צג מכשיר מנומטר דיגיטלי/CPAP: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

האם התעוררת פעם בבוקר וגילית שמסיכת ה- CPAP שלך כבויה? מכשיר זה יבהיל אתכם אם הסרתם מסיכה שלא בכוונה במהלך השינה.

טיפול ב- CPAP (Continuous Positive Airway Pressure Pressure) הוא צורת הטיפול הנפוצה ביותר בדום נשימה בשינה חסימתית (OSA). עבור המטופלים בטיפול ב- CPAP, חשוב ללבוש את מסכת ה- CPAP כל הזמן בזמן השינה על מנת שהטיפול יעיל, וכן כדי לעמוד בקריטריוני תאימות ה- CPAP הנדרשים על ידי חברות הביטוח.

אולם לאנשים רבים יש בעיות בזמן ההסתגלות לשינה עם מסיכת CPAP, כולל הבעיה להתעורר בעקביות כדי למצוא את מסכת ה- CPAP שלהם. למרות שמכשירי CPAP מודרניים רבים ומתוחכמים מספיק כדי להבדיל בין המסכה למעשה להיות על האדם או אם האדם פשוט מדליק אותה אך אינו חובש את המסכה, לא לכולם יש אזעקה או אזעקה חזקה מספיק כדי להעיר את המטופל כאשר מסכת CPAP מוסרת, או שיש דליפת אוויר גדולה.

פרויקט זה עוסק בייצור מנומטר דיגיטלי לניטור לחץ האוויר בתוך צנרת CPAP. הוא יציג את לחץ האוויר בזמן אמת בתוך צנרת ה- CPAP, והמכשיר ישמיע אזעקה קולית כאשר מסכת CPAP ככל הנראה כבויה או שיש נזילת אוויר גדולה במהלך הטיפול.

אספקה

1. לוח פריצה MPXV7002DP
2. Arduino Nano V3.0 עם לוח הרחבה של קלט/פלט
3. מודול LCD 1602 16x2 סידורי עם מתאם IIC/I2C כחול או ירוק
4. 12x12x7.3mm מתג לחצן מישוש רגעי עם מקש
5. זמזם אקטיבי של DC 5V
6. 2 מ"מ מזהה, 4 מ"מ OD, צינורות גומי סיליקון גמישים
7. גוף חיישן מודפס בתלת מימד והמארז
8. חוטי מגשר של דופונט וברגים הקשה עצמית (M3x16mm, M1.4x6mm, 6 כל אחד)

שלב 1: איך זה עובד

מנומטר הוא מכשיר למדידת לחצים. במצב הרגיל במהלך הטיפול ב- CPAP, קיים שינוי משמעותי בלחץ האוויר בתוך צנרת ה- CPAP עקב נשימה כאשר המטופל שואף ונושף את האוויר. אם יש דליפת אוויר גדולה או שהמסכה כבויה, תנודות לחץ האוויר בצנרת יהפכו להיות קטנות בהרבה. כך שבעצם נוכל לבדוק את מצב המסכה על ידי ניטור מתמיד של לחץ האוויר בתוך צנרת CPAP בעזרת מד חום.

מנומטר דיגיטלי

בפרויקט זה חיישן לחץ סיליקון משולב MPXV7002DP משמש כמתמר להמרת לחץ האוויר לאותות דיגיטליים. לוח הפריצה MPXV7002DP זמין באופן נרחב כחיישן הפרשי לחץ למדידת מהירות האוויר של דגמי RC והוא זול יחסית. זוהי אותה טכנולוגיה בתוך מכונות CPAP מסחריות.

MPXV7002DP הוא חיישן לחץ סיליקון מונוליטי המיועד למגוון רחב של יישומים. יש לו טווח מדידה של לחץ אוויר מ -2 kPa עד 2 kPa (בערך +/- 20.4 cmH2O), המכסה יפה את רמות הלחץ האופייניות לטיפול בטווח דום נשימה בשינה חסימתית שבין 6 ל 15 cmH2O.

MPXV7002DP מתוכנן כחיישן לחץ דיפרנציאלי ויש לו שתי יציאות (P1 & P2). בפרויקט זה, MPXV7002DP משמש כחיישן לחץ מדידה על ידי השארת יציאת הצד האחורי (P2) פתוח לאוויר הסביבה. בדרך זו לחץ נמדד ביחס ללחץ האטמוספרי הסביבתי.

