Máy đo oxy xung Arduino: 35 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Máy đo oxy xung là dụng cụ tiêu chuẩn cho các cơ sở bệnh viện. Sử dụng độ hấp thụ tương đối của hemoglobin được oxy hóa và khử oxy, các thiết bị này xác định phần trăm máu của bệnh nhân đang mang oxy (phạm vi khỏe mạnh là 94-98%). Con số này có thể được cứu sống trong bối cảnh lâm sàng, vì lượng oxy trong máu giảm đột ngột cho thấy một vấn đề y tế nghiêm trọng cần được giải quyết ngay lập tức.

Trong dự án này, chúng tôi cố gắng chế tạo một máy đo oxy xung bằng các bộ phận dễ tìm thấy trên mạng / trong một cửa hàng phần cứng địa phương. Sản phẩm cuối cùng là một công cụ có thể cung cấp đủ thông tin để ai đó có thể theo dõi lượng oxy trong máu theo thời gian với giá chỉ $ x. Kế hoạch ban đầu là làm cho thiết bị có thể đeo được hoàn toàn, nhưng do các yếu tố nằm ngoài tầm kiểm soát của chúng tôi, điều này không thể thực hiện được trong khoảng thời gian của chúng tôi. Với một vài thành phần hơn và thêm một chút thời gian, dự án này có thể trở nên hoàn toàn có thể đeo được và giao tiếp không dây với thiết bị bên ngoài.

Quân nhu

Danh sách các bộ phận cần thiết - Những thứ bạn có thể cần mua (Chúng tôi khuyên bạn nên có một ít phụ tùng thay thế cho mỗi bộ phận, đặc biệt là các miếng gắn kết bề mặt)

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

Đèn LED kép - $ 1,37 (Mouser.com)

Điốt quang - $ 1,67 (Mouser.com)

Điện trở 150 Ohm - $ 0,12 (Mouser.com)

Điện trở 180 Ohm - $ 0,12 (Mouser.com)

Điện trở 10 kOhm - $ 0,10 (Mouser.com)

Điện trở 100 kOhm - $ 0,12 (Mouser.com)

Tụ điện 47 nF - $ 0,16 (Mouser.com)

* (Nano của chúng tôi hiện đang bị kẹt ở Trung Quốc, vì vậy chúng tôi đã sử dụng Uno, nhưng cả hai đều sẽ hoạt động)

Tổng chi phí: 5,55 đô la (Nhưng… chúng tôi có rất nhiều thứ nằm xung quanh và mua một vài phụ tùng thay thế nữa)

Danh sách các bộ phận phụ - Những thứ đã nằm xung quanh chúng tôi, nhưng bạn có thể cần mua

Bảng ốp đồng - Khá rẻ (Ví dụ). Thay vào đó, bạn có thể sản xuất và đặt hàng một PCB.

PVC - Vật gì đó có đường kính ít nhất một inch. Loại mỏng hơn hoạt động tốt.

Dây - Bao gồm một số dây nhảy cho bảng mạch và một số dây dài hơn để kết nối máy đo oxi với bảng. Trong bước 20, tôi chỉ ra giải pháp của tôi cho điều này.

Đầu ghim nữ - Đây là tùy chọn, nếu bạn chỉ muốn hàn dây vào bo mạch, nó sẽ hoạt động tốt.

Bọt - Tôi đã sử dụng L200, khá cụ thể. Bạn thực sự có thể sử dụng bất cứ thứ gì bạn nghĩ sẽ thoải mái. Bàn di chuột cũ là tuyệt vời cho điều này!

Đèn LED và Điện trở - Khá rẻ nếu bạn cần mua chúng. Chúng tôi sử dụng điện trở 220Ω và có một vài màu sắc nằm xung quanh.

Dụng cụ và thiết bị được đề xuất

Súng thổi hơi nóng

Hàn sắt với một đầu tốt

Công cụ Dremel với các mũi Định tuyến và Cắt (Bạn có thể thực hiện bằng dao tiện ích, nhưng không nhanh bằng)

Kìm, kìm cắt dây, tuốt dây, v.v.

Bước 1: Chuẩn bị: Định luật Beer-Lambert

Để hiểu cách chế tạo một máy đo oxi xung, trước tiên cần phải hiểu lý thuyết đằng sau hoạt động của nó. Phương trình toán học nguyên tắc được sử dụng được gọi là Định luật Beer-Lambert.

Định luật Beer-Lambert là một phương trình được sử dụng phổ biến mô tả mối quan hệ giữa nồng độ của một chất trong dung dịch và độ truyền (hay độ hấp thụ) của ánh sáng truyền qua dung dịch đó. Theo nghĩa thực tế, định luật nói rằng lượng ánh sáng ngày càng lớn bị chặn bởi các hạt ngày càng lớn trong dung dịch. Luật và các thành phần của nó được mô tả dưới đây.

Độ hấp thụ = log10 (Io / I) = εbc

Trong đó: Io = Ánh sáng tới (trước khi thêm mẫu) I = Ánh sáng tới (sau khi thêm mẫu) ε = Hệ số hấp thụ mol (hàm của bước sóng và chất) b = Độ dài đường đi của ánh sáng c = Nồng độ của chất trong mẫu

Khi đo nồng độ bằng cách sử dụng Định luật Beer, rất thuận tiện để chọn bước sóng ánh sáng mà mẫu hấp thụ nhiều nhất. Đối với hemoglobin được oxy hóa, bước sóng tốt nhất là khoảng 660nm (màu đỏ). Đối với hemoglobin khử oxy, bước sóng tốt nhất là khoảng 940nm (Hồng ngoại). Sử dụng đèn LED của cả hai bước sóng, nồng độ tương đối của mỗi đèn có thể được tính toán để tìm ra% O2 cho máu được đo.

Bước 2: Preperation: Pulse Oximetry

Thiết bị của chúng tôi sử dụng đèn LED kép (hai đèn LED trên cùng một chip) cho bước sóng 660nm và 940nm. Chúng được bật / tắt xen kẽ và Arduino ghi lại kết quả từ máy dò ở phía đối diện của ngón tay từ đèn LED. Tín hiệu dò cho cả hai đèn LED phát xung cùng lúc với nhịp tim của bệnh nhân. Do đó, tín hiệu có thể được chia thành hai phần: một phần DC (đại diện cho độ hấp thụ ở bước sóng xác định của mọi thứ trừ máu) và phần AC (đại diện cho độ hấp thụ ở bước sóng xác định của máu). Như đã nêu trong phần Beer-Lambert, Độ hấp thụ có liên quan đến cả hai giá trị này (log10 [Io / I]).

% O2 được định nghĩa là: Hemoglobin oxy / Hemoglobin tổng số

Thay thế trong Phương trình Beer Lambert, được giải cho nồng độ, kết quả là một phân số rất phức tạp. Điều này có thể được đơn giản hóa theo một vài cách.

1. Chiều dài đường dẫn (b) cho cả hai đèn LED là như nhau, khiến nó bị loại khỏi phương trình
2. Một tỷ lệ trung gian (R) được sử dụng. R = (AC640nm / DC640nm) / (AC940nm / DC940nm)
3. Hệ số hấp thụ mol là hằng số. Khi phân chia, chúng có thể được thay thế bằng một hằng số hệ số phù hợp chung. Điều này làm giảm độ chính xác một chút, nhưng có vẻ là tiêu chuẩn khá cho các thiết bị này.

Bước 3: Preperation: Arduino

Arduino Nano cần thiết cho dự án này được biết đến như một bộ vi xử lý, một loại thiết bị liên tục chạy một tập hợp các lệnh được lập trình trước. Bộ vi xử lý có thể đọc đầu vào của thiết bị, thực hiện bất kỳ phép toán nào được yêu cầu và ghi tín hiệu vào các chân đầu ra của nó. Điều này cực kỳ hữu ích cho bất kỳ dự án quy mô nhỏ nào yêu cầu toán học và / hoặc logic.

