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Pulsossimetro Arduino: 35 passaggi (con immagini)
Pulsossimetro Arduino: 35 passaggi (con immagini)

Video: Pulsossimetro Arduino: 35 passaggi (con immagini)

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Video: Arduino con FotoResistenza - #37 2024, Luglio
Anonim

I pulsossimetri sono strumenti standard per gli ambienti ospedalieri. Usando le assorbanze relative dell'emoglobina ossigenata e deossigenata, questi dispositivi determinano la percentuale di sangue di un paziente che trasporta ossigeno (un intervallo sano è del 94-98%). Questa cifra può salvare la vita in un contesto clinico, poiché un improvviso calo dell'ossigenazione del sangue indica un problema medico critico che deve essere affrontato immediatamente.

In questo progetto, tentiamo di costruire un pulsossimetro utilizzando parti facili da trovare online/in un negozio di ferramenta locale. Il prodotto finale è uno strumento in grado di fornire informazioni sufficienti a qualcuno per monitorare l'ossigenazione del sangue nel tempo per soli $ x. Il piano originale era di rendere il dispositivo completamente indossabile, ma a causa di fattori al di fuori del nostro controllo, questo non è stato possibile nei nostri tempi. Con qualche componente in più e un po' più di tempo, questo progetto potrebbe diventare completamente indossabile e comunicare in modalità wireless con un dispositivo esterno.

Forniture

Elenco delle parti essenziali - Cose che probabilmente devi acquistare (consigliamo di avere alcuni pezzi di ricambio di ogni componente, in particolare i pezzi di montaggio superficiale)

Arduino Nano * $ 1,99 (Banggood.com)

Doppio LED - $ 1,37 (Mouser.com)

Fotodiodo - $ 1,67 (Mouser.com)

Resistenza da 150 Ohm - $ 0,12 (Mouser.com)

Resistore da 180 Ohm - $ 0,12 (Mouser.com)

Resistenza da 10 kOhm - $ 0,10 (Mouser.com)

Resistenza da 100 kOhm - $ 0,12 (Mouser.com)

Condensatore 47 nF - $ 0,16 (Mouser.com)

*(Il nostro Nano è bloccato in Cina al momento, quindi abbiamo usato uno Uno, ma funzioneranno entrambi)

Costo totale: $ 5,55 (ma … avevamo un sacco di cose in giro e abbiamo comprato anche alcuni pezzi di ricambio)

Elenco delle parti secondarie - Cose che erano in giro per noi, ma potrebbe essere necessario acquistare

Pannello rivestito in rame - Abbastanza economico (esempio). Al posto di questo, puoi creare e ordinare un PCB.

PVC - Qualcosa di almeno un pollice di diametro. Il tipo più sottile funziona alla grande.

Fili - Compresi alcuni cavi di collegamento per la breadboard e alcuni più lunghi per collegare l'ossimetro alla scheda. Nel passaggio 20 mostro la mia soluzione a questo.

Intestazione pin femmina - Questi sono opzionali, se vuoi solo saldare i fili alle schede funzionerà bene.

Schiuma: ho usato L200, che è piuttosto specifico. Puoi davvero usare tutto ciò che ritieni sia comodo. I vecchi tappetini per il mouse sono fantastici per questo!

LED e resistori - Abbastanza economici se è necessario acquistarli. Abbiamo usato resistori da 220 e abbiamo avuto alcuni colori in giro.

Strumenti e attrezzature consigliati

Pistola termica

Saldatore con punta fine

Strumento Dremel con punte per fresare e tagliare (puoi cavartela con un taglierino, ma non così rapidamente)

Pinze, tronchesi, spellafili, ecc.

Fase 1: Preparazione: Legge di Beer-Lambert

Preparazione: Legge di Beer-Lambert
Preparazione: Legge di Beer-Lambert

Per capire come costruire un pulsossimetro, è prima necessario comprendere la teoria alla base del suo funzionamento. La principale equazione matematica utilizzata è nota come legge di Beer-Lambert.

