Table des matières:
- Fournitures
- Étape 1: Préparation: Loi de Beer-Lambert
- Étape 2: Préparation: Oxymétrie de pouls
- Étape 3: Préparation: Arduino
- Étape 4: Préparation: GitHub
- Étape 5: Considérations de sécurité
- Étape 6: Trucs et astuces
- Étape 7: Construire des circuits imprimés
- Étape 8: Carte 1 - le photodétecteur
- Étape 9: Fraisage de la planche
- Étape 10: Exploration vers le bas
- Étape 11: Placement des composants
- Étape 12: nettoyage et vérification
- Étape 13: Carte 2 - les LED
- Étape 14: Exploration descendante du redux
- Étape 15: Souder les vias
- Étape 16: Souder la puce LED
- Étape 17: Le reste des composants
- Étape 18: Finition et vérification
- Étape 19: « Empoter » les planches
- Étape 20: Suite de l'empotage
- Étape 21: Construire des fils
- Étape 22: Idiot-Proofing le câblage
- Étape 23: faire un boîtier
- Étape 24: PVC et pistolets à air chaud
- Étape 25: façonner le plastique
- Étape 26: Quelque chose d'un peu plus doux
- Étape 27: Une place pour les planches
- Étape 28: les planches en mousse
- Étape 29: Mousse dans le plastique
- Étape 30: La connexion Arduino
- Étape 31: La résistance et le condensateur restants
- Étape 32: Test du courant LED
- Étape 33: Le Code
- Étape 34: Schéma de circuit
- Étape 35: Autres idées
Vidéo: Oxymètre de pouls Arduino : 35 étapes (avec photos)
2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05
Les oxymètres de pouls sont des instruments standard pour les milieux hospitaliers. En utilisant les absorbances relatives de l'hémoglobine oxygénée et désoxygénée, ces dispositifs déterminent le pourcentage du sang d'un patient qui transporte de l'oxygène (une plage saine étant de 94 à 98 %). Ce chiffre peut sauver des vies en milieu clinique, car une baisse soudaine de l'oxygénation du sang indique un problème médical critique qui doit être traité immédiatement.
Dans ce projet, nous tentons de construire un oxymètre de pouls en utilisant des pièces faciles à trouver en ligne/dans une quincaillerie locale. Le produit final est un instrument qui peut fournir suffisamment d'informations à quelqu'un pour surveiller l'oxygénation du sang au fil du temps pour seulement x $. Le plan initial était de rendre l'appareil entièrement portable, mais en raison de facteurs indépendants de notre volonté, cela n'a pas été possible dans notre calendrier. Avec quelques composants supplémentaires et un peu plus de temps, ce projet pourrait devenir complètement portable et communiquer sans fil avec un périphérique externe.
Fournitures
Liste des pièces essentielles - Choses que vous devez probablement acheter (Nous vous recommandons d'avoir quelques pièces de rechange de chaque composant, en particulier les pièces de montage en surface)
Arduino Nano * 1,99 $ (Banggood.com)
Double LED - 1,37 $ (Mouser.com)
Photodiode - 1,67 $ (Mouser.com)
Résistance 150 Ohm - 0,12 $ (Mouser.com)
Résistance 180 Ohm - 0,12 $ (Mouser.com)
Résistance de 10 kOhm - 0,10 $ (Mouser.com)
Résistance de 100 kOhm - 0,12 $ (Mouser.com)
Condensateur 47 nF - 0,16 $ (Mouser.com)
*(Notre Nano est bloqué en Chine pour le moment, nous avons donc utilisé un Uno, mais les deux fonctionneront)
Coût total: 5,55 $ (mais… nous avions un tas de choses qui traînaient et nous avons également acheté quelques pièces de rechange)
Liste des pièces secondaires - Des choses qui traînaient pour nous, mais que vous devrez peut-être acheter
Panneau plaqué de cuivre - Assez bon marché (exemple). Au lieu de cela, vous pouvez fabriquer et commander un PCB.
PVC - Quelque chose d'au moins un pouce de diamètre. Le type plus mince fonctionne très bien.