Bước 4: Preperation: GitHub

GitHub là một trang web lưu trữ các kho lưu trữ hoặc không gian cho các bộ sưu tập các bản phác thảo cho một dự án. Của chúng tôi hiện được lưu trữ trong https://github.com/ThatGuy10000/arduino-pulse-oximeter. Điều này cho phép chúng tôi làm một số điều.

1. Bạn có thể tải xuống mã cho chính mình và chạy nó trên Arduino cá nhân của bạn
2. Chúng tôi có thể cập nhật mã bất kỳ lúc nào mà không cần thay đổi liên kết tại đây. Nếu chúng tôi tìm thấy lỗi hoặc quyết định làm toán theo cách khác, chúng tôi sẽ đưa ra bản cập nhật có thể truy cập ngay tại đây
3. Bạn có thể tự chỉnh sửa mã. Điều này sẽ không gây ra cập nhật ngay lập tức, nhưng bạn có thể tạo một "yêu cầu kéo" hỏi tôi có muốn đưa các thay đổi của bạn vào mã chính hay không. Tôi có thể chấp nhận hoặc phủ quyết những thay đổi này.

Đối với bất kỳ câu hỏi nào về GitHub hoặc cách nó hoạt động, hãy xem hướng dẫn này do chính GitHub xuất bản.

Bước 5: Cân nhắc về An toàn

Là một thiết bị, điều này an toàn nhất có thể. Có rất ít dòng điện và không có gì hoạt động trên 5V. Thực ra, Mạch sợ hãi hơn bạn.

Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng, có một số điều chính cần lưu ý.

• Cần phải đảm bảo an toàn cho dao, nhưng một số bộ phận có hình dạng rất hữu cơ có thể khiến bạn muốn cầm chúng ở vị trí mà ngón tay của bạn thực sự không nên. Chỉ cần cẩn thận.
• Nếu bạn sở hữu một mỏ hàn, súng nhiệt hoặc một công cụ dremel, tôi cho rằng bạn nên biết cách sử dụng chúng đúng cách. Bất kể, hãy thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết. Đừng làm việc thông qua sự thất vọng. Hãy nghỉ ngơi, giải tỏa đầu óc và quay lại với công việc đó khi bạn đã ổn định hơn. (Bạn có thể tìm thấy thông tin an toàn cho mỏ hàn, súng bắn nhiệt và dụng cụ dremel trong các liên kết)
• Khi bạn kiểm tra bất kỳ mạch nào hoặc di chuyển mọi thứ xung quanh trên bảng mạch, tốt nhất là tắt mọi thứ. Thực sự không cần phải kiểm tra bất cứ thứ gì với nguồn điện trực tiếp, vì vậy đừng có nguy cơ gây ra lỗi ngắn và có khả năng làm hỏng Arduino hoặc các thành phần khác.
• Hãy cẩn thận khi sử dụng các linh kiện điện tử trong và xung quanh nước. Da ướt có sức đề kháng thấp hơn đáng kể so với da khô, có thể gây ra dòng điện vượt quá mức an toàn. Hơn nữa, chập điện trong các thành phần của bo mạch có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho các thành phần. Không vận hành thiết bị điện gần chất lỏng.

CẢNH BÁO: Vui lòng không cố gắng sử dụng thiết bị này như một thiết bị y tế thực sự. Thiết bị này là một bằng chứng về khái niệm, nhưng nó KHÔNG phải là một thiết bị hoàn toàn chính xác nên được sử dụng để chăm sóc những người có khả năng bị bệnh. Có rất nhiều lựa chọn thay thế giá rẻ mà bạn có thể mua cung cấp mức độ chính xác cao hơn nhiều.