La legge di Beer-Lambert è un'equazione ben utilizzata che descrive la relazione tra la concentrazione di una sostanza in una soluzione e la trasmittanza (o assorbanza) della luce passata attraverso detta soluzione. In senso pratico, la legge dice che quantità sempre maggiori di luce sono bloccate da particelle sempre più grandi in una soluzione. La legge e le sue componenti sono descritte di seguito.

Assorbanza = log10(Io/I) = εbc

Dove:Io = Luce incidente (prima del campione aggiunto)I = Luce incidente (dopo il campione aggiunto)ε = Coefficiente di assorbimento molare (funzione della lunghezza d'onda e della sostanza)b = Lunghezza del percorso della lucec = Concentrazione della sostanza nel campione

Quando si misurano le concentrazioni utilizzando la legge di Beer, è conveniente selezionare una lunghezza d'onda della luce in cui il campione assorbe maggiormente. Per l'emoglobina ossigenata, la migliore lunghezza d'onda è di circa 660 nm (rosso). Per l'emoglobina deossigenata, la migliore lunghezza d'onda è di circa 940 nm (infrarossi). Utilizzando i LED di entrambe le lunghezze d'onda, è possibile calcolare la concentrazione relativa di ciascuno per trovare una %O2 per il sangue da misurare.

Fase 2: Preparazione: pulsossimetria

Preparazione: pulsossimetria
Preparazione: pulsossimetria

Il nostro dispositivo utilizza un doppio LED (due LED sullo stesso chip) per le lunghezze d'onda di 660 nm e 940 nm. Questi vengono alternati on/off e Arduino registra il risultato dal rilevatore sul lato opposto del dito rispetto ai LED. Il segnale del rivelatore per entrambi i LED pulsa a tempo con il battito cardiaco del paziente. Il segnale può quindi essere diviso in due porzioni: una porzione DC (che rappresenta l'assorbanza alla lunghezza d'onda specificata di tutto tranne il sangue) e una porzione AC (che rappresenta l'assorbanza alla lunghezza d'onda specificata del sangue). Come specificato nella sezione Beer-Lambert, l'assorbanza è correlata a entrambi questi valori (log10[Io/I]).

La %O2 è definita come: Emoglobina ossigenata / Emoglobina totale

Sostituendo nelle equazioni di Beer Lambert, risolte per la concentrazione, il risultato è una frazione di frazioni molto complessa. Questo può essere semplificato in alcuni modi.

  1. La lunghezza del percorso (b) per entrambi i LED è la stessa, facendolo uscire dall'equazione
  2. Viene utilizzato un rapporto intermedio (R). R = (AC640nm/DC640nm)/(AC940nm/DC940nm)
  3. I coefficienti di assorbimento molare sono costanti. Una volta divisi, possono essere sostituiti con una costante del fattore di adattamento generico. Ciò causa una leggera perdita di precisione, ma sembra essere abbastanza standard per questi dispositivi.

Passaggio 3: preparazione: Arduino

Preparazione: Arduino
Preparazione: Arduino

L'Arduino Nano richiesto per questo progetto è noto come microprocessore, una classe di dispositivi che esegue continuamente una serie di istruzioni preprogrammate. I microprocessori possono leggere gli ingressi al dispositivo, eseguire qualsiasi calcolo richiesto e scrivere un segnale sui suoi pin di uscita. Questo è incredibilmente utile per qualsiasi progetto su piccola scala che richiede matematica e/o logica.

Passaggio 4: preparazione: GitHub

GitHub è un sito Web che ospita repository o spazi per raccolte di schizzi per un progetto. Il nostro è attualmente memorizzato in https://github.com/ThatGuy10000/arduino-pulse-oximeter. Questo ci permette di fare diverse cose.

  1. Puoi scaricare il codice per te stesso ed eseguirlo sul tuo Arduino personale
  2. Possiamo aggiornare il codice in qualsiasi momento senza modificare il collegamento qui. Se troviamo bug o decidiamo di fare i conti in modo diverso, pubblicheremo un aggiornamento che sarà immediatamente accessibile qui
  3. Puoi modificare tu stesso il codice. Questo non causerà un aggiornamento immediato, ma puoi creare una "richiesta pull" che chiede se voglio includere le tue modifiche nel codice principale. Posso accettare o porre il veto a queste modifiche.