Fils - Y compris des fils de connexion pour la planche à pain et des fils plus longs pour connecter l'oxymètre à la carte. À l'étape 20, je montre ma solution à ce problème.
En-tête de broche femelle - Ils sont facultatifs, si vous souhaitez simplement souder des fils aux cartes, cela fonctionnera très bien.
Mousse - J'ai utilisé L200, ce qui est assez spécifique. Vous pouvez vraiment utiliser tout ce que vous pensez être confortable. Les vieux tapis de souris sont parfaits pour cela !
LED et résistances - Assez bon marché si vous devez les acheter. Nous avons utilisé des résistances de 220Ω et avions quelques couleurs qui traînaient.
Outils et équipement recommandés
Pistolet thermique
Fer à souder avec une pointe fine
Outil Dremel avec embouts de fraisage et de coupe (vous pouvez vous en tirer avec un couteau tout usage, mais pas aussi rapidement)
Pinces, coupe-fils, pinces à dénuder, etc.
Étape 1: Préparation: Loi de Beer-Lambert
Afin de comprendre comment construire un oxymètre de pouls, il est d'abord nécessaire de comprendre la théorie derrière son fonctionnement. La principale équation mathématique utilisée est connue sous le nom de loi de Beer-Lambert.
La loi de Beer-Lambert est une équation bien utilisée qui décrit la relation entre la concentration d'une substance dans une solution et la transmittance (ou absorbance) de la lumière passant à travers ladite solution. Dans un sens pratique, la loi dit que des quantités de lumière de plus en plus grandes sont bloquées par des particules de plus en plus grandes dans une solution. La loi et ses composantes sont décrites ci-dessous.
Absorbance = log10(Io/I) = εbc
Où: Io = Lumière incidente (avant échantillon ajouté)I = Lumière incidente (après échantillon ajouté)ε = Coefficient d'absorption molaire (fonction de la longueur d'onde et de la substance)b = Longueur du trajet de la lumièrec = Concentration de la substance dans l'échantillon
Lors de la mesure des concentrations à l'aide de la loi de Beer, il est pratique de sélectionner une longueur d'onde de lumière dans laquelle l'échantillon absorbe le plus. Pour l'hémoglobine oxygénée, la meilleure longueur d'onde est d'environ 660 nm (rouge). Pour l'hémoglobine désoxygénée, la meilleure longueur d'onde est d'environ 940 nm (infrarouge). En utilisant des LED des deux longueurs d'onde, la concentration relative de chacune peut être calculée pour trouver un % d'O2 pour le sang mesuré.
Étape 2: Préparation: Oxymétrie de pouls
Notre appareil utilise une double LED (deux LED sur la même puce) pour les longueurs d'onde 660 nm et 940 nm. Ceux-ci sont alternés marche/arrêt, et l'Arduino enregistre le résultat du détecteur sur le côté opposé du doigt des LED. Le signal du détecteur pour les deux LED clignote en même temps que le rythme cardiaque du patient. Le signal peut ainsi être divisé en deux parties: une partie DC (représentant l'absorbance à la longueur d'onde spécifiée de tout sauf le sang) et une partie AC (représentant l'absorbance à la longueur d'onde spécifiée du sang). Comme spécifié dans la section Beer-Lambert, l'absorbance est liée à ces deux valeurs (log10[Io/I]).
Le %O2 est défini comme: Hémoglobine oxygénée / Hémoglobine totale
Substituant dans les équations de la bière Lambert, résolues pour la concentration, le résultat est une fraction très complexe de fractions. Cela peut être simplifié de plusieurs manières.
- La longueur de chemin (b) pour les deux LED est la même, ce qui la fait sortir de l'équation
- Un rapport intermédiaire (R) est utilisé. R = (AC640nm/DC640nm)/(AC940nm/DC940nm)
- Les coefficients d'absorption molaire sont des constantes. Lorsqu'ils sont divisés, ils peuvent être remplacés par une constante de facteur d'ajustement générique. Cela entraîne une légère perte de précision, mais semble être assez standard pour ces appareils.