Bước 6: Mẹo và thủ thuật

Khi dự án phát triển, có một số bài học kinh nghiệm. Dưới đây là một số lời khuyên:

1. Khi bạn đang tạo bảng mạch, sự tách biệt giữa các dấu vết chính là bạn bè của bạn. Tốt hơn là ở bên an toàn. Thậm chí tốt hơn là chỉ cần đặt hàng một PCB từ một dịch vụ như Oshpark sẽ sản xuất các bảng nhỏ như thế này với một mức giá hợp lý.
2. Một lưu ý tương tự, hãy để ý xem bạn có quyết định cấp nguồn cho các bảng mạch trước khi bọc chúng hay không. Đi-ốt quang đặc biệt nhạy cảm và sẽ không vui nếu nó bị hỏng khi bạn tiếp cận. Tốt hơn hết là bạn nên kiểm tra các thành phần không có nguồn điện và tin tưởng rằng nó sẽ hoạt động. Diode và cài đặt liên tục là những người bạn của bạn.
3. Một khi bạn đã xây dựng xong mọi thứ, mọi thứ đều khá đẹp và khô, nhưng một trong những lỗi phổ biến nhất là bảng mạch đèn LED được kết nối không chính xác. Nếu dữ liệu của bạn không bình thường, hãy kiểm tra kết nối và có thể thử kết nối một trong các kết nối LED với Arduino tại một thời điểm. Đôi khi mọi thứ trở nên rõ ràng hơn theo cách đó.
4. Nếu bạn vẫn gặp sự cố với đèn LED, bạn có thể kết nối nguồn 5V vào đầu vào của chúng. Màu đỏ sẽ khá sáng, nhưng tia hồng ngoại không nhìn thấy được. Nếu bạn có camera điện thoại trên người, bạn có thể nhìn qua nó và bạn sẽ thấy đèn hồng ngoại. Cảm biến máy ảnh của điện thoại hiển thị nó dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được, điều này thực sự tiện lợi!
5. Nếu bạn nhận được nhiều tiếng ồn, hãy kiểm tra xem bảng diode quang có cách xa bất cứ thứ gì mang điện 60Hz khó chịu trên tường hay không. Điện trở có giá trị cao là một nam châm cho tiếng ồn bổ sung, vì vậy hãy cẩn thận.
6. Toán học để tính SpO2 là một chút khó khăn. Làm theo mã được cung cấp, nhưng đảm bảo chỉnh sửa biến "fitFactor" để làm cho các phép tính phù hợp với thiết bị cụ thể của bạn. Điều này đòi hỏi phải thử và sai.

Bước 7: Xây dựng bảng mạch

Chúng tôi sẽ bắt đầu bằng cách tạo ra hai bảng mạch đi vào thiết kế. Tôi đã sử dụng một bảng đồng mạ hai mặt và công cụ Dremel để làm những thứ này bằng tay, điều này không hoàn hảo, nhưng nó đã hoạt động. Nếu bạn có các nguồn lực, tôi thực sự khuyên bạn nên vẽ một giản đồ và sử dụng máy này, nhưng không thể thực hiện được nếu không có.

Bước 8: Bảng 1 - Bộ tách sóng quang

Đây là mạch tôi đặt trên bảng đầu tiên, trừ tụ điện. Tốt nhất nên giữ ở mức thấp, vì điều này sẽ đi vòng quanh ngón tay của bạn bên trong máy đo oxi. Bộ tách sóng quang, trong trường hợp này, là một điốt quang có nghĩa là nó giống về mặt điện giống như một điốt, nhưng sẽ tạo ra dòng điện cho chúng ta dựa trên mức độ ánh sáng.

Bước 9: Phay bảng

Tôi quyết định bắt đầu bằng cách in và cắt ra một mô hình tỷ lệ của dấu chân được đề xuất. Bởi vì tôi chỉ đang nhắm mắt lại quá trình cắt của mình, điều này mang lại một tài liệu tham khảo tốt trước khi tôi lấy cảm biến quang ra khỏi gói của nó. Điều này có sẵn trong tầm nhìn của nhà cung cấp cho bộ tách sóng quang.

