เครื่องวัดชีพจรแบบไร้สาย Wireless Heart Rate Monitor รายงานโครงการหมายเลข EE2010/1-21 นาย ปฤณ ธีรมงคล รหัส 503040433-1 นาย วีรากร ฝ่าฝน รหัส 503040939-9 1

หลักการและเหตุผล ในปัจจุบันเครื่องมือทางการแพทย์ต้องการความถูกต้อง ความแม่นยำ และความสะดวกรวดเร็วในการใช้งาน เป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับบุคลากรทางการแพทย์ ทั้งนี้เป็นเพราะว่าเครื่องมือเหล่านี้มีส่วนต่อชีวิตของมนุษย์ แต่ในบางครั้งระยะทางที่ไกลเป็นเหตุที่ไม่เอื้ออำนวยความสะดวกรวดเร็วในการรักษาผู้ป่วย ในปัจจุบันจึงได้มีการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีความพร้อมที่จะดูแล รักษาผู้ป่วยได้ทันท่วงที 2

วัตถุประสงค์ ศึกษาการส่งข้อมูลแบบไร้สายโดยใช้ Microwave Module เขียนโปรแกรมรับส่งข้อมูล เรียนรู้หลักการทำงานของเครื่องมือวัดทางการแพทย์ ออกแบบวงจรวัดสัญญาณ ECG 3

ขอบเขตการศึกษา ออกแบบรูปแบบการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณ การใช้ตัวรับและตัวส่งสัญญาณ TRW-2.4G ศึกษาการทำงานของเครื่องมือวัดชีพจร เขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมตัว TRW-2.4G โดยใช้ Microcontroller ทำการส่งสัญญาณและแก้ไขการทำงานให้มีประสิทธิภาพสูงสุด 4

ผลที่คาดว่าจะได้รับ ทำการรับ-ส่งสัญญาณอย่างมีประสิทธิภาพ ได้เรียนรู้และเข้าใจเกี่ยวกับเครื่องมือทางการแพทย์ ได้เรียนรู้กับการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นต่างๆในการทำโปรเจค ได้ทำการออกแบบวงจร ECG เขียนโปรแกรมควบคุมภายใน ไมโครคอนโทลเลอร์เพื่อควบคุมภาครับและภาคส่ง และทำให้โปรแกรมทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ 5

เครื่องวัดชีพจรแบบไร้สาย 6

โครงสร้างการรับส่งสัญญาณ 7

TRW-2.4G 8

Transmit Mode ใช้ Pin - CE, CLK1, DATA เมื่อมี data จะส่ง CE จะถูกเซ็ตเป็น high Microcontroller จะโหลด address, payload data หลังจากนั้นจะคำนวณ CRC preamble 9

Receive Mode ใช้ Pin – CE, CLK1, DATA, DR1 เซ็ต CE เป็น high TRW-2.4G จะค้นหาสัญญาณจาก Tx เมื่อได้รับ package ที่ถูกต้อง TRW-2.4G จะทำการตัดสัญญาณ preamble, address, CRC TRW-2.4G จะส่ง interrupt จาก pin DR1 ไปยัง Microcontroller Microcontroller จะ clock แต่ payload data ออกมา 10

ECG - Electrocardiography ทาแขนที่จะต่อเข้าอิเล็กโทรดด้วยเกลือเพื่อลดความต้านทานของผิวหนัง ต่ออิเล็กโทรดเข้าที่แขนสองข้าง ที่ต่อกับ Instrument amplifier ทำการวัดค่า อ่านค่าจากกราฟ 11

ECG - Electrocardiography Instrument amplifier circuit การวัดชีพจร Gain ของวงจรที่ใช้วัดสัญญาณ ECG มีค่าเป็น 10,500 เท่า 12

คลื่นสัญญาณ ECG ที่วัดได้จากการทดลอง 13

การทดลองรับส่งสัญญาณ ระยะ(m) ที่โล่ง ระหว่างห้อง 10 / 30 x 50 70 90 110 130 150 170 14

เครื่องส่งและเครื่องรับ

ปัญหาที่พบและแนวทางแก้ไข การเขียนโปรแกรม Configuration ของ TRW-2.4G มีความซับซ้อน จึงใช้เวลาในส่วนนี้มากกว่าที่วางแผนเอาไว้ วงจร Instrument amplifier ที่ใช้วัดสัญญาณ ECG พบปัญหา จึงได้ทำการปรับแก้วงจรแต่ก็ยังไม่สามารถเอาสัญญาณที่ได้มาคำนวณ จึงต้องสร้างสัญญาณ pulse ที่มีความถี่ใกล้เคียงกับสัญญาณชีพจร เพื่อทำการทดสอบการรับส่งข้อมูล 16

สรุป โครงการนี้เป็นโครงการที่ทำการออกแบบและสร้างเครื่องส่งสัญญาณที่จะช่วยส่งอัตราการเต้นของหัวใจ โดยเป็นการนำเอาเครื่องส่งสัญญาณไมโครเวฟมาเป็นตัวรับและตัวส่ง และทำการออกแบบวงจร Instrument amp เพื่อวัดสัญญาณ ECG 17