Étape 3: Préparation: Arduino
L'Arduino Nano requis pour ce projet est connu sous le nom de microprocesseur, une classe d'appareils qui exécute en continu un ensemble d'instructions préprogrammées. Les microprocesseurs peuvent lire les entrées de l'appareil, effectuer les calculs nécessaires et écrire un signal sur ses broches de sortie. Ceci est incroyablement utile pour tout projet à petite échelle qui nécessite des mathématiques et/ou de la logique.
Étape 4: Préparation: GitHub
GitHub est un site Web qui héberge des référentiels ou des espaces pour des collections de croquis pour un projet. Le nôtre est actuellement stocké dans https://github.com/ThatGuy10000/arduino-pulse-oximeter. Cela nous permet de faire plusieurs choses.
- Vous pouvez télécharger le code pour vous-même et l'exécuter sur votre Arduino personnel
- Nous pouvons mettre à jour le code à tout moment sans changer le lien ici. Si nous trouvons des bugs ou décidons de faire des maths différemment, nous publierons une mise à jour qui sera accessible ici immédiatement
- Vous pouvez modifier le code vous-même. Cela ne provoquera pas de mise à jour immédiate, mais vous pouvez créer une "pull request" qui me demande si je souhaite inclure vos modifications dans le code maître. Je peux accepter ou opposer mon veto à ces changements.
Pour toute question sur GitHub ou son fonctionnement, consultez ce tutoriel publié par GitHub lui-même.
Étape 5: Considérations de sécurité
En tant qu'appareil, c'est à peu près aussi sûr que possible. Il y a très peu de courant et rien ne fonctionne au-dessus de 5V. En fait, le circuit devrait avoir plus peur que vous.
Dans le processus de construction, cependant, il y a quelques éléments clés à garder à l'esprit.
- La sécurité des couteaux devrait être une évidence, mais certaines pièces ont une forme très organique qui peut être tentante de les tenir à un endroit où vos doigts ne devraient vraiment pas être. Fais attention.
- Si vous possédez un fer à souder, un pistolet thermique ou un outil dremel, je suppose que vous devez savoir comment les utiliser correctement. Quoi qu'il en soit, prenez les précautions nécessaires. Ne travaillez pas à travers les frustrations. Faites une pause, videz-vous la tête et revenez-y lorsque vous serez plus stable. (Les informations de sécurité pour le fer à souder, le pistolet thermique et les outils dremel peuvent être trouvées dans les liens)
- Lorsque vous testez des circuits ou déplacez des objets sur une planche à pain, il est préférable de tout désactiver. Il n'est vraiment pas nécessaire de tester quoi que ce soit avec une alimentation sous tension, alors ne risquez pas de provoquer des courts-circuits et d'endommager potentiellement l'Arduino ou d'autres composants.
- Soyez prudent lorsque vous utilisez les composants électroniques dans et autour de l'eau. La peau humide a une résistance nettement plus faible que la peau sèche, ce qui peut provoquer des courants dépassant les niveaux de sécurité. De plus, les courts-circuits électriques dans les composants de la carte peuvent causer des dommages importants aux composants. N'utilisez pas d'équipement électrique à proximité de liquides.
AVERTISSEMENT: N'essayez pas de l'utiliser comme un véritable dispositif médical. Cet appareil est une preuve de concept, mais ce n'est PAS un instrument parfaitement précis qui devrait être utilisé pour soigner des personnes potentiellement malades. Il existe de nombreuses alternatives bon marché que vous pouvez acheter et qui offrent un niveau de précision beaucoup plus élevé.
Étape 6: Trucs et astuces
Au fur et à mesure que le projet se développait, un certain nombre de leçons ont été tirées. Voici quelques conseils:
- Lorsque vous fabriquez les circuits imprimés, la séparation entre les traces est plus importante pour vos amis. Mieux vaut être du bon côté. Mieux encore, il suffit de commander un PCB auprès d'un service comme Oshpark qui fera de petites cartes comme celles-ci pour un prix raisonnable.
- Dans le même ordre d'idées, faites attention si vous décidez d'alimenter les circuits imprimés avant de les recouvrir. La photodiode est particulièrement sensible, et ce n'est tout simplement pas amusant si elle est cassée lorsque vous y arrivez. Il est préférable de tester les composants sans alimentation et d'avoir confiance que cela s'avérera. Les réglages de diode et de continuité sont vos amis.