Bước 10: Khoan xuống

Đây là thiết kế tôi đã sử dụng cho PCB, mà tôi đã cắt ra với một bit bộ định tuyến dremel nhỏ và một con dao tiện ích. Bản dựng đầu tiên của tôi về bảng này đã bị lỗi vì một vài lý do. Bài học mà tôi học được cho lần xây dựng thứ hai của mình là cắt nhiều hơn mức tối thiểu và cắt bỏ nơi tôi đã vẽ một đường màu đen trên hình trên. Có một chốt không kết nối trên chip sẽ có miếng đệm riêng, vì nó không kết nối với bất kỳ thứ gì khác nhưng vẫn giúp giữ chip vào bo mạch. Tôi cũng đã thêm các lỗ cho điện trở, tôi đã tạo ra bằng cách đặt điện trở bên cạnh nó và dán mắt vào các lỗ.

Bước 11: Đặt các thành phần

Phần này là một chút khó khăn. Tôi đã đánh dấu hướng của bộ tách sóng quang ở đây bằng màu trắng. Tôi đặt một chút thuốc hàn nhỏ vào dưới cùng của mỗi chân trên chip, đặt một ít thuốc hàn lên bảng mạch, sau đó giữ chip tại vị trí khi tôi làm nóng chất hàn trên bảng. Bạn không muốn làm nóng nó quá nhiều, nhưng nếu chất hàn trên bo mạch là chất lỏng, nó sẽ kết nối với chip khá nhanh nếu bạn có đủ chất hàn. Bạn cũng nên hàn điện trở 100kΩ với đầu cắm 3 chân vào cùng một phía của bảng.

Bước 12: Làm sạch và kiểm tra

Sau đó, sử dụng công cụ dremel để cắt đồng xung quanh các dây dẫn điện trở ở mặt sau của bảng (để tránh làm ngắn điện trở). Sau đó, sử dụng đồng hồ vạn năng ở chế độ liên tục của nó để kiểm tra xem không có dấu vết nào bị đoản mạch trong quá trình hàn. Để kiểm tra lần cuối, hãy sử dụng phép đo điốt của đồng hồ vạn năng (Hướng dẫn nếu đây là công nghệ mới dành cho bạn) trên điốt quang để đảm bảo nó được gắn hoàn toàn vào bảng.

Bước 13: Bảng 2 - đèn LED

Đây là giản đồ cho bảng thứ hai. Cái này khó hơn một chút, nhưng may mắn là chúng tôi đã ấm lòng hơn khi làm cái cuối cùng.

Bước 14: Khoan xuống Redux

Sau nhiều lần thử mà tôi không thích lắm, tôi đã quyết định mẫu này, tôi đã khoan bằng cách sử dụng cùng một bit định tuyến dremel như trước. Từ hình ảnh này, khó có thể nhận ra, nhưng có một mối liên hệ giữa hai phần của bảng thông qua mặt khác (đất trong mạch). Phần quan trọng nhất của quá trình cắt này là giao điểm nơi chip LED sẽ đặt. Hình chữ thập này cần phải khá nhỏ vì các kết nối trên chip LED khá gần nhau.

Bước 15: Hàn Vias

Bởi vì cả hai góc đối diện của chip LED đều cần được kết nối, chúng ta cần sử dụng mặt sau của bảng để kết nối chúng. Khi chúng tôi kết nối điện một mặt của bảng với mặt kia, đó được gọi là "qua". Để tạo vias trên bảng, tôi đã khoan một lỗ ở hai khu vực mà tôi đã đánh dấu ở trên. Từ đây, tôi đặt các dây dẫn của điện trở trên bảng trước vào lỗ và hàn cả hai bên. Tôi cắt bỏ càng nhiều dây thừa càng tốt và kiểm tra tính liên tục để thấy rằng có điện trở gần như bằng không giữa hai khu vực này. Không giống như bảng cuối cùng, vias này sẽ không cần phải được phác thảo ở mặt sau vì chúng tôi muốn chúng được kết nối với nhau.

