 |
| Aikamoinen johtohässäkkä. |
Tässä
sovelluksessa on käytössä moduulit KY-039 (sydämen lyönnin
indikaattori) ja KY-013 (termistorilla toteutettu lämpötila-anturi).
Näyttönä on SUNTAI SC.2002A2BLYY-W kaksirivinen ja 20
merkkipaikkainen LCD-näyttö. Pääasia ei tietenkään ole
terveyden tarkkailu, vaan pieni ohjelmasovellus näihin ihmisen ja
moduuleiden rajapintaan. Esimerkki sydämen sykinnästä on videolla
antinarduvideo31.youtube.com.
Tuo
LCD-näyttö on jo varsin vanhaa ja poistuvaa tyyppiä. Sitä on
kuitenkin jäänyt roikkumaan Yleiselektroniikka Oy:n hyllylle.
Jäljellä olevat näytöt myydään pilkkahintaan. Kannattaa
hyödyntää ne pois. Ei kirpaise niin pahasti, jos tuhoutuu
kokeilussa.
Tämä
LCD-näyttömalli ei sisällä ”ääkkösiä”, joten ne on
ladattava kirjastoon (#LiquidCrystal.h) erikseen. Pienet ä ja
ö sisältyvän tämän näytön kirjastoon, samoin kuin asteen
merkki, mutta eivät kuitenkaan ole aivan samat, mitä ASCII-taulukko
osoittaa. Suuret Ä ja Ö pitää muodostaa ja ladata aivan erikseen,
piste pisteeltä, kuten myöskin ”sydämen imu- ja
puristusvaiheet”. Noita isoja ääkkösiä ei tässä tekstissä
tarvita.
Tuo
lämpötila-anturi (KY-013) perustuu NTC-termistoriin (NTC = Negative
Temperature Coefficient = negatiivinen lämpötilakerroin), minkä
vastus siis pienenee lämpötilan kasvaessa. Vastuksen muutos EI ole
lineaarinen lämpötilan muutokseen nähden. Tässä sovelluksessa
mittausta EI ole linearisoitu. Ohjelmassa on mittaus ja näyttö
kalibroitu kahdessa pisteessä: 1. mittausta verrattu huoneen
lämpötilaan ja säädetty näyttämään samaa. 2. Anturilla on
mitattu ihon lämpötila = ”kainalokalibrointi” (37C). On
mahdollista, että nuo pisteet ovat melko tarkkoja, mutta muut
lämpötilat heittävät enemmän tai vähemmän.
Anturissa
KY-039 on IR-LEDi osoittamassa valotransistoria (tässä myös
IR-alueelle herkkä) kohti. Infrapunasäteily tunkeutuu näiden
kahden komponentin väliin laitetun sormen läpi. Veren erilainen
määrä sormen päässä muuttaa säteilyn intensiteettiä, joten
mooduulin lähdöstä on saatavissa vastaava signaali.
Valotransistoriin vaikuttaa myös ympäristö. Siksi sovelluksessa on
kaksi kondensaattoria, joilla pitkittäin olevalla erotetaan anturin
antama tasajännite (pohjalukema) sekä hitaat muutokset.
(Ohjelmallisesti en onnistunut sauodatuksessa.) Poikittain oleva
pienempi kondensaattori suodattaa nopeat, esim. huoneen valaistuksen
ym. häriöt. Sen rinnalla on 100 kilo-ohmin purkausvastus.
Aikavakiot sopivat sydämen lyöntirytmiin. Täten on mahdollista
saada sydämen kuvio sykkimään lyöntien tahtiin. Signaali on
varsin pieni – muutaman kymmenen millivoltin luokkaa. Onneksi
kuitenkin ja luotan vakaasti, että SOTE-porukalla tulee olemaan
oleellisesti korkeatasoisemmat tutkimusvälineen kuin tässä
esittämäni.
 |
| Moduulien ja LCD-näytön kytkentä Arduinoon |
Ohjeman
aluksi määritellään ja tuodaan kirjasto: #include
<LiquidCrystal.h>. Seuraavana kirjastomoduulille kerrotaan
ohjausbitit. Ne eivät välttämättä tarvitse olla juuri nuo, mutta
niiden järjestys on oleellinen. Sitten kirjastolle määritellään
binääritietoina ä, ö ja aste. Ne löytyvät näytön
ominaisuuksista. Sitten kaksi kahdeksan (8) bitin binääritaulukkoa,
joilla kirjastolle määritellään sydämen näytön kaksi tilaa.
Näiden
jälkeen muiden muuttujien määrittelyt ja aliohjelmat. Asetuksissa
kirjoitetaan vakiotekstit, ja täten vain kerran. Sydänkuvio,
lyöntinopeus sekä lämpötila päivitetään omille kohdilleen
ohjelman aikana.
Ohjelman
aluksi mitataan sisäistä aikaa (millis())
ja lasketaan lämpötila. Sydämen lyönnin valvonta koostuu kolmen
askeleen sekvenssistä. Sekvenssi odottaa sykettä askeleessa 1. Kun
sellainen havaitaan analogiatulossa, talletetaan tämä aikalukema
askeleessa 1 ja siirrytään askeleeseen 2 odottamaan uutta sykäystä.