- Une fois que vous avez tout construit, c'est assez simple, mais l'une des erreurs les plus courantes était que le circuit imprimé des LED était mal connecté. Si vos données sont étranges, vérifiez la connexion et essayez potentiellement de connecter l'une des connexions LED à l'Arduino à la fois. Parfois, les choses deviennent plus claires ainsi.
- Si vous rencontrez toujours des problèmes avec les LED, vous pouvez connecter une alimentation 5V à leurs entrées. Le rouge sera assez brillant, mais l'infrarouge est invisible. Si vous avez une caméra de téléphone sur vous, vous pouvez regarder à travers et vous verrez la lumière infrarouge. Le capteur de l'appareil photo du téléphone le montre en lumière visible, ce qui est vraiment pratique !
- Si vous obtenez beaucoup de bruit, vérifiez que la carte photodiode est éloignée de tout ce qui transporte la mauvaise puissance de 60 Hz du mur. La résistance de haute valeur est un aimant pour le bruit supplémentaire, alors méfiez-vous.
- Les mathématiques pour calculer la SpO2 sont un peu délicates. Suivez le code fourni, mais assurez-vous de modifier la variable "fitFactor" pour que les calculs correspondent à votre appareil particulier. Cela nécessite des essais et des erreurs.
Étape 7: Construire des circuits imprimés
Nous allons commencer par fabriquer les deux circuits imprimés qui entrent dans la conception. J'ai utilisé un panneau plaqué de cuivre à deux faces et un outil Dremel pour les fabriquer à la main, ce qui n'était pas parfait, mais cela a fonctionné. Si vous avez les ressources, je vous recommande fortement de dessiner un schéma et de le faire fraiser avec une machine, mais c'est faisable sans.
Étape 8: Carte 1 - le photodétecteur
Voici le circuit que j'ai mis sur la première carte, moins le condensateur. Il est préférable de garder un profil bas, car cela va faire le tour de votre doigt à l'intérieur de l'oxymètre. Le photodétecteur, dans ce cas, est une photodiode, ce qui signifie qu'il est électriquement similaire à une diode, mais qu'il générera du courant pour nous en fonction du niveau de lumière.
Étape 9: Fraisage de la planche
J'ai décidé de commencer par imprimer et découper un modèle à l'échelle de l'empreinte recommandée. Parce que je regarde juste ma coupe, cela a donné une bonne référence avant de sortir le photodétecteur de son emballage. Ceci est disponible à la vue du vendeur pour le photodétecteur.
Étape 10: Exploration vers le bas
C'est la conception que j'ai choisie pour le PCB, que j'ai découpé avec une petite fraise dremel et un couteau tout usage. Ma première version de cette carte s'est avérée défectueuse pour plusieurs raisons. Les leçons que j'ai apprises pour ma deuxième construction étaient de couper plus que le minimum et de découper là où j'ai tracé une ligne noire sur l'image ci-dessus. Il y a une broche non connectée sur la puce qui devrait avoir son propre pad, car elle ne se connecte à rien d'autre mais aide toujours à maintenir la puce sur la carte. J'ai également ajouté des trous pour la résistance, que j'ai faits en plaçant la résistance à côté et en observant les trous.
Étape 11: Placement des composants
Cette partie est un peu délicate. J'ai marqué l'orientation du photodétecteur ici en blanc. J'ai mis un tout petit peu de soudure au bas de chaque broche de la puce, j'ai mis de la soudure sur la carte de circuit imprimé, puis j'ai maintenu la puce en place pendant que je chauffais la soudure sur la carte. Vous ne voulez pas trop le chauffer, mais si la soudure sur la carte est liquide, elle devrait se connecter assez rapidement à la puce si vous avez suffisamment de soudure. Vous devez également souder la résistance de 100 kΩ à un connecteur à 3 broches du même côté de la carte.