MPXV7002DP יפיק מתח אנלוגי מ 0-5V. מתח זה נקרא על ידי הסיכה האנלוגית של Arduino ונסתר ללחץ אוויר מתאים באמצעות פונקציית ההעברה המסופקת על ידי היצרן. הלחץ נמדד ב- kPa, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O. התוצאות מוצגות על גבי מסך ה- LCD הן ב- Pa (פסקל) והן ב- cmH2O.

צג מכונת CPAP

המחקר מראה שתנועות הנשימה הן סימטריות ולא השתנו באופן משמעותי עם העלייה בגיל. קצב הנשימה הממוצע הוא 14 במהלך נשימה שקטה לשני המינים. הקצב (יחס השראה/תפוגה) הוא 1: 1.21 לגברים ו -1: 1.14 לנשים במהלך נשימה שקטה.

הנתונים הגולמיים של מדידות לחץ אוויר מצינורות ה- CPAP עולים ויורדים כשאנשים נושמים ויש להם גם 'קוצים' רבים מכיוון שהאספקת Arduino 5.0V רועשת למדי. לכן יש להחליק את הנתונים ולהעריך אותם לאורך זמן על מנת לזהות באופן מהימן את שינויי הלחץ שמופיעים על ידי שאיפה ונשיפה.

מספר אמצעים ננקטים על ידי המערכון של Arduino לעיבוד הנתונים ולניטור לחץ האוויר. בקיצור, הסקיצה של Arduino משתמשת בספריית הממוצע הרץ של רוב טילארט כדי לחשב תחילה את הממוצע הנע של מדידות לחץ האוויר בזמן אמת כדי להחליק את נקודות הנתונים, ולאחר מכן לחשב את לחץ האוויר המינימלי והמקסימלי שנצפה כל כמה שניות. כדי לקבוע אם המסכה נותקה על ידי בדיקת ההבדלים בין שיא ורמות לחץ האוויר. אז אם קו הנתונים הנכנס הופך שטוח, סביר להניח שיש דליפת אוויר גדולה או שהמסכה נותקה, אזעקה קולית תישמע כדי להעיר את המטופל לבצע התאמות נחוצות. עיין בחלקות הנתונים להדמיה של אלגוריתם זה.

שלב 2: חלקים וסכימות

כל החלקים זמינים ב- Amazon.com וה- BOM עם קישורים מסופקים למעלה.

בנוסף, יש להדפיס את גוף החיישן ואת המארז המורכב מארגז המכשירים ולוח האחורי בתלת -ממד באמצעות קבצי STL למטה. יש להדפיס את גוף החיישן במיקום אנכי עם תמיכה לקבלת התוצאות הטובות ביותר.

ניתן לקבל סכמטי לעיון.

שלב 3: בנייה ובדיקה ראשונית

ראשית הכינו את כל החלקים להרכבה סופית. הלחם את הפינים ללוח הננו במידת הצורך והתקן את לוח הננו ללוח הרחבה של קלט/פלט. לאחר מכן, חבר או הלחם את חוטי המגשר למתג הכפתורים ולזמזם. השתמשתי בכמה מחברי סרוו שנותרו במקום בחוטי מגשר. עבור MPXV7002DP, אתה יכול להשתמש בחוט שמגיע עם לוח הפריצה ללא הלחמה או להלחם את החוט ללוח הפריצה כפי שמוצג בתמונה. כמו כן, חתכו כ- 30 מ מ צינורות גומי סיליקון והצמידו אותו ליציאת הצד העליון (P1) ב- MPXV7002DP.

לאחר הכנת החלקים, ההרכבה הסופית פשוטה מאוד בשל השימוש בלוח הרחבה של קלט/פלט ו- LCD I2C הטורי.

שלב 1: התקן את לוח הפריצה MPXV7002DP לגוף החיישנים המודפס בתלת מימד. הפוך את הקצה הפתוח של צינור הסיליקון לחור המדידה ואז אבטח את הלוח בעזרת 2 ברגים קטנים. חבר את החיישן לפין S ביציאה A0 בלוח ההרחבה.

• אנלוגי A0
• VCC V
• GND -> G

שלב 2: חבר את ה- LCD לסיכות S של לוח ההרחבה Nano ביציאה A4 ו- A5

• SDL A4
• SCA A5
• VCC V
• GND G

שלב 3: חבר את הזמזם והמתג ליציאת לוח ההרחבה D5 ו- D6

• מעבר: ליציאה 5 בין S ו- G
• באזר: ליציאה 6, החיובי ל- S והקרקע ל- G

שלב 4: הרכבה אחרונה

אבטח את גוף החיישן לצלחת האחורית בעזרת 4 ברגי M3, ולאחר מכן התקן את מסך ה- LCD ואת לוח ההרחבה של ננו ואבטח אותם בעזרת ברגים קטנים. לחץ על מתג הכפתור והזמזם לתוך המארז ואבטח אותם בעזרת דבק חם.

