دستگاه نمایشگر ضربان قلب با آردوینو و صفحه نمایش رنگی

+1

برای طراحی قاب این دستگاه از محیط نرم‌افزار تحت وب Tinkercad استفاده کردم. طراحیش خیلی ساده و مینیماله، اما اگر فکر می‌کنی می‌تونی طراحیش رو بهتر کنی، حتما این کار رو انجام بده. من فایل‌های STL خروجی گرفته شده رو برات قرار دادم تا بتونی مستقیم اون‌ها رو وارد نرم‌افزار اسلایسرت (مثل Cura) کنی.

تو تنظیمات اسلایسر نیازی به فعال کردن رافت (Raft) یا ساپورت (Support) نیست، چون قطعات کاملا مسطح طراحی شدن. کار رو با اسلایس کردن پایه اصلی قاب شروع می‌کنیم؛ ابعاد این پایه دقیقا بر اساس سایز استاندارد برد آردوینو اونو طراحی شده تا برد کاملا توش فیکس بشه.

من برای پرینت پایه از فیلامنت قرمز PLA استفاده کردم، اما انتخاب رنگ کاملا به سلیقه خودته. بعد از اون، درپوش بالایی رو پرینت می‌کنیم که زمان خیلی کمی می‌بره. من برای درپوش از رنگ سفید استفاده کردم تا ترکیب جذابی با پایه قرمز بسازه.

نکته مهم: تو فاصله‌ای که پرینتر داره قاب رو چاپ می‌کنه، می‌تونی بری سراغ مرحله بعد و سیم‌کشی‌های مدار رو انجام بدی تا تو وقتت صرفه‌جویی بشه.

+3

کلا دو تا قطعه اصلی داریم که باید به آردوینو اونو وصل بشن: یکی نمایشگر رنگی TFT و دومی سنسور ضربان قلب. بیا قدم‌به‌قدم با هم پیش بریم. اول از نمایشگر TFT شروع می‌کنیم که پایه‌های بیشتری داره:

1. پایه VCC به پین 5 ولت آردوینو
2. پایه GND به پین GND آردوینو
3. پایه CS به پین دیجیتال D10
4. پایه DC به پین دیجیتال D9
5. پایه RST (ریست) به پین دیجیتال D8
6. پایه SCK به پین دیجیتال D13
7. پایه MOSI به پین دیجیتال D11
8. پایه MISO آزاد می‌مونه و نیازی به اتصال نداره
9. پایه ال‌ای‌دی (یا همون BL برای نور پس‌زمینه) رو هم به پین 5 ولت آردوینو وصل کن

بعد از اینکه نمایشگر رو با موفقیت وصل کردی، می‌ریم سراغ سنسور ضربان قلب. این سنسور سه تا پین داره: مثبت (+)، منفی (GND) و سیگنال (S). پین مثبت سنسور رو به پایه 3.3 ولت آردوینو و پین منفی رو به GND وصل کن.

در نهایت، پین سیگنال (S) رو به پین آنالوگ A0 متصل کن تا اتصالات مدار تکمیل بشه. حالا نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن و کدهای پروژه رو که در ادامه اومده، داخلش قرار بده. پورت و نوع برد (Arduino Uno) رو انتخاب کن و دکمه آپلود رو بزن. وقتی آپلود تموم شد، می‌تونی انگشتت رو روی سنسور بذاری تا ببینی ضربان قلبت روی صفحه نمایش نشون داده می‌شه یا نه.

اگر همه‌چیز درست کار کرد، وقتشه بریم سراغ جا زدن قطعات تو قاب.

+2

حالا که خیالمون از بابت عملکرد مدار راحت شد، باید قطعات رو تو قابی که پرینت گرفتیم مونتاژ کنیم. کار رو با پایه اصلی شروع کن؛ برد آردوینو رو با استفاده از چسب دوطرفه کف این قاب محکم کن. بعد سیم‌های جامپر رو طوری مرتب کن که وقتی درپوش رو می‌بندی، سیم‌ها بیرون نزنن و تحت فشار نباشن.

حالا درپوش بالایی رو بردار. سنسور ضربان قلب و نمایشگر LCD رو دقیقا تو جایگاه‌هایی که براشون روی درپوش طراحی شده قرار بده و با چسب حرارتی یا قطره‌ای محکم کن. بعد از اینکه چسب‌ها خشک شدن، درپوش رو به آرومی روی پایه اصلی قرار بده و با چند قطره چسب به هم متصلشون کن.

اگر دیدی ارتفاع پایه کمه و درپوش به خاطر حجم سیم‌ها روی پایه چفت نمی‌شه، می‌تونی یه فریم مستطیلی ساده پرینت بگیری و بین پایه و درپوش قرار بدی تا ارتفاع دستگاه بیشتر بشه. بعد از خشک شدن چسب‌ها، دستگاه ضربان‌سنج هوشمند تو آماده‌ست! تو مرحله بعد می‌بینیم که چطور باید ازش استفاده کنیم.

استفاده از این دستگاه به شدت ساده‌ست. فقط کافیه کابل USB رو به برد آردوینو بزنی و سر دیگه‌ش رو به یه منبع تغذیه مثل پاوربانک، پورت لپ‌تاپ یا یه شارژر موبایل معمولی 5 ولتی متصل کنی.

چند ثانیه طول می‌کشه تا رابط کاربری روی نمایشگر لود بشه. به محض اینکه صفحه روشن شد، انگشتت رو روی سنسور قرار بده؛ می‌بینی که سنسور نور سبز رنگش رو به انگشتت می‌تابونه و بعد از چند لحظه، ضربان قلبت به صورت زنده روی نمایشگر TFT ظاهر می‌شه.

وقتی انگشتت رو از روی سنسور برداری، بعد از چند ثانیه نمایشگر روی عدد صفر برمی‌گرده و دستگاه آماده خوندن دوباره می‌شه. اگر برنامه‌نویسیت خوبه، می‌تونی با تغییر کدها رابط کاربری، رنگ‌ها یا انیمیشن‌های نمایشگر رو کاملا شخصی‌سازی کنی.

امیدواریم از این پروژه پزشکی الکترونیکی تو تیم آیسی‌مدار لذت برده باشی. اگر این دستگاه رو ساختی یا ایده‌ای برای بهتر کردنش داری، حتما تو بخش نظرات برامون بنویس و این آموزش رو با دوستای الکترونیک‌کارت به اشتراک بذار.