Étape 12: nettoyage et vérification
Ensuite, utilisez l'outil dremel pour découper le cuivre autour des fils de résistance à l'arrière de la carte (pour éviter de court-circuiter la résistance). Ensuite, utilisez un multimètre sur son mode de continuité pour vérifier qu'aucune des pistes n'a été court-circuitée lors du processus de soudure. Comme dernier contrôle, utilisez la mesure de la diode du multimètre (Tutoriel s'il s'agit d'une nouvelle technologie pour vous) sur la photodiode pour vous assurer qu'elle est bien fixée à la carte.
Étape 13: Carte 2 - les LED
Voici le schéma de la deuxième carte. Celui-ci est un peu plus difficile, mais heureusement, nous nous sommes échauffés après avoir fait le dernier.
Étape 14: Exploration descendante du redux
Après plusieurs essais qui ne me plaisaient pas tant, je me suis arrêté sur ce patron, que j'ai percé avec la même fraise dremel que précédemment. D'après cette image, c'est difficile à dire, mais il y a une connexion entre deux parties de la carte par l'autre côté (masse dans le circuit). La partie la plus importante de cette coupe est l'intersection où la puce LED se trouvera. Ce motif en croix doit être assez petit car les connexions sur la puce LED sont assez proches les unes des autres.
Étape 15: Souder les vias
Étant donné que deux coins opposés de la puce LED doivent tous deux être connectés, nous devons utiliser l'arrière de la carte pour les connecter. Lorsque nous connectons électriquement un côté de la carte à l'autre, cela s'appelle un "via". Pour faire les vias sur la planche, j'ai percé un trou dans les deux zones que j'ai marquées ci-dessus. De là, j'ai mis les fils de la résistance de la carte précédente dans le trou et soudé des deux côtés. J'ai coupé autant de fil en excès que possible et j'ai vérifié la continuité pour voir s'il y avait une résistance proche de zéro entre ces deux zones. Contrairement à la dernière carte, ces vias n'auront pas besoin d'être soulignés à l'arrière car nous voulons qu'ils soient connectés.
Étape 16: Souder la puce LED
Pour souder la puce LED, suivez la même procédure que la photodiode, en ajoutant de la soudure sur chaque broche ainsi qu'à la surface. L'orientation de la pièce est difficile à obtenir, et je vous recommande de suivre la fiche technique pour vous repérer. Sur la face inférieure de la puce, "la broche un" a un tampon légèrement différent, et le reste des chiffres continue autour de la puce. J'ai marqué quels numéros attachent à quels points. Une fois que vous l'avez soudé, vous devez à nouveau utiliser le réglage de test de diode sur le multimètre pour vérifier que les deux côtés sont correctement fixés. Cela vous montrera également quelle LED est la rouge, car elle s'allumera un peu lorsque le multimètre sera connecté.
Étape 17: Le reste des composants
Ensuite, soudez les résistances et l'en-tête à 3 broches. S'il vous arrivait d'avoir la puce LED retournée à 180° à l'étape précédente, vous pouvez toujours continuer. Lorsque vous mettez les résistances, assurez-vous que la résistance de 150Ω va du côté rouge et que l'autre côté a le 180Ω.
Étape 18: Finition et vérification
A l'arrière, découpez les résistances comme avant pour éviter qu'elles ne court-circuitent avec le via. Découpez la carte et effectuez un dernier balayage avec le testeur de continuité sur le multimètre, juste pour vérifier que rien n'a été court-circuité accidentellement.
Étape 19: « Empoter » les planches
Après tout le travail de soudure que j'ai effectué, je voulais m'assurer que rien ne ferait tomber les composants pendant l'utilisation de l'oxymètre, j'ai donc décidé de "poter" les cartes. En ajoutant une couche de quelque chose de non conducteur, tous les composants resteront mieux en place et fourniront une surface plus plate pour l'oxymètre. J'ai testé quelques trucs qui traînaient et cet adhésif de résistance industrielle a bien fonctionné. J'ai commencé par couvrir le dos et le laisser reposer pendant quelques heures.