Kun se on tullut, talletetaan sykkeiden väliaika ja hypätään
askeleeseen 3. Siellä lasketaan ja muunnetaan väliaika
sydämenlyönneiksi minuutissa, sekä päivitetään tämä ja
lämpötilan lukema näyttöön. Sekvenssi hyppää takaisin
askeleeseen yksi odottamaan seuraavaa lyöntiä.
Viimeisenä
ohjelmassa on muutama lause, joilla pienen viiveen jälkeen
palauttetaan sydänkuvio ”imutilaan”.
OHJELMA
31
/**************************************
*
Ohjelma 31
*
28.12.2016
*
Kehon lämpötila ja sydänpulssit
**************************************/
//
MÄÄRITTELYT:
#include
<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal
lcd(12, 11, 5, 4,3,2);
const
byte api = B11100001; // ä
const
byte opi = B11101111; // ö
const
byte ast = B11011111; // aste
byte Syd1[8] = // Sydämen reunat
{B00000,B00000,B01010,B10101,
B10001,B10001,B01010,B00100};
byte Syd2[8] = // Sydämen sisus
{B00000,B00000,B00000,B01010,
B01110,B01110,B00100,B00000};
int
i = 0;
//
Ajastukset
unsigned
long Ulo_MilliSek = 0;
unsigned
long Ulo_EdellinenMilliSek = 0;
const
int
Con_Kierrokset = 40;
unsigned
int
Unt_Kierrokset = 0;
int
Int_Kierrokset = 0;
boolean
Bol_Aika = false;
//
Sydän-määritykset
const
int Con_Pulssi = A1;
int Int_PulssiRaaka = 0;
unsigned
int Unt_SykeVali = 0;
float
Flo_PulsPerMin = 0;
unsigned
int Unt_Pulssit = 0;
boolean
Bol_SydSyk = false;
int Seq_Syke = 1;
//
Lämpötilan mittaus
const
int Con_LampAnturi = A0;
int Int_LampoRaaka = 0;
float
Flo_LampoTila = 0.0;
//
ALIOHJELMAT
//
Sydämen syke näyttöön
void
Fun_Sydan(int i){
lcd.setCursor(10,0);
lcd.print("
");
lcd.write(i);
}//
Syke loppu
//
Pulssit näyttöön
void
Fun_Pulssit(int p){
lcd.setCursor(13,0);
lcd.print(p);
}
//Lämpötila
näyttöön
void
Fun_Lampo(float
t){
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(t);
lcd.setCursor(15,1);
lcd.write(ast);
lcd.print("C");
}
//
ASETUKSET:
void
setup(){
Serial.begin(9600); //
Sarjaliikenteen alustus
lcd.createChar(0,Syd1); // Sydämen
reunat
lcd.createChar(1,Syd2); // Sydämen
sisus
lcd.begin(20,2);
lcd.clear();
//
Tekstit näyttöön, suoritetaan kerran
lcd.setCursor(0,
0);
lcd.print("Syd");
lcd.write(api);
lcd.print("nly");
lcd.write(opi);
lcd.print("n:
p/min");
lcd.setCursor(0,
1);
lcd.print("L");
lcd.write(api);
lcd.print("mp");
lcd.write(opi);
lcd.print("tila:");
}//
Asetuksen loppu
//
PÄÄLOOPPI
void
loop(){
Ulo_MilliSek
= millis();
Int_LampoRaaka
= analogRead(Con_LampAnturi);
int
Temp = constrain((335 - Int_LampoRaaka), 0, 100);
Flo_LampoTila
= 22.7 + 0.17 * Temp;
Int_PulssiRaaka
= analogRead(Con_Pulssi);
if(Int_PulssiRaaka > 2){
Bol_SydSyk
= true;
if(Seq_Syke
== 1) {Bol_SydSyk = true;}
}
// Pulssin mittaus loppu
//
Sydän supistuu
switch
(Seq_Syke) {
case
1:
if(Bol_SydSyk
== true){
Ulo_EdellinenMilliSek = Ulo_MilliSek;
Bol_SydSyk
= false;
delay(300);
Seq_Syke
= 2;
}
break;
case
2:
if(Int_PulssiRaaka > 2){
Unt_SykeVali
= Ulo_MilliSek - Ulo_EdellinenMilliSek;
Unt_SykeVali
= constrain(Unt_SykeVali, 10, 2999);
Bol_SydSyk
= false;
if(Unt_SykeVali < 3000){
Seq_Syke
= 3;
}}
break;
case
3:
Flo_PulsPerMin = 1000.0 / Unt_SykeVali
* 60.0;
Unt_Pulssit
= Flo_PulsPerMin;
Unt_Pulssit
= constrain(Unt_Pulssit, 20, 99);
i
= 1;
Fun_Sydan(i);
Fun_Pulssit(Unt_Pulssit);
Bol_SydSyk
= false;
Fun_Lampo(Flo_LampoTila);
Seq_Syke
= 1;
break;
}//
Sekvenssi loppu
//
Sydän avautuu
Unt_Kierrokset++;
if(Unt_Kierrokset >
Con_Kierrokset){
Bol_SydSyk
= false;
i
= 0;
Fun_Sydan(i);
Unt_Kierrokset = 0;} // Kierroslaskuri
loppu
delay(1);
}
// Pääohjelma LOPPU
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti