Máy thở y tế + STONE LCD + Arduino UNO: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Kể từ ngày 8 tháng 12 năm 2019, một số trường hợp viêm phổi không rõ nguyên nhân đã được báo cáo ở thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Trong những tháng gần đây, cả nước đã có gần 80000 trường hợp được xác nhận mắc bệnh và ảnh hưởng của dịch ngày càng mở rộng. Không chỉ cả nước bị ảnh hưởng, mà cả thế giới cũng đã xuất hiện các trường hợp được xác nhận, và lũy tích các trường hợp được xác nhận đã lên tới 3,5 triệu. Hiện tại, nguồn lây nhiễm vẫn chưa rõ Từ đâu, nhưng chúng tôi có thể chắc chắn rằng mọi người đều rất cần khẩu trang, và những người nghiêm trọng cần khẩu trang.

Vì vậy, tranh thủ lúc nóng hổi này, tôi cũng đến để làm một dự án về máy thở, và trên tay tôi đã có ĐÁ trên tay màn hình cổng nối tiếp TFT rất phù hợp với màn hình hiển thị của máy thở. Khi màn hình khả dụng, tôi cần một máy vi tính chip đơn để xử lý các lệnh do màn hình cổng nối tiếp của STONE đưa ra và tải lên một số dữ liệu dạng sóng trong thời gian thực. Ở đây tôi chọn một MCU tổng quát và dễ sử dụng hơn, máy tính vi mạch đơn chip Arduino, được sử dụng rộng rãi và hỗ trợ nhiều thư viện. Kết xuất như sau:

Trong dự án này, bạn có thể điều khiển bảng phát triển Arduino una bằng cách sử dụng màn hình cổng nối tiếp STONE TFT LCD và thực hiện tương tác lệnh dữ liệu thông qua giao tiếp cổng nối tiếp. Bảng phát triển Arduino una có thể tải lên một loạt dữ liệu dạng sóng và hiển thị nó trên màn hình cổng nối tiếp. Dự án này rất hữu ích để làm màn hình hiển thị máy thở.

Bước 1: Tổng quan về dự án

Dự án máy thở mà tôi thực hiện ở đây sẽ có hiệu ứng hoạt ảnh khởi động sau khi bật nguồn, sau đó nhập giao diện giải pháp khởi động ban đầu và hiển thị từ "mở". Nhấn vào đó để có hiệu ứng giọng nói, nhắc mở máy thở và chuyển đến giao diện chọn trang, tại đây sẽ có hiệu ứng hoạt hình, đây là hình ảnh động để thể hiện hơi thở của con người, và có hai tùy chọn đầu tiên là dao động đồ. biểu đồ theo dõi hô hấp. Thứ hai là biểu đồ theo dõi oxy và nhịp hô hấp. Làm thế nào để hiển thị nhiều biểu đồ dao động cùng một lúc là một vấn đề nan giải. Sau khi nhấp enter, STONE TFT LCD sẽ đưa ra một lệnh cụ thể để điều khiển MCU bắt đầu tải lên dữ liệu dạng sóng.

Các chức năng như sau:

① nhận ra cài đặt nút;

② Thực hiện chức năng giọng nói;

③ nhận ra chuyển đổi trang;

④ nhận ra truyền dạng sóng thời gian thực.

Các mô-đun cần thiết cho dự án:

① ĐÁ TFT LCD ；

② Mô-đun Arduino Uno;

③ mô-đun phát giọng nói. Sơ đồ khối dự án:

Bước 2: Giới thiệu phần cứng và nguyên tắc

Loa ngoài

Vì STONE TFT LCD có trình điều khiển âm thanh và giao diện tương ứng dành riêng, nên nó có thể sử dụng loa nam châm phổ biến nhất, thường được gọi là loa phóng thanh. Loa là một loại bộ biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh. Hiệu suất của loa có ảnh hưởng lớn đến chất lượng âm thanh. Loa là thành phần yếu nhất trong thiết bị âm thanh, và đối với hiệu ứng âm thanh, chúng là thành phần quan trọng nhất. Có rất nhiều loại loa và giá cả cũng khác nhau rất nhiều. Năng lượng điện âm thanh thông qua các hiệu ứng điện từ, áp điện hoặc tĩnh điện, do đó nó là một bồn giấy hoặc màng ngăn rung động và cộng hưởng với không khí xung quanh (cộng hưởng) và tạo ra âm thanh.

ĐÁ STVC101WT-01

Bảng điều khiển TFT cấp công nghiệp 10.1 inch 1024x600 và màn hình cảm ứng điện trở 4 dây;

độ sáng là 300cd / m2, đèn nền LED; l Màu RGB là 65K;

vùng thị giác là 222,7mm * 125,3mm; góc nhìn l là 70/70/50/60;

cuộc sống làm việc là 20000 giờ. CPU 32-bit cortex-m4 200Hz;

Bộ điều khiển TFT-LCD CPLD epm240;

Bộ nhớ flash 128MB (hoặc 1GB);

Tải xuống cổng USB (đĩa U);

phần mềm hộp công cụ để thiết kế GUI, hướng dẫn hex đơn giản và mạnh mẽ.

Chức năng cơ bản

Điều khiển màn hình cảm ứng / hiển thị hình ảnh / hiển thị văn bản / hiển thị đường cong / đọc và ghi dữ liệu / phát video và âm thanh. Nó phù hợp cho các ngành công nghiệp khác nhau.

Giao diện UART là RS232 / RS485 / TTL;

điện áp là 6v-35v;

công suất tiêu thụ là 3.0w;

nhiệt độ làm việc là - 20 ℃ / + 70 ℃;

độ ẩm không khí là 60 ℃ 90%.

Mô-đun LCD STVC101WT-01 giao tiếp với MCU thông qua một cổng nối tiếp, cần được sử dụng trong dự án này. Chúng ta chỉ cần thêm hình ảnh giao diện người dùng đã thiết kế thông qua máy tính phía trên thông qua các tùy chọn thanh menu cho các nút, hộp văn bản, ảnh nền và logic trang, sau đó tạo tệp cấu hình và cuối cùng tải xuống màn hình hiển thị để chạy.

Hướng dẫn có thể được tải xuống thông qua trang web chính thức:

Ngoài hướng dẫn sử dụng dữ liệu, còn có hướng dẫn sử dụng, các công cụ phát triển phổ biến, trình điều khiển, một số bản trình diễn thông thường đơn giản, hướng dẫn bằng video và một số dành cho các dự án thử nghiệm.

Arduino UNO

Tham số

Mô hình Arduino Uno

Vi điều khiển atmega328p

Điện áp làm việc 5 V

Điện áp đầu vào (khuyến nghị) 7-12 V

Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20 V

Chân I / O kỹ thuật số 14

Kênh PWM 6

Kênh đầu vào tương tự (ADC) 6

Đầu ra DC trên mỗi I / O 20 mA

Công suất đầu ra cổng 3.3V 50 mA

Flash 32 KB (0,5 KB cho bootstrapper)

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Tốc độ đồng hồ 16 MHz

Chân LED 13 trên bo mạch

Chiều dài 68,6 mm

Chiều rộng 53,4 mm

Trọng lượng 25 g

Bước 3: Các bước phát triển

Arduino UNO

Tải xuống IDE

Liên kết:

Ở đây, vì máy tính của tôi là win10, tôi chọn cái đầu tiên và nhấp vào

Chỉ chọn tải xuống

Cài đặt Arduino

Sau khi tải xuống, nhấp đúp để cài đặt nó. Cần lưu ý rằng Arduino Ide phụ thuộc vào môi trường phát triển Java và yêu cầu PC cài đặt Java JDK và cấu hình các biến. Nếu khởi động bằng cách nhấp đúp không thành công, PC có thể không có hỗ trợ JDK.