Étape 20: Suite de l'empotage
Une fois le fond solidifié, retournez les planches et enduisez le dessus. Même s'il s'agit d'un adhésif presque transparent, je voulais garder le photodétecteur et les LED découverts, donc avant de tout recouvrir, j'ai recouvert les deux avec de minuscules morceaux de ruban isolant et après quelques heures, j'ai utilisé un couteau pour retirer soigneusement l'adhésif sur le dessus de ceux-ci et a enlevé la bande. Il n'est peut-être pas nécessaire de les garder à découvert, mais si vous décidez de simplement les couvrir, assurez-vous simplement d'éviter les bulles d'air. Il est bon de mettre autant d'adhésif que vous le souhaitez (dans des limites raisonnables), car une surface plus plate reposera plus confortablement et ajoutera plus de protection aux composants, assurez-vous simplement de le laisser reposer pendant un certain temps afin qu'il puisse sécher tout au long.
Étape 21: Construire des fils
Je n'avais que du fil toronné sous la main, j'ai donc décidé d'utiliser un connecteur mâle à 3 broches pour créer des câbles. Si vous l'avez sous la main, il est beaucoup plus simple d'utiliser du fil de calibre solide pour cela sans soudure. Cela aide cependant à tordre les fils ensemble, car cela empêche les accrocs et semble généralement plus soigné. Il suffit de souder chaque fil à une broche sur l'en-tête, et si vous l'avez, je recouvrirais chaque brin d'un thermorétractable. Assurez-vous d'avoir les fils dans le même ordre lorsque vous connectez l'en-tête de l'autre côté.
Étape 22: Idiot-Proofing le câblage
En raison de la façon dont j'ai connecté ces cartes aux câbles, je voulais m'assurer de ne jamais les avoir mal connectées, alors j'ai codé la connexion par couleur avec des marqueurs de peinture. Vous pouvez voir ici quelle broche correspond à quelle connexion et comment fonctionne mon codage couleur.
Étape 23: faire un boîtier
Le boîtier de l'oxymètre que j'ai fabriqué avec de la mousse L200 et un morceau de tuyau en PVC, mais vous pouvez certainement utiliser toutes les mousses et/ou plastiques que vous avez. Le PVC fonctionne très bien car il a déjà presque la forme que nous voulons.
Étape 24: PVC et pistolets à air chaud
L'utilisation d'un pistolet thermique sur du PVC pour le façonnage est simple, mais peut demander un peu de pratique. Tout ce que vous avez à faire est d'appliquer de la chaleur sur le PVC jusqu'à ce qu'il commence à se plier librement. Pendant qu'il est chaud, vous pouvez le plier dans à peu près n'importe quelle forme que vous voulez. Commencez avec une section de tuyau en PVC juste plus large que les planches. Coupez l'un des côtés, puis mettez un peu de chaleur dessus. Vous aurez besoin de gants ou de blocs de bois pour pouvoir manœuvrer le PVC pendant qu'il est chaud.
Étape 25: façonner le plastique
Au fur et à mesure que vous pliez la boucle, coupez tout excès de PVC. Avant de le plier complètement, utilisez un couteau ou un outil dremel pour tailler une encoche sur un côté et les bords du côté opposé. Cette forme fourchue permet de refermer davantage la boucle. Il vous donne également un endroit où saisir afin d'ouvrir l'oxymètre pour le mettre à votre doigt. Ne vous inquiétez pas de l'étanchéité pour l'instant, car vous voudrez voir ce que vous ressentez une fois la mousse et les planches en place.
Étape 26: Quelque chose d'un peu plus doux
Ensuite, coupez un morceau de mousse à la largeur de votre PVC et à une longueur qui s'enroulera entièrement autour de la boucle intérieure.
Étape 27: Une place pour les planches
Pour éviter que la planche ne s'enfonce dans votre doigt, il est important de les encastrer dans la mousse. Tracez la forme des planches dans la mousse et utilisez une paire de ciseaux pour creuser le matériau. Au lieu de nettoyer toute la zone autour des en-têtes, ajoutez des fentes sur les connecteurs latéraux qui peuvent sortir mais rester légèrement sous la mousse. À ce stade, vous pouvez mettre les planches et la mousse dans le PVC et tester l'ajustement dans le PVC réel, puis sur votre doigt. Si vous faites cela, commencez à perdre la circulation, vous voudrez utiliser à nouveau le pistolet thermique pour ouvrir un peu plus l'enceinte.
