Medizinisches Beatmungsgerät + STONE LCD + Arduino UNO - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Seit dem 8. Dezember 2019 wurden in der Stadt Wuhan, Provinz Hubei, China, mehrere Fälle von Lungenentzündung mit unbekannter Ätiologie gemeldet. In den letzten Monaten wurden im ganzen Land fast 80000 bestätigte Fälle verursacht, und die Auswirkungen der Epidemie haben sich ausgeweitet. Nicht nur das ganze Land ist betroffen, sondern auch die bestätigten Fälle sind auf der ganzen Welt aufgetreten, und die kumulierten bestätigten Fälle haben 3,5 Millionen erreicht. Derzeit ist die Infektionsquelle ungewiss Woher, aber wir können sicher sein, dass jeder sehr dringend Masken braucht und diejenigen, die es ernst meinen, Atemschutzmasken brauchen.

Um diesen Hot Spot zu nutzen, kam ich auch, um ein Projekt über das Beatmungsgerät zu machen, und in meiner Hand war ein STONE TFT-Bildschirm für die serielle Schnittstelle, der sich sehr gut für den Bildschirm des Beatmungsgeräts eignet. Wenn der Bildschirm verfügbar ist, benötige ich einen Ein-Chip-Mikrocomputer, um die vom STONE-Bildschirm der seriellen Schnittstelle ausgegebenen Befehle zu verarbeiten und einige Wellenformdaten in Echtzeit hochzuladen. Hier wähle ich einen allgemeineren und benutzerfreundlicheren MCU, Arduino uno Single-Chip-Mikrocomputer, der weit verbreitet ist und viele Bibliotheken unterstützt. Die Renderings sind wie folgt:

In diesem Projekt können Sie das Arduino uno-Entwicklungsboard über den seriellen STONE TFT-LCD-Bildschirm steuern und die Interaktion mit Datenbefehlen über die Kommunikation über die serielle Schnittstelle ausführen. Das Arduino uno-Entwicklungsboard kann eine Reihe von Wellenformdaten hochladen und auf dem Bildschirm der seriellen Schnittstelle anzeigen. Dieses Projekt ist sehr hilfreich, um den Bildschirm des Beatmungsgeräts zu erstellen.

Schritt 1: Projektübersicht

Das Beatmungsprojekt, das ich hier mache, hat nach dem Einschalten einen Startanimationseffekt, gibt dann eine Startlösungsschnittstelle für den Start ein und zeigt das Wort "Öffnen" an. Klicken Sie darauf, um einen Spracheffekt zu erhalten, das Beatmungsgerät zu öffnen und zur Seitenauswahl-Oberfläche zu springen, wo ein Animationseffekt angezeigt wird, der den menschlichen Atem zeigt, und es gibt zwei Optionen Die erste ist das Oszillogramm Überwachung der Atmung. Das zweite ist das Diagramm zur Überwachung der Sauerstoff- und Atemfrequenz. Es ist ein Problem, so viele Oszillogramme gleichzeitig anzuzeigen. Nachdem Sie auf Enter geklickt haben, gibt das STONE TFT LCD einen spezifischen Befehl zur Steuerung der MCU aus, um mit dem Hochladen der Wellenformdaten zu beginnen.

Die Funktionen sind wie folgt:

① Tasteneinstellung realisieren;

② Sprachfunktion realisieren;

③ Seitenwechsel realisieren;

④ Real-Time-Wellenform-Übertragung realisieren.

Für das Projekt benötigte Module:

① STEIN-TFT-LCD；

② Arduino Uno-Modul;

③ Sprachwiedergabemodul. Blockschaltbild des Projekts:

Schritt 2: Hardware-Einführung und Prinzip

Lautsprecher

Da das STONE TFT LCD über einen Audiotreiber und eine reservierte entsprechende Schnittstelle verfügt, kann es die gängigsten Magnetlautsprecher, allgemein als Lautsprecher bekannt, verwenden. Der Lautsprecher ist eine Art Wandler, der das elektrische Signal in ein akustisches Signal umwandelt. Die Leistung des Lautsprechers hat einen großen Einfluss auf die Klangqualität. Lautsprecher sind die schwächste Komponente in Audiogeräten und für den Audioeffekt die wichtigste Komponente. Es gibt viele Arten von Lautsprechern und die Preise variieren stark. Audio elektrische Energie durch elektromagnetische, piezoelektrische oder elektrostatische Effekte, so dass es ein Papierbecken oder eine Membran zu Schwingungen und Resonanzen mit der umgebenden Luft (Resonanz) und zur Erzeugung von Schall.

