طراحی دستگاه نمایش اعلایم حیاتی بدن

چکیده          

امروزه استفاده از انواع سنسورها برای ثیت اعلایم حیاتی و بررسی سلامت جسمانی فرد در علم پزشکی حایز اهمیت می باشد . اعلایم حیاتی مانند ضریان قلب ، فشار خون ، فشار تنفسی و ... بعنوان اطلاعات خام در اختیار پزشکان قرار گرفته و با تحلیل آنها وضعیت جسمی فرد مشخص می شود .

 در این پروژه قصد داریم سنسور ضربان قلب (Pulse Sensor) و سنسور فشار (MPXV5004G) را راه اندازی کنیم و اطلاعات ضربان قلب و فشار تنفسی را بروی ال سی دی گرافیکی نمایش دهیم .

مقدمه

هدف طراحی و ساخت دستگاه نمایش اعلایم حیاتی مانند سیگنال قلب و فشار تنفسی فرد بروی ال سی دی گرافیکی است .

دستگاه از یک سنسور ضربان قلب برای ثبت سیگنال های حیاتی قلب استفاده شده است که خروجی سنسور به صورت آنالوگ است و با نمونه برداری آن ، سیگنال قلب را می توان ثبت نمود .

دستگاه همچنان از یک سنسور فشار برای اندازه گیری فشار تنفسی استفاده شده است که خروجی آنالوگ بر اساس مقدار فشار بر حسب Kpa است .

دستگاه دارای مدار پاور سوئیچینگ برای تامین ولتاژ قطعات مدار است که توسط رگولاتور LM2576 ولتاژ تثبیت شده 5 ولت را تامین خواهد کرد .

برای مصرف توان پایین تر مدار از یک ترانزیستور برای درایو و روشن کردن سنسور ضربان قلب استفاده شده است که در موقع نمونه برداری سنسور را روشن و در موقع عادی سنسور خاموش باشد .

برای نمایش وجود سیگنال قلب و نبض از یک ال ای دی سبز رنگ بروی برد استفاده شده است که به محض دریافت نبض چشمک می زند .

برای ایجاد فرآیند فوق الگوریتم پیاده سازی شده به این گونه است که در ابتدا سیستم در حالت عادی (Standby) است و به محض فشردن کلید سنسور نبض روشن شده و فرآیند نمونه برداری با فرکانس 500Hz را شروع می کند و سیگنال های قلب را بروی ال سی دی گرافیکی نمایش می دهد .همچنین با زدن کلید دوم سنسور فشار روشن می شود و شروع به نمایش مقدار فشار بروی ال سی دی گرافیکی می کند .

دستگاه طراحی شده قابلیت نمایش اعلایم حیاتی ضربان قلب و فشار تنفس را دارد و به کمک میکروکنترلر AVR کنترل می شود .

طراحی دستگاه بدین گونه بوده است که در ابتدا تست های مربوط به راه اندازی میکروکنترلر AVR انجام گرفته شده است . سپس واحد ADC برای دریافت سیگنال آنالوگ سنسور و تایمر برای نمونه برداری آن راه اندازی شده است . سپس برای نمایش خروجی ال سی دی گرافیکی راه اندازی شده است .

طراحی سخت افزار دستگاه با استفاده از تمامی دیتاشیت های میکرو و سنسور قدم به قدم اجرا شده و در نهایت در قالب یک نقشه شماتیک ارائه گردیده است ، که با همراهی و کمک نسبت به طراحی مدار چاپی ، نمونه اولیه آن بصورت مدار چاپی یک رو ارائه شده است.

در طراحی الگوریتم سیستم ، با رسم فلوچارت اولیه نیاز کلی سیستم برآورد شده و بر اساس آن بصورت ماژول وار ، الگوریتم به زبان C پیاده سازی شده است. همچنین برای برنامه نویسی محیط کامپایلر CodeVision که سازگار با میکروکنترلرهای AVR است انتخاب شده است.

دستگاه از اجزای سخت افزاری زیر تشکیل شده است :

1-    میکروکنترلر بعنوان کنترلر اصلی

2-    مدار پاور سوئیچینگ

3-    سنسور ضربان قلب (Pulse Sensor)

4-    سنسور فشار (MPXV5004G)

5-    ال سی دی گرافیکی

 

 

نرم افزار دستگاه به زبان C در محیط CodeVision توسط پروگرامر HATTEL نوشته شده است .