Bước 16: Hàn chip LED

Để hàn chip LED, hãy làm theo quy trình tương tự như điốt quang, thêm chất hàn vào mỗi chân và cả bề mặt. Định hướng của bộ phận rất khó để đi đúng, và tôi khuyên bạn nên làm theo bảng dữ liệu để có được vòng bi của bạn. Ở mặt dưới của chip, "pin một" có một miếng đệm hơi khác và các số còn lại tiếp tục xung quanh chip. Tôi đã đánh dấu những con số nào đính kèm ở những điểm nào. Khi bạn đã hàn xong, bạn nên sử dụng lại cài đặt kiểm tra diode trên đồng hồ vạn năng để xem cả hai mặt đã được gắn đúng cách chưa. Điều này sẽ cho bạn biết đèn LED nào cũng là đèn màu đỏ, vì nó sẽ sáng lên một chút khi đồng hồ vạn năng được kết nối.

Bước 17: Phần còn lại của các thành phần

Tiếp theo, hàn các điện trở và đầu cắm 3 chân. Nếu bạn tình cờ có chip LED bị lật 180 ° ở bước trước, bạn thực sự vẫn ổn để tiếp tục. Khi bạn đặt các điện trở vào, hãy đảm bảo rằng điện trở 150Ω ở bên màu đỏ và bên kia có 180Ω.

Bước 18: Hoàn thiện và kiểm tra

Ở mặt sau, hãy cắt xung quanh các điện trở như trước đây để tránh chúng bị chập khi qua. Cắt bo mạch ra và quét lại lần cuối với máy kiểm tra tính liên tục trên đồng hồ vạn năng, chỉ để kiểm tra kỹ xem không có gì bị chập điện một cách vô tình.

Bước 19: "Bầu" bảng

Sau tất cả các công việc hàn tốt mà tôi đã làm, tôi muốn chắc chắn rằng không có gì có thể làm hỏng các thành phần trong khi máy đo oxi đang được sử dụng, vì vậy tôi quyết định "nấu" lại các bảng. Bằng cách thêm một lớp thứ gì đó không dẫn điện, tất cả các thành phần sẽ ở đúng vị trí tốt hơn và sẽ cung cấp một bề mặt phẳng hơn cho máy đo oxi. Tôi đã thử nghiệm một vài thứ mà tôi đã tìm thấy và chất kết dính công nghiệp này hoạt động tốt. Tôi bắt đầu bằng cách đắp mặt sau và để yên trong vài giờ.

Bước 20: Tiếp tục trồng bầu

Sau khi phần đáy đã đông cứng, lật các tấm ván lại và phủ lớp sơn lên trên. Mặc dù đó là một chất kết dính gần như trong suốt, tôi muốn giữ cho cảm biến quang và đèn LED không bị che phủ, vì vậy trước khi che mọi thứ, tôi phủ cả hai bằng những miếng băng dính điện nhỏ và sau vài giờ, tôi dùng dao cẩn thận loại bỏ chất kết dính trên những thứ này và lấy băng ra. Có thể không cần che chúng, nhưng nếu bạn quyết định chỉ đậy chúng, chỉ cần đảm bảo tránh bọt khí. Bạn có thể bôi bao nhiêu chất kết dính tùy thích (có lý do), vì bề mặt phẳng hơn sẽ ngồi thoải mái hơn và bảo vệ nhiều hơn cho các thành phần, chỉ cần để yên một lúc để nó có thể khô trong suốt.

Bước 21: Xây dựng dây

Tôi chỉ có dây bện trên tay, vì vậy tôi quyết định sử dụng một số đầu cắm 3 chân đực để tạo ra một số dây cáp. Nếu bạn có nó trong tay, sẽ đơn giản hơn nhiều chỉ cần sử dụng dây đo đặc cho việc này mà không cần hàn. Tuy nhiên, nó giúp xoắn các dây lại với nhau, vì điều đó ngăn ngừa sự cố và nhìn chung trông gọn gàng hơn. Chỉ cần hàn từng sợi dây vào một chốt trên tiêu đề, và nếu bạn có nó, tôi sẽ phủ lên mỗi sợi một ít co nhiệt. Đảm bảo rằng bạn có các dây theo cùng một thứ tự khi bạn kết nối đầu cắm ở phía bên kia.