Per qualsiasi domanda su GitHub o sul suo funzionamento, consulta questo tutorial pubblicato da GitHub stesso.

Passaggio 5: considerazioni sulla sicurezza

Come dispositivo, questo è il più sicuro possibile. C'è pochissima corrente e nulla funziona oltre i 5V. In effetti, il circuito dovrebbe essere più spaventato di te.

Nel processo di costruzione, tuttavia, ci sono alcune cose fondamentali da tenere a mente.

  • La sicurezza del coltello dovrebbe essere un dato di fatto, ma alcune parti hanno una forma molto organica che può rendere allettante tenerle in un punto in cui le dita non dovrebbero davvero essere. Solo stai attento.
  • Se possiedi un saldatore, una pistola termica o uno strumento Dremel, presumo che dovresti sapere come usarli correttamente. Ad ogni modo, prendi le dovute precauzioni. Non lavorare attraverso le frustrazioni. Fai una pausa, schiarisci le idee e torna quando sarai più stabile. (Le informazioni sulla sicurezza per il saldatore, la pistola termica e gli strumenti dremel sono disponibili nei collegamenti)
  • Quando si testano circuiti o si spostano oggetti su una breadboard, è meglio spegnere tutto. Non c'è davvero bisogno di testare nulla con alimentazione dal vivo, quindi non rischiare di causare cortocircuiti e potenzialmente danneggiare l'Arduino o altri componenti.
  • Prestare attenzione quando si utilizzano i componenti elettronici dentro e intorno all'acqua. La pelle bagnata ha una resistenza significativamente inferiore rispetto alla pelle secca, che può causare correnti che superano i livelli di sicurezza. Inoltre, cortocircuiti elettrici nei componenti della scheda possono causare danni significativi ai componenti. Non utilizzare apparecchiature elettriche in prossimità di liquidi.

AVVERTENZA: non tentare di utilizzare questo dispositivo come un vero dispositivo medico. Questo dispositivo è una prova del concetto, ma NON è uno strumento perfettamente accurato che dovrebbe essere utilizzato nella cura di individui potenzialmente malati. Ci sono molte alternative economiche che puoi acquistare che forniscono un livello di precisione molto più elevato.

Passaggio 6: suggerimenti e trucchi

Durante lo sviluppo del progetto, sono state apprese una serie di lezioni. Ecco alcuni consigli:

  1. Quando crei i circuiti stampati, una maggiore separazione tra le tracce è per i tuoi amici. Meglio andare sul sicuro. Ancora meglio è semplicemente ordinare un PCB da un servizio come Oshpark che realizzerà piccole schede come queste a un prezzo ragionevole.
  2. In una nota simile, fai attenzione se decidi di applicare l'alimentazione ai circuiti stampati prima di coprirli. Il fotodiodo è particolarmente permaloso e non è divertente se si rompe quando ci arrivi. È meglio testare i componenti senza alimentazione e avere fiducia che andrà a finire. Le impostazioni del diodo e della continuità sono tue amiche.
  3. Una volta che hai costruito tutto, è abbastanza pulito e asciutto, ma uno degli errori più comuni era avere il circuito dei LED collegato in modo errato. Se i tuoi dati sono strani, controlla la connessione e potenzialmente prova a connettere una delle connessioni LED ad Arduino alla volta. A volte le cose diventano più chiare in questo modo.
  4. Se hai ancora problemi con i LED, puoi collegare l'alimentazione a 5 V ai loro ingressi. Il rosso sarà abbastanza brillante, ma l'infrarosso è invisibile. Se hai una fotocamera del telefono su di te, puoi guardare attraverso di essa e vedrai la luce a infrarossi. Il sensore della fotocamera del telefono la mostra come luce visibile, il che è davvero conveniente!
  5. Se ricevi molto rumore, controlla che la scheda del fotodiodo sia lontana da qualsiasi cosa che trasporta la brutta alimentazione a 60 Hz dal muro. Il resistore di alto valore è un magnete per il rumore aggiuntivo, quindi fai attenzione.
  6. La matematica per il calcolo della SpO2 è un po' complicata. Segui il codice fornito, ma assicurati di modificare la variabile "fitFactor" per adattare i calcoli al tuo particolare dispositivo. Ciò richiede tentativi ed errori.