שלב 5: תכנות

1. הוסף את הספריות ל- IDE Arduino שלך. ניתן למצוא את הספריות בכתובת: LiquidCrystal-I2C ו- RunningAverage.
2. חבר את הארדואינו למחשב והתקן את סקיצת הארדואינו.

זהו זה. כעת הפעל את היחידה באמצעות USB או הפעל מתח 9-12V ליציאת DC בלוח ההרחבה (מומלץ). אם התאורה האחורית של תצוגת ה- LCD דולקת אך הסקירה ריקה או שקשה לקרוא את האותיות, התאם את ניגודיות המסך על ידי סיבוב הפוטנציומטר הכחול בגב מודול I2C LCD.

לבסוף חבר את הצלחת האחורית למארז הקדמי עם 4 ברגי M3.

שלב 4: הגדרת בדיקת מנומטר פשוטה

הייתי סקרן לגבי הדיוק של מד המנזר הדיגיטלי הזה ובניתי דוכן בדיקות פשוט להשוות את קריאת המונים למד מים קלאסי. בעזרת משאבת אוויר חשמלית הנשלטת על ידי בקרת מהירות המנוע, הצלחתי לייצר לחץ אוויר משתנה ועשיתי את המדידות בו זמנית על ידי שני מדיומטרים ומנומטרים של מים המחוברים בסדרה. מדידות הלחץ די קרובות ברמות לחץ אוויר שונות.

שלב 5: הכנס אותו לפעולה

השימוש במכשיר זה די פשוט. תחילה תחבר את המכשיר בשורה בין מכונת CPAP למסכה באמצעות צינור CPAP רגיל בגודל 15 מ מ. חבר צד אחד של הצג למכשיר ה- CPAP ולאחר מכן את הצד השני של המסך למסכה כך שהאוויר יכול לעבור דרכו.

כיול הפעלה

חייבים לכייל את חיישן MPXV7002DP ללחץ אפס כנגד לחץ אטמוספרי בסביבה בכל פעם שהוא מופעל כדי להבטיח את דיוקו. וודא שמכונת ה- CPAP כבויה ואין לחץ אוויר נוסף בתוך הצינור בעת ההפעלה. לאחר סיום הכיול, המונה יציג את ערך הקיזוז והודעה מוכנה להתקן.

המונה פועל במצב Manometer או במצב אזעקת CPAP בלחיצת כפתור. ראוי לציין כי התאורה האחורית של LCD מנוהלת בהתאם למצב הפעולה וערך החיישן כדי להפוך את המטר פחות מסיח את הדעת במהלך השינה.

מצב מנומטר

זהו מצב המתנה וסימן "-" יוצג בפינה התחתונה הימנית של המסך. פונקציית האזעקה מושבתת במצב זה. המסך יציג את לחץ האוויר בזמן אמת הן בפסקאל (P) והן ב- cmH20 (H) בשורה הראשונה, ואת הלחץ המינימלי והמקסימלי וכן את ההבדל בין הדקות. ומקס. נצפה בשלוש השניות האחרונות בשורה השנייה. במצב זה נורית האחורית של ה- LCD תהיה דולקת כל הזמן אך תפוג פסק זמן אם אפס לחץ אוויר יחסי נמדד ברציפות במשך למעלה מ -10 שניות.

מצב אזעקת CPAP

זהו מצב האזעקה וסימן "*" יוצג בפינה התחתונה הימנית של המסך. במצב זה המונה יבדוק את ההבדלים בין שיא ורמות השפל של לחץ האוויר. האור האחורי של ה- LCD יפסק תוך 10 שניות ויישאר כבוי כל עוד לא זוהה הפרש לחץ נמוך. הנורית האחורית תידלק שוב אם זוהה הבדל של פחות מ -100 פסקל. והזמזם ישמיע אזעקה קולית עם הודעת "מסכת בדיקה" המוצגת על המסך אם ההבדל ברמות לחץ האוויר הנמדדות היה נמוך בהתמדה במשך יותר מעשר שניות. לאחר שהמטופל יכוון מחדש את המסכה והפרש הלחץ יחזור מעל 100 פסקל אז גם האזעקה וגם הנורית האחורית יכבו שוב.

שלב 6: כתב ויתור

מכשיר זה אינו מכשיר רפואי, ואינו אביזר למכשיר הרפואי. אין להשתמש במדידה למטרות אבחון או טיפוליות.

סגנית בתחרות החיישנים