Respirator medyczny z STONE HMI ESP32: 10 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Nowy koronawirus spowodował prawie 80 tysięcy potwierdzonych przypadków w całym kraju, a respiratorów i respiratorów brakuje w ostatnich miesiącach. Mało tego, sytuacja za granicą też nie napawa optymizmem. Łączna liczba potwierdzonych przypadków osiągnęła trzy miliony pięćset tysięcy przypadków, przy czym liczba zgonów wyniosła 240 tysięcy. W efekcie rośnie również zapotrzebowanie na wentylatory zagraniczne.

Więc tutaj postanowiłem zrobić mały projekt związany z wentylatorem. Jest to bardzo wygodne w obsłudze za pomocą ekranu portu szeregowego STONE TFT LCD. Używam go jako interfejsu wyświetlacza. Dodatkowo do wgrywania danych potrzebuję zewnętrznego kontrolera głównego. Tutaj wybrałem esp32, który jest również popularnym układem, a rozwój jest stosunkowo prosty.

W tym samouczku zbudujesz projekt ekranu portu szeregowego. Ekran może wchodzić w interakcje z MCU, sterować i generować przebieg za pomocą esp32 i wyświetlać go na ekranie. Ten projekt będzie bardzo pomocny w zebraniu krzywej częstości oddechów pacjenta.

Krok 1: Przegląd projektu

Tutaj zrobimy projekt respiratora. Po włączeniu i włączeniu respiratora pojawi się interfejs startowy i zostanie wyświetlony napis „otwarty respirator”. Kliknięcie go wywoła efekt kliknięcia, któremu towarzyszy komunikat głosowy, wskazujący, że został pomyślnie włączony. Na koniec przejdzie do interfejsu wyboru funkcji. W tym interfejsie możemy wybrać tryb respiratora: CMV PCV SIMV PS CPAP PEEP, Jeśli ustawienie jest nieprawidłowe, możesz kliknąć Reset, a następnie kliknąć OK, aby powrócić. Następnie kliknij przycisk "przebiegi dostawcy", pojawi się ten sam efekt przycisku, a następnie wejdź do interfejsu wyświetlania przebiegu tętna. W tym czasie ekran STONE TFT LCD wyśle polecenie szeregowe, wyzwalając MCU esp32, aby rozpocząć przesyłanie danych przebiegu.

Czyli następujące funkcje: ① Ekran portu szeregowego STONE TFT LCD do realizacji ustawień przycisków ② Ekran portu szeregowego STONE TFT LCD umożliwia przełączanie stron; ③ Ekran portu szeregowego STONE TFT LCD realizuje wydawanie poleceń portu szeregowego; ④ Ekran portu szeregowego STONE TFT LCD do wyświetlania przebiegu. Moduły wymagane do projektu: ① STONE TFT LCD ② Arduino ESP32 ③ Moduł odtwarzania głosu

Krok 2: Wprowadzenie i zasady dotyczące sprzętu

Głośnik

Ponieważ STONE TFT LCD ma sterownik audio i zarezerwowany odpowiedni interfejs, może korzystać z najpopularniejszego głośnika magnetycznego, powszechnie znanego jako głośnik. Głośnik jest rodzajem przetwornika, który przetwarza sygnał elektryczny na sygnał akustyczny. Wydajność głośnika ma duży wpływ na jakość dźwięku. Głośniki są najsłabszym elementem sprzętu audio, a dla efektu dźwiękowego są najważniejszym elementem. Istnieje wiele rodzajów głośników, a ceny są bardzo zróżnicowane. Dźwiękowa energia elektryczna poprzez efekty elektromagnetyczne, piezoelektryczne lub elektrostatyczne, tak że jest to papierowa miska lub wibracja membrany i rezonans z otaczającym powietrzem (rezonans) i wytwarza dźwięk.

STONE STVC101WT-01l 10,1 cala 1024x600 przemysłowy panel TFT i 4-przewodowy oporowy ekran dotykowy; l jasność to 300cd/m2, podświetlenie LED; l kolor RGB to 65K; l obszar widzenia wynosi 222,7 mm * 125,3 mm; l kąt widzenia wynosi 70 / 70 / 50 / 60; l żywotność wynosi 20000 godzin. 32-bitowy procesor cortex-m4 200 Hz; l Sterownik CPLD epm240 TFT-LCD; 128 MB (lub 1 GB) pamięci flash; l Pobieranie portu USB (dysk U); l oprogramowanie narzędziowe do projektowania GUI, proste i wydajne instrukcje szesnastkowe.

Krok 3: Podstawowe funkcje

Sterowanie ekranem dotykowym/wyświetlanie obrazu/wyświetlanie tekstu/krzywa wyświetlania/odczyt i zapis danych/odtwarzanie wideo i audio. Nadaje się do różnych gałęzi przemysłu.

Interfejs UART to RS232 / RS485 / TTL; napięcie wynosi 6v-35v; pobór mocy wynosi 3,0 w; temperatura pracy - 20 ℃ / + 70 ℃; wilgotność powietrza wynosi 60 ℃ 90%. Moduł STONE STVC101WT-01 komunikuje się z MCU poprzez port szeregowy, który należy wykorzystać w tym projekcie. Musimy tylko dodać zaprojektowany obraz interfejsu użytkownika przez górny komputer za pomocą opcji paska menu do przycisków, pól tekstowych, obrazów tła i logiki strony, a następnie wygenerować plik konfiguracyjny i na koniec pobrać go na ekran wyświetlacza, aby go uruchomić.

Instrukcję można pobrać z oficjalnej strony internetowej:

Krok 4: ESP32 EVB

Esp32 to schemat jednoukładowy zintegrowany z Wi-Fi 2,4 GHz i podwójnym trybem Bluetooth. Wykorzystuje technologię TSMC o ultra niskim zużyciu energii 40 nm, z ultra wysoką wydajnością RF, stabilnością, wszechstronnością i niezawodnością, a także ultra niskim zużyciem energii, która spełnia różne wymagania dotyczące zużycia energii i jest odpowiednia dla różnych scenariuszy zastosowań. Obecnie modele produktów serii esp32 obejmują esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3, esp32-d0wd, esp32-d0wdq6, esp32-d2wd, esp32-s0wd i esp32-u4wdh. Esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3 i esp32-u4wdh to modele chipów oparte na Eco v3.

Wi-Fi • 802.11 b/g/n • 802.11 n (2,4 GHz) do 150 Mb/s • bezprzewodowe multimedia (WMM) • agregacja ramek (TX / RX A-MPDU, Rx A-MSDU) • natychmiastowe blokowanie ACK • defragmentacja • automatyczne monitorowanie beacon (sprzęt TSF) • 4x wirtualny interfejs Wi-Fi Bluetooth • Pełny standard Bluetooth v4.2, w tym tradycyjny Bluetooth (BR / EDR) i Bluetooth o niskiej mocy (BLE) • obsługuje standard klasy 1, klasy 2 i klasa 3 bez zewnętrznego wzmacniacza mocy • ulepszona kontrola mocy Moc wyjściowa do +12 dBm • Odbiornik nzif ma czułość odbioru ble – 94 DBM • adaptacyjne przeskakiwanie częstotliwości (AFH) • standardowe HCI oparte na interfejsie SDIO / SPI / UART • wysoka prędkość UART HCI do 4 Mb/s Obsługa dwumodowego kontrolera Bluetooth 4.2 BR/EDR i ble • zorientowany na połączenie synchroniczne/zorientowany na rozszerzone połączenie synchroniczne (SCO/ESCO) • Algorytmy kodeków audio CVSD i SBC • piconet i scatternet • wiele urządzeń połączenie z tradycyjnym Bluetooth i Bluetooth o niskiej mocy • obsługa równoczesnej transmisji st i skanowanie

Krok 5: Kroki rozwoju

Arduino ESP32

Przede wszystkim rozwój części oprogramowania wymaga instalacji IDE. Esp32 wspiera rozwój i kompilację w środowisku Arduino, dlatego najpierw musimy zainstalować narzędzie programistyczne Arduino. Pobierz łącze IDE IDE:

Tutaj wybieramy zgodnie z rzeczywistym systemem operacyjnym komputera, pobierz i zainstaluj. Zainstaluj Arduino Po pobraniu kliknij dwukrotnie, aby go zainstalować. Należy zauważyć, że Arduino ide zależy od środowiska programistycznego Java i wymaga komputera PC do zainstalowania Java JDK i konfiguracji zmiennych. Jeśli uruchomienie dwukrotnym kliknięciem nie powiedzie się, komputer może nie obsługiwać JDK.

Krok 6: Kod

Polecenie edycji jest takie, jak pokazano powyżej, i

Interweave to polecenie przycisku wejścia w oscylogram wysyłane z ekranu identyfikacji Backlog to polecenie wyjścia z przycisku oscylogramu wysyłane z ekranu rozpoznawania Fala startowa to początkowe dane przebiegu wysyłane na ekran. Następnie kliknij kompiluj, najpierw kliknij pierwszy znacznik, a następnie kliknij drugi, aby pobrać płytę rozwojową esp32.

Krok 7: NARZĘDZIE 2019

Dodaj zdjęcie

Użyj zainstalowanego narzędzia 2019, kliknij nowy projekt w lewym górnym rogu, a następnie kliknij OK.

Następnie domyślny projekt zostanie domyślnie wygenerowany z niebieskim tłem. Wybierz go i kliknij prawym przyciskiem myszy, a następnie wybierz usuń, aby usunąć tło. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy plik obrazu i kliknij Dodaj, aby dodać własne tło obrazu w następujący sposób:

Krok 8: Ustaw funkcję obrazu

Najpierw ustaw obraz rozruchowy, narzędzie -> konfiguracja ekranu w następujący sposób

Następnie musisz dodać sterowanie wideo, aby automatycznie przeskakiwać po zatrzymaniu strony włączania.

Krok 9: Ustawienie interfejsu wyboru

Tutaj weźmy pierwszy przykład, ustaw efekt przycisku na stronie 3 i przejdź do strony 4.

Tutaj musisz ustawić efekt zamrożenia przycisku dla każdej opcji, aby wskazać ikonę wybranej opcji.