Passaggio 7: costruzione di circuiti stampati

Costruzione di circuiti stampati
Costruzione di circuiti stampati

Inizieremo realizzando i due circuiti stampati che entrano nel progetto. Ho usato una tavola rivestita di rame su due lati e uno strumento Dremel per realizzarli a mano, il che non era perfetto, ma ha funzionato. Se hai le risorse, ti consiglio vivamente di disegnare uno schema e di farlo fresare con una macchina, ma è fattibile senza.

Passaggio 8: Scheda 1 - il fotorilevatore

Scheda 1 - il fotorilevatore
Scheda 1 - il fotorilevatore

Ecco il circuito che ho messo sulla prima scheda, meno il condensatore. È meglio mantenere un profilo basso, poiché questo andrà intorno al dito all'interno dell'ossimetro. Il fotorilevatore, in questo caso, è un fotodiodo, il che significa che è elettricamente simile a un diodo, ma genererà corrente per noi in base al livello di luce.

Passaggio 9: fresatura della tavola

Fresatura della tavola
Fresatura della tavola

Ho deciso di iniziare stampando e ritagliando un modello in scala dell'impronta consigliata. Poiché sto solo osservando il mio taglio, questo ha dato un buon riferimento prima di estrarre il fotorilevatore dalla confezione. Questo è disponibile alla vista del venditore per il fotorilevatore.

Passaggio 10: eseguire il drill down

Perforazione verso il basso
Perforazione verso il basso

Questo è il design con cui sono andato per il PCB, che ho ritagliato con una piccola fresa Dremel e un taglierino. La mia prima build di questa scheda si è rivelata difettosa per un paio di motivi. Le lezioni che ho imparato per la mia seconda build sono state di tagliare più del minimo e tagliare dove ho disegnato una linea nera sull'immagine sopra. C'è un pin non connesso sul chip che dovrebbe avere il proprio pad, dal momento che non si collega a nient'altro ma aiuta comunque a tenere il chip sulla scheda. Ho anche aggiunto dei fori per il resistore, che ho realizzato posizionando il resistore accanto ad esso e osservando i fori.

Passaggio 11: posizionamento dei componenti

Posizionamento dei componenti
Posizionamento dei componenti

Questa parte è un po' complicata. Ho segnato qui in bianco l'orientamento del fotorilevatore. Ho messo un po' di saldatura sul fondo di ogni pin del chip, ho messo un po' di saldatura sulla scheda del circuito e poi ho tenuto il chip in posizione mentre riscaldavo la saldatura sulla scheda. Non vuoi scaldarlo troppo, ma se la saldatura sulla scheda è liquida, dovrebbe connettersi con il chip abbastanza rapidamente se hai abbastanza saldatura. Dovresti anche saldare il resistore da 100 kΩ a un'intestazione a 3 pin sullo stesso lato della scheda.

Passaggio 12: pulizia e controllo

Pulizia e controllo
Pulizia e controllo

Quindi, usa lo strumento dremel per tagliare il rame attorno ai cavi del resistore sul retro della scheda (per evitare di cortocircuitare il resistore). Successivamente, utilizzare un multimetro in modalità di continuità per verificare che nessuna delle tracce sia stata interrotta durante il processo di saldatura. Come controllo finale, usa la misurazione del diodo del multimetro (tutorial se questa è una nuova tecnologia per te) attraverso il fotodiodo per assicurarti che sia completamente collegato alla scheda.

Passo 13: Scheda 2 - i LED

Scheda 2 - i LED
Scheda 2 - i LED

Ecco lo schema della seconda scheda. Questo è un po' più difficile, ma fortunatamente ci siamo riscaldati dopo aver fatto l'ultimo.

