Covid-19呼吸机和健康监测装置

Ashwini Kumar Sinha

19979

在2019冠状病毒病暴发之际,需求呼吸机健康监测设备与日俱增。为了克服这些设备的不足,我们还没有任何其他好的解决方案来帮助我们实现这一要求。我们可以尝试设计自己的RaspberryPi COVID -19呼吸机。

所以,今天我们决定用树莓派做一个小型通风器原型。它还将能够监测我们的健康,并提供有关我们的心跳和动脉血氧饱和度的数据。

我们的风机原型使用伺服电机,对气囊施加压力(BVM袋子),从而将氧浓缩空气推入肺部。当伺服电机回到其先前位置时,它会导致从空气大袋(BVM袋)释放的压力,使其保持其原始形状。这有助于从肺部抽出二氧化碳(类似于呼吸进出的过程)。整个呼吸机制呼吸机制应与患者的正常呼吸速率同步。这可以通过改变程序中伺服电机的速度来实现。我们还使用了MAX30100传感器,为我们提供了关于患者血液中脉搏率和氧气水平的上升和下降的现场数据。通过实现覆盆子PI和任何标准LCD显示器,我们可以将脉搏率和血氧百分比视为显示屏上的图形。(参见图2,3,4,5)

图2所示。没有打
3.显示节拍率
图4。
图5。
图6。

因此,让我们通过收集RaspberryPI Covid -19呼吸机的以下组件来启动我们的项目:

材料清单

我们还需要额外的纸板和管子用于机械施工。

注意:-这里,我使用的是气球而不是测试肺和BVM袋。但为了得到好的结果,请使用BVM袋和标准测试肺。你还需要对BVM袋子做一些机械上的改变,以使其正常工作。

请记住,这项DIY项目应仅在严格的医疗监督下实施。

现在让我们从一些机械安排和施工开始我们的项目。

呼吸机的施工

在这里,我们将取任何纸板,并将BVM袋固定在其平面上。(见图7)。现在我们将把管子的一端插入BVM袋子的开口(这里我使用了一个扁平的气球)。管道的另一端将连接到标准测试肺(这里我也使用了一个气球)。现在我们将另一块硬纸板放在BVM袋子的上面,这样BVM袋子的一边固定在纸板的一端,另一边用伺服电机轴固定。(参阅图7,8,9,10)。

图7.
图8所示。
图8.
图9
图10.

机械结构后,现在让我们去电子施工和编码RPi与伺服电机的连接方式如下:—

零售物价指数 伺服
接地 接地
5V. 5V.
GPIO 17 (GPIO零引脚编号) 信号引脚(黄线)

健康监测系统

要编码健康监控系统,请打开Arduino IDE,转到Library Manager并安装以下必需的库

  • SSD1306图表
  • Max30100

安装成功后,我们可以开始编码。

首先,我们将在代码中初始化库并创建两个变量val1和val2。

接下来,我们将创建一个安装OLED显示器和MAX30100传感器的设置功能。它还将设置图形长度和宽度。

然后,我们将创建一个循环函数,检查从MAX传感器的数据,显示在OLED上,并将其发送到串口。

图11所示。
图12.
图13.

接下来,按照电路图连接各部件。

图14所示。连接

现在用于可视化现场图形和健康数据,我们将在Raspberry PI中设置处理3。为此,请打开覆盆子PI并在终端中运行给定系统。

卷曲https://processing.org/download/install-arm.sh |sudo sh.

接下来,打开Processing 3(参见图15)。获取命名为“滚动graph.pde”然后将其粘贴到Raspberry Pi的Processing IDE中。

图15所示。
图16所示。在代码中更改端口名称
图17。

测试

现在给树莓派供电,然后连接到显示器上。运行呼吸机代码,然后运行健康数据代码,即“滚动图”。pde”在树莓派加工。此外,将Arduino与MAX30100连接到树莓派USB端口。

图18.移动伺服的代码,然后按BVM袋呼吸机

当风机代码运行时,伺服电机轴开始移动,导致BVM袋上的压力增加。因此,氧气通过管道,使肺变平。然后伺服电机回到原来的位置,使BVM袋子恢复到以前的状态。这个连续的过程模拟了人类肺的收缩(吸气)和放松(呼气)。

要实现健康数据可视化,只需将手指放在MAX传感器上。一旦它开始发光,就可以获得数据健康状况的实时图表。

注意: - 要更改呼吸机的呼吸速率,请在代码中添加时间延迟。

同样,对于运行状况数据监视,请将端口名称更改为Arduino的端口名称。这里我的Arduino端口名称是ttyACM0。]

恭喜,我们的Raspberypi Covid -19呼吸机的原型准备好了。

下载来源代码


本文于2020年4月24日首次发表,并于2021年5月7日更新。

12个评论

  1. 先生
    我对参与和参与建设很感兴趣
    完整的组装和加载软件
    在上面出现的电晕套件
    篇文章。
    如果任何机构愿意资助,我可以负责监督项目,直到测试和合规。
    我是一名电力电子工程师
    工程师。
    问候
    Gopal Raju.
    9535168189

    • 您可以进一步改进,并通过一些机械结构和代码修改使设计成为成品。如果你在施工中需要任何帮助,你可以修改,可以问我

  2. 你好,感谢分享你的项目。我不明白的是,伺服怎么能用这个小杠杆施加任何力呢?
    我明白你可能是低预算,而是在机械结构方面,看到完成的原型是很好的。非常感谢。

    • 机械结构可以修改,以获得更大的力量,通过将杠杆附加到伺服和杠杆的另一端固定在另一侧

  3. 先生
    我对参与和参与建设很感兴趣
    完整的组装和加载软件。
    我是计算机科学专业的
    工程师学生。

  4. 嗨,这个项目真的很好。
    我在机械结构方面有适当的管道如何与伺服电机连接。输入您的回复?

    • 这是一个DIY的概念,演示你如何设计自己的呼吸机,在这里伺服电机被用来对BVM袋或气球施加压力,推动空气进出,帮助呼吸。管接BVM袋,不接伺服电机

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