Bước 22: Kiểm tra dây điện ngu ngốc

Vì cách tôi kết nối các bảng này với dây cáp, tôi muốn đảm bảo rằng tôi không bao giờ kết nối sai, vì vậy tôi đã tô màu mã kết nối bằng bút sơn. Bạn có thể xem ở đây chân nào là kết nối nào và cách mã màu của tôi hoạt động.

Bước 23: Làm bao vây

Vỏ bọc cho máy đo oxi mà tôi làm bằng bọt L200 và một đoạn ống PVC, nhưng bạn chắc chắn có thể sử dụng bất kỳ loại bọt và / hoặc chất dẻo nào mà bạn có. PVC hoạt động tuyệt vời bởi vì nó đã gần như ở hình dạng chúng tôi muốn.

Bước 24: PVC và súng nhiệt

Sử dụng súng nhiệt trên PVC để tạo hình rất đơn giản, nhưng có thể mất một số thời gian thực hành. Tất cả những gì bạn cần làm là áp dụng nhiệt cho PVC cho đến khi nó bắt đầu uốn cong tự do. Khi còn nóng, bạn có thể uốn nó thành bất kỳ hình dạng nào bạn muốn. Bắt đầu với một đoạn ống PVC chỉ rộng hơn bảng. Cắt một trong hai bên, và sau đó chỉ cần đặt một ít nhiệt trên nó. Bạn sẽ muốn có một số găng tay hoặc một số khối gỗ để có thể điều động PVC khi trời nóng.

Bước 25: Định hình nhựa

Khi bạn uốn vòng tròn vào trong, hãy cắt bỏ một số PVC thừa. Trước khi uốn cong hoàn toàn, hãy dùng dao hoặc dụng cụ dremel để tạo rãnh ở một bên và các cạnh của mặt đối diện. Hình dạng phân nhánh này cho phép bạn đóng vòng lặp hơn nữa. Nó cũng cung cấp cho bạn một nơi nào đó để lấy để mở máy đo oxy để đặt nó vào ngón tay của bạn. Đừng lo lắng về độ chặt ngay bây giờ, vì bạn sẽ muốn xem cảm giác của nó như thế nào khi bọt và ván ở trong.

Bước 26: Một cái gì đó nhẹ nhàng hơn một chút

Tiếp theo, cắt một miếng xốp có chiều rộng bằng PVC của bạn và có chiều dài sẽ quấn hoàn toàn vòng bên trong.

Bước 27: Vị trí cho bảng

Để giữ tấm ván không ăn sâu vào ngón tay của bạn, điều quan trọng là phải nhúng chúng vào trong bọt. Lần theo hình dạng của các tấm ván vào xốp và dùng kéo để đào vật liệu. Thay vì xóa toàn bộ khu vực xung quanh tiêu đề, hãy thêm một số khe hở trên các đầu nối bên có thể bật ra nhưng vẫn nằm dưới bọt một chút. Tại thời điểm này, bạn có thể đặt các tấm ván và bọt vào PVC và kiểm tra độ vừa khít của PVC thực tế và sau đó trên ngón tay của bạn. Nếu bạn làm điều này bắt đầu mất lưu thông, bạn sẽ muốn sử dụng súng nhiệt một lần nữa để mở bao vây thêm một chút.

Bước 28: Bảng thành bọt

Bây giờ chúng ta sẽ bắt đầu tập hợp tất cả lại với nhau! Để bắt đầu, chỉ cần ném một ít epoxy / chất kết dính vào các lỗ bạn vừa tạo trong bọt và đặt các tấm ván vào ngôi nhà nhỏ của chúng. Tôi đã sử dụng cùng một chất kết dính mà tôi đã sử dụng để dán các tấm ván trước đó, nó có vẻ hoạt động tốt. Hãy chắc chắn rằng bạn để điều này trong vài giờ trước khi tiếp tục.

Bước 29: Bọt vào nhựa

Tiếp theo, mình lót keo bên trong tấm nhựa PVC và cẩn thận cho tấm xốp vào bên trong. Lau sạch phần thừa và đặt một thứ gì đó vào bên trong cho bọt bám vào. Con dao tiện ích của tôi hoạt động tốt và nó thực sự giúp đẩy bọt chống lại PVC để có được một con dấu chắc chắn.