Passaggio 14: eseguire il drill down di Redux

Perforazione di Redux
Perforazione di Redux

Dopo diversi tentativi che non mi sono piaciuti molto, ho optato per questo modello, che ho forato utilizzando la stessa punta dremel di prima. Da questa immagine è difficile dirlo, ma c'è una connessione tra due parti della scheda attraverso l'altro lato (massa nel circuito). La parte più importante di questo taglio è l'intersezione in cui si posizionerà il chip LED. Questo reticolo deve essere piuttosto piccolo perché le connessioni sul chip LED sono abbastanza vicine tra loro.

Passaggio 15: via di saldatura

Vie di saldatura
Vie di saldatura

Poiché è necessario collegare entrambi gli angoli opposti del chip LED, è necessario utilizzare il retro della scheda per collegarli. Quando colleghiamo elettricamente un lato della scheda all'altro, si parla di "via". Per realizzare i vias sulla scheda, ho praticato un foro nelle due aree che ho contrassegnato sopra. Da qui, ho inserito i cavi del resistore sulla scheda precedente nel foro e saldato su entrambi i lati. Ho tagliato quanto più filo in eccesso potevo e ho fatto un controllo di continuità per vedere che c'era una resistenza vicina allo zero tra queste due aree. A differenza dell'ultima scheda, questi via non dovranno essere delineati sul retro perché vogliamo che siano collegati.

Passaggio 16: saldatura del chip LED

Saldatura del chip LED
Saldatura del chip LED

Per saldare il chip LED, segui la stessa procedura del fotodiodo, aggiungendo saldatura su ciascun pin e anche sulla superficie. L'orientamento della parte è difficile da ottenere correttamente e consiglio di seguire la scheda tecnica per orientarsi. Sul lato inferiore del chip, "pin one" ha un pad leggermente diverso e il resto dei numeri continua intorno al chip. Ho segnato quali numeri si attaccano in quali punti. Dopo averlo saldato, dovresti utilizzare nuovamente l'impostazione del test del diodo sul multimetro per verificare che entrambi i lati siano collegati correttamente. Questo ti mostrerà anche quale LED è quello rosso, poiché si accenderà leggermente quando il multimetro è collegato.

Passaggio 17: il resto dei componenti

Il resto dei componenti
Il resto dei componenti

Quindi, saldare i resistori e l'intestazione a 3 pin. Se ti è capitato di avere il chip LED ruotato di 180 ° nel passaggio precedente, in realtà stai ancora bene per continuare. Quando metti i resistori, assicurati che il resistore da 150Ω vada sul lato rosso e l'altro lato abbia il 180Ω.

Passaggio 18: finitura e controllo

Finitura e controllo
Finitura e controllo

Sul retro, taglia intorno ai resistori come prima per evitare che vadano in cortocircuito con la via. Ritaglia la scheda e fai un'ultima passata con il tester di continuità sul multimetro, solo per ricontrollare che nulla sia andato in cortocircuito accidentalmente.

Passaggio 19: "Invasare" le tavole

Immagine
Immagine

Dopo tutto il buon lavoro di saldatura che ho fatto, volevo assicurarmi che nulla potesse staccare i componenti mentre veniva utilizzato l'ossimetro, quindi ho deciso di "invasare" le schede. Aggiungendo uno strato di qualcosa di non conduttivo, tutti i componenti rimarranno al loro posto meglio e forniranno una superficie più piatta per l'ossimetro. Ho testato alcune cose che avevo in giro e questo adesivo a forza industriale ha funzionato bene. Ho iniziato coprendo il retro e lasciandolo riposare per alcune ore.

Passaggio 20: invasatura continua

Invasatura continua
Invasatura continua

Dopo che il fondo si è solidificato, capovolgere le assi e ricoprire la parte superiore. Anche se è un adesivo quasi trasparente, volevo tenere il fotorivelatore e i LED scoperti, quindi prima di coprire tutto, ho coperto entrambi con piccoli pezzi di nastro isolante e dopo alcune ore ho usato un coltello per rimuovere con cura l'adesivo sopra questi e ha tolto il nastro. Potrebbe non essere necessario tenerli scoperti, ma se decidi di coprirli semplicemente, assicurati di evitare le bolle d'aria. Va bene applicare tutto l'adesivo che vuoi (entro limiti ragionevoli), poiché una superficie più piatta siederà più comodamente e aggiungerà più protezione ai componenti, assicurati solo di lasciarlo riposare per un po' in modo che si asciughi.

