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| sensores de presion arteriales |
Como podríamos medir temperatura a través de un sensor de presión
Para nuestro curso de Instrumentación Biomédica, creamos un monitor de presión arterial. Este monitor de presión arterial mide la presión arterial media (PAM) y se aproxima a las presiones sistólica y diastólica. Requiere el uso de un transductor de presión, un Arduino Uno y codificación para controlar la válvula y la bomba de aire. El diseño del circuito se compone de tres etapas básicas: un filtro de paso bajo, un filtro de paso alto y un amplificador no inversor. En este Instructable, explicaremos la configuración del circuito y luego exploraremos la codificación detrás del monitor.Los monitores de presión arterial se utilizan principalmente en entornos clínicos para analizar la presión arterial del paciente y para prescribir el mejor tratamiento. Este monitor de bajo costo infla y desinfla el manguito de presión arterial para determinar la presión arterial media. Luego, aproxima aproximadamente las presiones diastólica y sistólica basándose en la relación matemática entre la presión arterial media, la presión diastólica y la presión sistólica. Los resultados se muestran en la pantalla LCD.
Cabe señalar que este dispositivo no está diseñado para aplicaciones clínicas, sin embargo, es una forma divertida de aprender acerca de los sensores de presión y Arduino mientras se crea un dispositivo funcional aplicable al mundo real.
Paso 1: Materiales
Materiales
• Placa Arduino UNO con cable USB
• LCD compatible con Arduino
• Transductor de presión (Utilizamos el transductor diferencial Honeywell 015PDAA5)
• Válvula controlada por voltaje
• Bomba de aire
• Cables
• Fuente de alimentación (± 15V)
• Resistencias (Cuatro 100kΩ, Uno 1 kΩ )
• condensadores (Two 1μF)
• Breadboard
• tres vías divisor
• tubería plástica
de presión • Blood Cuff
• TL072 Op Amp
Nuestro diseño consiste en un filtro de paso de banda pasivo compuesto de un filtro de paso bajo en serie con un filtro de paso alto. El filtro de paso bajo elimina cualquier ruido de alta frecuencia (corte = 10Hz) y el filtro de paso alto (corte = 2Hz) nos permite determinar las fluctuaciones de presión basadas en MAP en el manguito.
Paso 2: Configure la configuración de la manga, la bomba y la válvula
Configurar la configuración de manguito, bomba y válvula
Use el divisor de tres vías y el tubo de plástico para unir el manguito, la bomba de aire y la válvula. Querrá tubos que se ajusten perfectamente alrededor de la bomba y la válvula para que no se escape aire, o de lo contrario sus mediciones serán menos precisas. Corte un cuarto tubo y conéctelo al divisor. El transductor de presión se conectará a este tubo más adelante.
Paso 3: agrega el transudor al tablero
Agregue el transudor al tablero de pruebas
Coloque el transductor en la placa de pruebas y conecte la tierra y la fuente de alimentación de acuerdo con la hoja de datos:
Pin1 = suministro
Pin2 = voltaje de salida
Pin3 = tierra
Para este dispositivo, se aplicaron 5 V al pin 1, el voltaje de salida se conectó al circuito ( construido en el siguiente paso), y finalmente, el pin 3 estaba conectado a tierra desde el Arduino Uno.
Paso 4: Construya el filtro y amplificador de paso bajo y alto
Construya el paso bajo y el filtro y amplificador altos
En una placa de pruebas, creará el siguiente circuito como se ilustra en el diagrama a continuación. Correspondiente a las etiquetas del diagrama:
Vaa = fuente de voltaje
R1 = 100kΩ
R2 = 200kΩ (Dos de 100kΩ en serie)
R3 = 100kΩ
R4 = 1kΩ
C1 = 1µF
C2 = 1µF
No olvide orientar el transductor y TL072 de modo que el terminal 1 IN recibe la salida del transductor. Además, utilizamos cables codificados por colores para distinguir entre los terminales de suministro negativo (negro) y positivo (rojo) de los terminales del amplificador operacional.
Paso 5: Código
La primera imagen muestra el código utilizado para inicializar la biblioteca LCD ("LiquidCrystal"), las dimensiones de la pantalla LCD y todas las variables globales necesarias. Las dimensiones de la pantalla se inicializan en la configuración y especifican el número de columnas y filas en la pantalla, 16 y 2 para nuestro código. La válvula no libera aire cuando se aplica un voltaje a través de ella, por lo que el Pin 3 (al que está conectada la válvula) se inicializa en Modo de salida y ALTO.
La segunda imagen contiene el código que realmente calcula las presiones. Creamos una matriz de los voltajes de salida usando un bucle for. El bucle está configurado para ejecutarse 50 veces con un retraso de .25s. Este número de valores corresponde a aproximadamente 12.5s. La inflación del manguito después de este período de tiempo fue demasiado apretada para nuestro "paciente". Puede ajustar estos valores como mejor le parezca. Como Arduino es un sistema de 10 bits, la función analogRead devuelve un número entero dentro del rango [0,1023]. El voltio se calcula convirtiendo este valor entero en su voltaje correspondiente. El bucle for también almacena el voltaje máximo a medida que Arduino recopila los datos. Restamos 2.5V de este voltio debido a la compensación de 2.5V que tiene el transductor cuando ambos puertos están expuestos a la presión atmosférica.
La presión aplicada ( presión ) se calcula utilizando la ecuación en la hoja de datos del transductor. Sin embargo, utilizamos un transductor diferencial, lo que significa que la presión que calculamos es en realidad la diferencia entre los puertos 1 y 2. MAP es la presión en el puerto 2 y se calcula restando la presión de la presión atmosférica que es 14.7 psi. Este valor se multiplica por 51.7 para dar MAP en unidades de mmHg. Hay un término adicional en la ecuación para MAP. Después de tomar varias medidas, notamos un desplazamiento de presión que disminuía a medida que aumentaba el voltaje. Compensamos esto restando "3.16 / maxvolt" de la presión. Obtuvimos este valor promediando el desplazamiento de presión y relacionándolo con el voltaje medido. Una vez que se sale del bucle for y se calcula el MAP , el Pin 3 se escribe en BAJO y la válvula libera el aire del manguito.
El último fragmento de código es un bucle while vacío. Esto se agregó para que el Arduino no calculara continuamente el MAP .
Paso 6: conecte todos los componentes del circuito
Conecte los siguientes componentes:
1. LCD a Arduino (los pines del LCD deben encajar en los pines Arduino)
2. Terminales de la fuente de alimentación a TL072
3. Tierra de Arduino y tierra de la fuente de alimentación (Todas las tierras de suministro deben estar conectadas)
4. El terminal 2 OUT del TL072 debe estar conectado al pin A0.
Los cables de la válvula deben conectarse al Pin digital 3 y a tierra. Para nuestros propósitos, la orientación de los cables no importó. Uno de los cables de la bomba de aire se conectará a tierra. Cuando se ejecuta el programa, la otra bomba de aire deberá insertarse manualmente en la fuente de alimentación de 3.3V en el Arduino. Si descubre una forma automática de controlar la bomba de aire, responda en los comentarios.
Paso 7: ¡Toma tus medidas!
Conecte su bomba de aire al pin de 3.3V en el Arduino tan pronto como se haya cargado el código. Intente sentarse lo más quieto y tranquilo posible mientras se ejecuta el código. Una vez que se muestra el MAP, puede desconectar la bomba de aire y quitar el brazalete de su brazo. La válvula liberará el aire restante en la bomba. Debería ver algo similar a la imagen de arriba.