Étape 28: les planches en mousse
Nous allons commencer à tout assembler maintenant ! Pour commencer, jetez simplement de l'époxy/adhésif dans les trous que vous venez de faire dans la mousse et placez les planches dans leurs petites maisons. J'ai utilisé le même adhésif que j'ai utilisé pour empoter les planches plus tôt, ce qui semblait très bien fonctionner. Assurez-vous de laisser reposer pendant quelques heures avant de continuer.
Étape 29: Mousse dans le plastique
Ensuite, j'ai doublé l'intérieur du PVC avec la même colle et j'ai soigneusement mis la mousse à l'intérieur. Essuyez l'excédent et mettez quelque chose à l'intérieur pour que la mousse mordille. Mon couteau utilitaire a bien fonctionné et cela aide vraiment à pousser la mousse contre le PVC pour obtenir une étanchéité solide.
Étape 30: La connexion Arduino
À ce stade, le capteur réel est terminé, mais bien sûr, nous voulons l'utiliser pour quelque chose. Il n'y a pas grand-chose à connecter à l'Arduino, mais il est extrêmement important de ne rien câbler à l'envers ou vous endommagerez très probablement des éléments sur les circuits imprimés. Assurez-vous que l'alimentation est coupée lorsque vous connectez les circuits (c'est vraiment le moyen le plus sûr d'éviter les problèmes).
Étape 31: La résistance et le condensateur restants
Quelques notes sur le câblage dans l'Arduino:
- Le condensateur du signal à la terre fait des merveilles sur le bruit. Je n'avais pas un large choix, j'ai donc utilisé le "spécial poubelle de papa", mais si vous avez de la variété, optez pour quelque chose d'environ 47 nF ou moins. Sinon, vous ne pourrez peut-être pas avoir une vitesse de commutation rapide entre les LED rouge et IR.
- La résistance qui entre dans le câble du photodétecteur est une chose de sécurité. Ce n'est pas nécessaire, mais j'avais peur qu'en manipulant le circuit de la maquette, je puisse accidentellement court-circuiter quelque chose et bâcler tout le projet. Cela ne couvrira pas tous les accidents, mais cela aide simplement à avoir un peu plus de tranquillité d'esprit.
Étape 32: Test du courant LED
Une fois que je les ai insérés, testez le courant traversant les LED rouge et IR à l'aide d'un multimètre en mode ampèremètre. Le but ici est simplement de vérifier qu'ils sont similaires. Le mien était à environ 17mA.
Étape 33: Le Code
Comme indiqué dans l'étape de préparation, le code de cet appareil se trouve dans notre référentiel GitHub. Simplement:
- Téléchargez ce code en cliquant sur "Cloner ou télécharger"/"Télécharger Zip".
- Décompressez ce fichier à l'aide de 7zip ou d'un programme similaire et ouvrez ce fichier dans Arduino IDE.
- Téléchargez-le sur votre Arduino et connectez les broches comme décrit dans les affectations de broches (ou modifiez-les dans le code, mais sachez que vous devrez le faire chaque fois que vous retéléchargerez depuis GitHub).
- Si vous voulez voir une sortie série sur le moniteur série, changez le booléen serialDisplay en True. Les autres variables d'entrée sont décrites dans le code; les valeurs actuelles ont bien fonctionné pour nous, mais vous pouvez expérimenter avec d'autres pour obtenir les performances optimales pour votre configuration.
Étape 34: Schéma de circuit
Étape 35: Autres idées
Nous aimerions ajouter (ou l'un de nos nombreux abonnés pourrait penser à ajouter)
- Connexion Bluetooth pour échanger des données avec un ordinateur
- Connexion à un appareil Google Home/Amazon pour demander des informations sur la SpO2
- Plus de maths débusquées pour calculer la SpO2, car nous n'avons actuellement aucune référence pour la comparaison. Nous utilisons simplement des mathématiques que nous avons trouvées en ligne.
- Code pour calculer et rapporter le rythme cardiaque du patient, ainsi que la SpO2
- Utilisation d'un circuit intégré pour nos mesures et mathématiques, éliminant ainsi une grande partie de la variabilité de notre sortie.
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