Passaggio 21: costruzione dei cavi

Costruire fili
Costruire fili
Costruire fili
Costruire fili

Avevo solo fili intrecciati a portata di mano, quindi ho deciso di utilizzare un connettore maschio a 3 pin per creare alcuni cavi. Se ce l'hai a portata di mano, è molto più semplice usare solo un filo di grosso calibro per questo senza saldare. Tuttavia, aiuta a intrecciare i fili insieme, poiché ciò impedisce l'impigliamento e generalmente sembra più ordinato. Basta saldare ogni filo a un perno sull'intestazione e, se ce l'hai, ricoprirei ogni filo con un po' di termoretraibile. Assicurati di avere i fili nello stesso ordine quando colleghi l'intestazione sull'altro lato.

Passaggio 22: a prova di idiota del cablaggio

A prova di idiota il cablaggio
A prova di idiota il cablaggio

A causa del modo in cui ho collegato queste schede ai cavi, volevo assicurarmi di non averle mai collegate male, quindi ho codificato a colori la connessione con i pennarelli. Puoi vedere qui quale pin è quale connessione e come funziona la mia codifica a colori.

Passaggio 23: creazione di un allegato

Fare un allegato
Fare un allegato

L'involucro per l'ossimetro l'ho realizzato con schiuma L200 e un pezzo di tubo in PVC, ma puoi certamente usare qualsiasi schiuma e/o plastica che hai in giro. Il PVC funziona benissimo perché è già quasi nella forma che vogliamo.

Passaggio 24: PVC e pistole termiche

PVC e pistole termiche
PVC e pistole termiche
PVC e pistole termiche
PVC e pistole termiche

Usare una pistola termica sul PVC per modellare è semplice, ma può richiedere un po' di pratica. Tutto quello che devi fare è applicare calore al PVC finché non inizia a piegarsi liberamente. Mentre è caldo, puoi piegarlo in qualsiasi forma tu voglia. Inizia con una sezione di tubo in PVC appena più larga delle tavole. Taglia uno dei lati e poi metti un po 'di calore su di esso. Avrai bisogno di alcuni guanti o dei blocchi di legno per poter manovrare il PVC mentre è caldo.

Passaggio 25: modellare la plastica

Modellare la plastica
Modellare la plastica

Mentre pieghi l'anello, taglia un po' di PVC in eccesso. Prima di piegarlo completamente, usa un coltello o uno strumento dremel per ritagliare una tacca su un lato e i bordi del lato opposto. Questa forma biforcuta consente di chiudere ulteriormente il ciclo. Ti dà anche un posto dove afferrare per aprire l'ossimetro per metterlo al dito. Non preoccuparti per la tenuta per ora, dal momento che vorrai vedere come ci si sente una volta che la schiuma e le tavole sono dentro.

Passaggio 26: qualcosa di un po' più morbido

Qualcosa di un po' più morbido
Qualcosa di un po' più morbido

Quindi, taglia un pezzo di schiuma alla larghezza del tuo PVC e ad una lunghezza che avvolgerà completamente l'anello interno.

Passaggio 27: un posto per le tavole

Un posto per le tavole
Un posto per le tavole

Per evitare che la tavola penetri nel dito, è importante incassarli nella schiuma. Traccia la forma delle tavole nella schiuma e usa un paio di forbici per scavare il materiale. Invece di liberare l'intera area attorno alle intestazioni, aggiungi alcune fessure sui connettori laterali che possono fuoriuscire ma essere ancora leggermente sotto la schiuma. A questo punto, puoi mettere le tavole e la schiuma nel PVC e testare l'adattamento nel PVC reale e poi sul tuo dito. Se lo fai inizia a perdere la circolazione, ti consigliamo di utilizzare nuovamente la pistola termica per aprire un po' di più il recinto.

