Bluetooth พลังงานต่ำ (BLE) • รองรับมาตรฐาน class-1, class-2 และ class-3 ที่ไม่มีเครื่องขยายเสียงภายนอก • เพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมกำลังขับ กำลังขับสูงสุด +12 dBm • ตัวรับ nzif มีความไวในการรับสัญญาณ – 94 DBM ble • การกระโดดความถี่แบบปรับได้ (AFH) • HCI มาตรฐานตามอินเทอร์เฟซ SDIO / SPI / UART • ความเร็วสูง UART HCI สูงสุด 4 Mbps รองรับ Bluetooth 4.2 BR / EDR และ ble dual-mode controller • synchronous connection-oriented/extended synchronous connection-Oriented (SCO / ESCO) • CVSD และ SBC audio codec Algorithm • piconet และ scatternet • multi-device การเชื่อมต่อกับ Bluetooth แบบเดิมและ Bluetooth ที่ใช้พลังงานต่ำ • รองรับ Broadca. พร้อมกัน เซนต์และการสแกน

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนการพัฒนา

Arduino ESP32

ประการแรก การพัฒนาส่วนซอฟต์แวร์ต้องมีการติดตั้ง IDE Esp32 รองรับการพัฒนาและคอมไพล์ในสภาพแวดล้อม Arduino ดังนั้นเราจึงต้องติดตั้งเครื่องมือพัฒนา Arduino ก่อน ดาวน์โหลด IDE IDE ลิงค์:

ที่นี่เราเลือกตามระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์จริง ดาวน์โหลดและติดตั้ง ติดตั้ง Arduino หลังจากดาวน์โหลดแล้วให้ดับเบิลคลิกเพื่อติดตั้ง ควรสังเกตว่า Arduino ide ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการพัฒนา Java และต้องการให้พีซีติดตั้ง Java JDK และกำหนดค่าตัวแปร หากการเริ่มต้นดับเบิลคลิกล้มเหลว พีซีอาจไม่รองรับ JDK

ขั้นตอนที่ 6: รหัส

คำสั่งแก้ไขเป็นไปตามที่แสดงด้านบนและ

Interweave เป็นคำสั่งปุ่มเพื่อเข้าสู่ oscillogram ที่ส่งจากหน้าจอระบุ backlog เป็นคำสั่งให้ออกจากปุ่ม oscillogram ที่ส่งจากหน้าจอการจดจำ คลื่นเริ่มต้นคือข้อมูลรูปคลื่นเริ่มต้นที่ส่งไปยังหน้าจอ จากนั้นคลิกคอมไพล์ ขั้นแรกให้คลิกที่ขีดแรก จากนั้นคลิกที่สองเพื่อดาวน์โหลดบอร์ดพัฒนา esp32

ขั้นตอนที่ 7: เครื่องมือ 2019

เพิ่มรูปภาพ

ใช้เครื่องมือที่ติดตั้ง 2019 คลิกโครงการใหม่ที่มุมบนซ้าย แล้วคลิกตกลง

หลังจากนั้น โปรเจ็กต์เริ่มต้นจะถูกสร้างขึ้นโดยมีพื้นหลังสีน้ำเงินเป็นค่าเริ่มต้น เลือกและคลิกขวา จากนั้นเลือก ลบ เพื่อลบพื้นหลัง จากนั้นให้คลิกขวาที่ไฟล์รูปภาพ แล้วคลิก Add เพื่อเพิ่มพื้นหลังรูปภาพของคุณเอง ดังนี้

ขั้นตอนที่ 8: ตั้งค่าฟังก์ชันรูปภาพ

ขั้นแรก ตั้งค่าอิมเมจสำหรับบูต เครื่องมือ -> การกำหนดค่าหน้าจอดังนี้

จากนั้นคุณต้องเพิ่มการควบคุมวิดีโอเพื่อข้ามโดยอัตโนมัติหลังจากที่หน้าเปิดเครื่องหยุดทำงาน

ขั้นตอนที่ 9: การตั้งค่าส่วนต่อประสานการเลือก

นี่คือตัวอย่างแรก ตั้งค่าเอฟเฟกต์ปุ่มเป็นหน้า 3 และข้ามไปยังหน้า 4

ที่นี่คุณต้องตั้งค่าเอฟเฟกต์การหยุดปุ่มสำหรับแต่ละตัวเลือกเพื่อระบุไอคอนตัวเลือกที่เลือก

ขั้นตอนที่ 10: แสดง