STEIN STVC101WT-01

10,1 Zoll 1024x600 TFT-Panel in Industriequalität und 4-Draht-Widerstands-Touchscreen;

Helligkeit 300cd / m2, LED-Hintergrundbeleuchtung; l RGB-Farbe ist 65K;

Sichtbereich ist 222,7 mm * 125,3 mm; l Sichtwinkel ist 70 / 70 / 50 / 60;

arbeitsleben ist 20000 stunden. 32-Bit-Cortex-m4 200-Hz-CPU;

CPLD epm240 TFT-LCD-Controller;

128 MB (oder 1 GB) Flash-Speicher;

USB-Port (U-Disk) herunterladen;

Toolbox-Software für GUI-Design, einfache und leistungsstarke Hex-Anweisungen.

Basisfunktionen

Touchscreen-Steuerung / Bild anzeigen / Text anzeigen / Kurve anzeigen / Daten lesen und schreiben / Video und Audio abspielen. Es ist für verschiedene Branchen geeignet.

UART-Schnittstelle ist RS232 / RS485 / TTL;

Spannung ist 6V-35V;

Stromverbrauch beträgt 3,0 W;

Arbeitstemperatur beträgt - 20 ℃ / + 70 ℃;

Die Luftfeuchtigkeit beträgt 60 ℃ 90%.

Das LCD-Modul STVC101WT-01 kommuniziert mit der MCU über einen seriellen Port, der in diesem Projekt verwendet werden muss. Wir müssen nur das entworfene UI-Bild über den oberen Computer über die Menüleistenoptionen zu Schaltflächen, Textfeldern, Hintergrundbildern und Seitenlogik hinzufügen, dann die Konfigurationsdatei generieren und schließlich zum Ausführen auf den Anzeigebildschirm herunterladen.

Das Handbuch kann über die offizielle Website heruntergeladen werden:

Neben dem Datenhandbuch gibt es Benutzerhandbücher, gängige Entwicklungstools, Treiber, einige einfache Routine-Demos, Video-Tutorials und einige zum Testen von Projekten.

Arduino UNO

Parameter

Modell Arduino Uno

Mikrocontroller atmega328p

Arbeitsspannung 5 V

Eingangsspannung (empfohlen) 7-12 V

Eingangsspannung (Grenzwert) 6-20 V

Digitaler I/O-Pin 14

PWM-Kanal 6

Analoger Eingangskanal (ADC) 6

DC-Ausgang pro E/A 20 mA

3,3 V Port-Ausgangskapazität 50 mA

Flash 32 KB (0,5 KB für Bootstrapper)

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Taktfrequenz 16 MHz

Onboard-LED-Pin 13

Länge 68,6 mm

Breite 53,4 mm

Gewicht 25 g

Schritt 3: Entwicklungsschritte

Arduino UNO

IDE herunterladen

Link:

Da mein Computer win10 ist, wähle ich hier den ersten aus und klicke rein

Wählen Sie einfach herunterladen

Arduino installieren

Doppelklicken Sie nach dem Herunterladen, um es zu installieren. Es sollte beachtet werden, dass Arduino ide von der Java-Entwicklungsumgebung abhängt und einen PC erfordert, um Java JDK zu installieren und Variablen zu konfigurieren. Wenn der Doppelklick beim Starten fehlschlägt, verfügt der PC möglicherweise nicht über die JDK-Unterstützung.