Bước 30: Kết nối Arduino

Tại thời điểm này, cảm biến thực tế đã hoàn thành, nhưng tất nhiên chúng tôi muốn sử dụng nó vào việc gì đó. Không có nhiều thứ để kết nối với Arduino, nhưng điều cực kỳ quan trọng là không được nối ngược bất kỳ thứ gì, nếu không bạn rất có thể sẽ làm hỏng mọi thứ trên bảng mạch. Đảm bảo rằng nguồn điện đã được tắt khi bạn đang kết nối các mạch (Đây thực sự là cách an toàn nhất để tránh các sự cố).

Bước 31: Điện trở và tụ điện còn lại

Một số lưu ý về cách đấu dây vào Arduino:

• Tụ điện từ tín hiệu đến mặt đất thực hiện điều kỳ diệu về tiếng ồn. Tôi không có nhiều lựa chọn, vì vậy tôi đã sử dụng "thùng rác đặc biệt của bố", nhưng nếu bạn có nhiều loại thì hãy chọn thứ gì đó khoảng 47nF trở xuống. Nếu không, bạn có thể không có tốc độ chuyển đổi nhanh giữa đèn LED đỏ và đèn LED hồng ngoại.
• Điện trở đi vào cáp của bộ tách sóng quang là một điều an toàn. Nó không cần thiết, nhưng tôi sợ rằng trong khi xử lý mạch breadboard, tôi có thể vô tình làm chập một cái gì đó và làm hỏng toàn bộ dự án. Nó sẽ không bao gồm mọi tai nạn, nhưng nó chỉ giúp bạn có thêm một chút tâm trí.

Bước 32: Kiểm tra dòng điện LED

Khi tôi đã có những thứ này, hãy kiểm tra dòng điện đi qua các đèn LED màu đỏ và hồng ngoại bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng ở chế độ ampe kế. Mục tiêu ở đây là chỉ cần kiểm tra xem chúng có giống nhau không. Của tôi ở khoảng 17mA.

Bước 33: Mã

Như đã nêu trong bước chuẩn bị, bạn có thể tìm thấy mã cho thiết bị này trong kho lưu trữ GitHub của chúng tôi. Đơn giản:

1. Tải xuống mã này bằng cách nhấp vào "Sao chép hoặc tải xuống" / "Tải xuống Zip".
2. Giải nén tệp này bằng 7zip hoặc một chương trình tương tự và mở tệp này trong Arduino IDE.
3. Tải nó lên Arduino của bạn và kết nối các chân như được mô tả trong phần gán chân (hoặc thay đổi chúng trong mã, nhưng nhận ra rằng bạn sẽ phải làm điều này mỗi khi tải lại từ GitHub).
4. Nếu bạn muốn xem đầu ra Serial trên màn hình nối tiếp, hãy thay đổi boolean serialDisplay thành True. Các biến đầu vào khác được mô tả trong mã; các giá trị hiện tại hoạt động tốt đối với chúng tôi, nhưng bạn có thể thử nghiệm với những người khác để đạt được hiệu suất tối ưu cho thiết lập của mình.

Bước 34: Sơ đồ mạch

Bước 35: Ý tưởng bổ sung

Chúng tôi muốn thêm (hoặc một trong số nhiều người theo dõi của chúng tôi có thể nghĩ đến việc thêm)

1. Kết nối Bluetooth để trao đổi dữ liệu với máy tính
2. Kết nối với thiết bị Google Home / Amazon để yêu cầu thông tin SpO2
3. Nhiều phép toán khác được đưa ra để tính SpO2, vì hiện tại chúng tôi không có tài liệu tham khảo để so sánh. Chúng tôi chỉ đơn giản là sử dụng toán học mà chúng tôi tìm thấy trên mạng.
4. Mã để tính toán và báo cáo nhịp tim của bệnh nhân, cùng với SpO2
5. Sử dụng Mạch tích hợp cho các phép đo và toán học của chúng tôi, loại bỏ nhiều biến thể cho đầu ra của chúng tôi.