Passaggio 28: tavole in schiuma

Tavole in schiuma
Tavole in schiuma

Inizieremo a mettere tutto insieme ora! Per iniziare, getta un po' di adesivo epossidico/adesivo nei fori che hai appena fatto nella schiuma e metti le tavole nelle loro piccole case. Ho usato lo stesso adesivo che ho usato per invasare le tavole in precedenza, che sembrava funzionare bene. Assicurati di lasciarlo riposare per alcune ore prima di andare avanti.

Passaggio 29: schiuma nella plastica

Schiuma in plastica
Schiuma in plastica

Successivamente, ho rivestito l'interno del PVC con la stessa colla e ho inserito con cura la schiuma all'interno. Pulisci l'eccesso e metti qualcosa dentro per far masticare la schiuma. Il mio taglierino ha funzionato bene e aiuta davvero a spingere la schiuma contro il PVC per ottenere una forte tenuta.

Passaggio 30: la connessione Arduino

La connessione Arduino
La connessione Arduino

A questo punto il sensore vero e proprio è completato, ma ovviamente vogliamo usarlo per qualcosa. Non c'è molto da collegare ad Arduino, ma è incredibilmente importante non cablare nulla al contrario o molto probabilmente danneggerai le cose sui circuiti stampati. Assicurati che l'alimentazione sia spenta quando colleghi i circuiti (è davvero il modo più sicuro per evitare problemi).

Passaggio 31: resistenza e condensatore rimanenti

La resistenza e il condensatore rimanenti
La resistenza e il condensatore rimanenti

Alcune note sul cablaggio in Arduino:

  • Il condensatore dal segnale a terra fa miracoli sul rumore. Non avevo una vasta selezione, quindi ho usato lo "speciale cestino di papà", ma se hai varietà, allora scegli qualcosa intorno a 47nF o meno. Altrimenti potresti non essere in grado di avere una velocità di commutazione rapida tra i LED rosso e IR.
  • La resistenza che va nel cavo del fotorilevatore è una cosa di sicurezza. Non è necessario, ma avevo paura che mentre maneggiavo il circuito breadboard avrei potuto accidentalmente cortocircuitare qualcosa e rovinare l'intero progetto. Non coprirà tutti gli incidenti, ma aiuta solo ad avere un po' più di tranquillità.

Passaggio 32: test della corrente del LED

Test della corrente del LED
Test della corrente del LED

Una volta inseriti questi, testare la corrente che passa attraverso i LED rosso e IR usando un multimetro in modalità amperometro. L'obiettivo qui è semplicemente verificare che siano simili. I miei erano a circa 17 mA.

Passaggio 33: il codice

Come indicato nella fase di preparazione, il codice per questo dispositivo può essere trovato nel nostro repository GitHub. Semplicemente:

  1. Scarica questo codice facendo clic su "Clona o scarica"/"Download Zip".
  2. Decomprimi questo file usando 7zip o un programma simile e apri questo file in Arduino IDE.
  3. Caricalo sul tuo Arduino e collega i pin come descritto nelle assegnazioni dei pin (o cambiali nel codice, ma renditi conto che dovrai farlo ogni volta che scarichi di nuovo da GitHub).
  4. Se vuoi vedere un output seriale sul monitor seriale, cambia il valore booleano serialDisplay su True. Le altre variabili di input sono descritte nel codice; i valori attuali hanno funzionato bene per noi, ma puoi sperimentare con altri per ottenere le prestazioni ottimali per la tua configurazione.

Passaggio 34: Schema del circuito

Schema elettrico
Schema elettrico

Passaggio 35: ulteriori idee

Vorremmo aggiungere (o uno dei nostri tanti follower potrebbe pensare di aggiungere)

  1. Connessione Bluetooth per lo scambio di dati con un computer
  2. Connessione a un dispositivo Google Home/Amazon per richiedere informazioni SpO2
  3. Matematica più esaurita per il calcolo della SpO2, poiché attualmente non abbiamo alcun riferimento per il confronto. Stiamo semplicemente usando la matematica che abbiamo trovato online.
  4. Codice per calcolare e riportare il battito cardiaco del paziente, insieme a SpO2
  5. Utilizzando un circuito integrato per le nostre misurazioni e la matematica, eliminando gran parte della variabilità per il nostro output.

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