Code

Hier müssen Sie den Befehl einstellen, um den Bildschirm der seriellen Schnittstelle zu identifizieren, und:

Enterbreathwave ist ein Tastenbefehl, der vom Erkennungsbildschirm gesendet wird, um die Atmungsschnittstelle aufzurufen.

Breathbacktobg ist der Tastenbefehl, der vom Erkennungsbildschirm gesendet wird, um die Atmungsschnittstelle zu verlassen. Enterhearto2wave ist der Tastenbefehl zur Eingabe der Sauerstoffschnittstelle, die vom Identifikationsbildschirm gesendet wird. Hearto2backtobg ist der Tastenbefehl, der vom Erkennungsbildschirm gesendet wird, um die Sauerstoffschnittstelle zu verlassen.

Startwave sind die anfänglichen Wellenformdaten, die an den Bildschirm gesendet werden.

Cleanwave wird verwendet, um die an den Bildschirm gesendeten Wellenformdaten zu löschen.

Klicken Sie dann zum Kompilieren auf das Häkchen.

Nachdem die Kompilierung abgeschlossen ist, klicken Sie auf das zweite Pfeilsymbol, um den Code in das Entwicklungsboard herunterzuladen.

Schritt 4: WERKZEUG 2019

Bild hinzufügen

Verwenden Sie das installierte Tool 2019, klicken Sie in der oberen linken Ecke auf das neue Projekt und dann auf OK.

Danach wird standardmäßig ein Standardprojekt mit blauem Hintergrund generiert. Wählen Sie es aus und klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie dann Entfernen, um den Hintergrund zu entfernen. Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die Bilddatei und klicken Sie auf Hinzufügen, um Ihren eigenen Bildhintergrund wie folgt hinzuzufügen:

Bildfunktion einstellen

Stellen Sie zunächst das Boot-Image, Tool -> Bildschirmkonfiguration wie folgt ein

Dann müssen Sie ein Videosteuerelement hinzufügen, um automatisch zu springen, nachdem die Einschaltseite beendet wurde.

Hier ist es so eingestellt, dass es zu Seite 0 springt, wenn die Einschaltseite stoppt, und die Anzahl der Wiederholungen ist 0, was keine Wiederholungen anzeigt.

Die Einstellung einer Auswahlschnittstelle

Hier wird das erste Schaltflächensymbol gesetzt. Der Schaltflächeneffekt übernimmt Seite 6 und wechselt zu Seite 3. Gleichzeitig wird der Wert 0x0001 an die Arduino Uno MCU gesendet, um die Datengenerierung auszulösen. Die Einstellung des zweiten Schlüssels ist ähnlich, aber der Schlüsselwertbefehl ist anders.

Einstellungen für Animationseffekte

Hier fügen wir das im Voraus erstellte Symbol 1_breath.ico hinzu und setzen den Animationsstoppwert und -startwert sowie das Stoppbild auf 1 und das Startbild auf 4 und stellen es so ein, dass der Hintergrund nicht angezeigt wird. Das ist nicht genug. Wenn die Animation automatisch verschoben werden soll, müssen Sie folgende Einstellungen vornehmen:

Audiodatei hinzufügen

Nach dem Einschalten am Anfang, beim Klicken auf Öffnen. Um die Sprachaufforderungsfunktion zu realisieren, müssen Sie eine Audiodatei hinzufügen, deren Audiodateinummer 0 ist.

Echtzeitkurve

Hier habe ich zwei Wellenformen gemacht. Um die separate Steuerung zu realisieren, habe ich zwei Datenkanäle übernommen, nämlich Kanal 1 und Kanal 2. Besser ist es, die Werte und Farben Y_Central und YD_Central einzustellen. Und der Befehl lautet wie folgt:

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};

Damit ist die Einstellung abgeschlossen, und dann werden die U-Disk kompiliert, heruntergeladen und aktualisiert.

Schritt 5: Verbindung

Code

#enthalten

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

//#define 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};

……

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Ich werde Ihnen innerhalb von 12 Stunden antworten.

Schritt 6: Anhang

Um mehr über dieses Projekt zu erfahren, klicken Sie bitte hier