Mã số

Tại đây, bạn cần đặt lệnh để xác định màn hình cổng nối tiếp và:

Enterbreathwave là một nút lệnh được gửi từ màn hình nhận dạng để vào giao diện thở.

Breatbacktobg là nút lệnh được gửi từ màn hình nhận dạng để thoát khỏi giao diện thở. Enterhearto2wave là nút lệnh để vào giao diện oxy được gửi từ màn hình nhận dạng. Hearto2backtobg là nút lệnh được gửi từ màn hình nhận dạng để thoát khỏi giao diện oxy.

Startwave là dữ liệu dạng sóng ban đầu được gửi đến màn hình.

Cleanwave được sử dụng để xóa dữ liệu dạng sóng được gửi đến màn hình.

Sau đó bấm tick để biên dịch.

Sau khi biên dịch xong, nhấp vào biểu tượng mũi tên thứ hai để tải mã vào bảng phát triển.

Bước 4: CÔNG CỤ 2019

Thêm ảnh

Sử dụng công cụ đã cài đặt 2019, nhấp vào dự án mới ở góc trên bên trái, sau đó nhấp vào OK.

Sau đó, một dự án mặc định sẽ được tạo với nền màu xanh lam theo mặc định. Chọn nó và nhấp chuột phải, sau đó chọn loại bỏ để xóa nền. Sau đó nhấp chuột phải vào tệp ảnh và nhấp vào Thêm để thêm nền ảnh của riêng bạn, như sau:

Đặt chức năng hình ảnh

Đầu tiên, thiết lập hình ảnh khởi động, công cụ -> cấu hình màn hình, như sau

Sau đó, bạn cần thêm điều khiển video để tự động nhảy sau khi trang bật nguồn dừng.

Ở đây, nó được thiết lập để chuyển đến trang 0 khi trang bật nguồn dừng và số lần lặp lại là 0, cho biết không có lần lặp lại.

Cài đặt giao diện lựa chọn

Tại đây, biểu tượng nút đầu tiên được thiết lập. Hiệu ứng nút thông qua trang 6 và chuyển sang trang 3. Đồng thời, giá trị 0x0001 được gửi đến Arduino Uno MCU để kích hoạt tạo dữ liệu. Việc thiết lập phím thứ hai cũng tương tự, nhưng lệnh key-value thì khác.

Cài đặt hiệu ứng hoạt ảnh

Ở đây chúng ta thêm biểu tượng 1_breath.ico đã tạo trước, và đặt giá trị dừng hoạt ảnh và giá trị bắt đầu, cũng như ảnh dừng là 1 và ảnh bắt đầu là 4 và đặt nó không hiển thị nền. Điều này là không đủ. Nếu bạn cần hoạt ảnh tự động di chuyển, bạn cần thực hiện các cài đặt sau:

Thêm tệp âm thanh

Sau khi bật nguồn lúc đầu, khi bấm mở. để thực hiện chức năng nhắc bằng giọng nói, bạn cần thêm tệp âm thanh, trong đó số tệp âm thanh là 0.

Đường cong thời gian thực

Ở đây tôi đã tạo ra hai dạng sóng. Để thực hiện điều khiển riêng biệt, tôi đã sử dụng hai kênh dữ liệu, đó là kênh 1 và kênh 2. Tốt hơn là đặt các giá trị và màu sắc Y_Central và YD_Central. Và lệnh như sau:

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};

Thao tác này hoàn tất cài đặt, sau đó biên dịch, tải xuống và nâng cấp lên đĩa U.

Bước 5: Kết nối

Mã số

#bao gồm

#include "stdlib.h" int incomedate = 0;

// # định nghĩa UBRR2H // HardwareSerial Serial2 (2); uint8_t i = 0, count = 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};

……

Hãy liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần đầy đủ thủ tục:

Tôi sẽ trả lời bạn trong vòng 12 giờ.

Bước 6: Phụ lục

Để tìm hiểu thêm về dự án này, vui lòng bấm vào đây