Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI Tp Hồ Chí Minh – 08/2020 NGÀNH KỸ THUẬT Y[.]
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BƠM TIÊM ĐIỆN ĐA CHỨC NĂNG GVHD: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải SVTH1: Huỳnh Thanh Nil MSSV1: 16129049 SVTH2: Trần Đình Tn MSSV2: 16129080 Tp Hồ Chí Minh – 08/2020 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BƠM TIÊM ĐIỆN ĐA CHỨC NĂNG GVHD: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải SVTH1: Huỳnh Thanh Nil MSSV1: 16129049 SVTH2: Trần Đình Tuân MSSV2: 16129080 Tp Hồ Chí Minh - 08/2020 LỜI CAM ĐOAN Đề tài nhóm tự tìm hiểu, nghiên cứu, thi cơng dựa số tài liệu trước hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thanh Hải Nhóm cam đoan không chép tài liệu hay cơng trình nghiên cứu liên quan trước nhằm mục đích phục vụ cho đề tài, có, nhóm xin chịu hồn tồn trách nhiệm Người thực đề tài Huỳnh Thanh Nil - Trần Đình Tuân iv LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Hải_ Giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp-Y Sinh trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài Chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện-Điện Tử nói chung, thầy mơn Điện Tử Cơng Nghiệp-Y Sinh nói riêng giúp chúng em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện tốt cho chúng em hoàn thành đề tài Đồng thời, chúng em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp 161290 chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn đến cha mẹ quan tâm, động viên, khích lệ chúng em suốt trình học tập thực khố luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Huỳnh Thanh Nil – Trần Đình Tuân v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM ĐOAN iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi LIỆT KÊ HÌNH VẼ viii LIỆT KÊ BẢNG xi TÓM TẮT xii Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN QUY TRÌNH TIÊM THUỐC 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Vi điều khiển 2.2.2 LCD hiển thị 2.2.3 Motor bước Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 3.1 GIỚI THIỆU 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 3.2.2 Tính tốn lựa chọn linh kiện 3.2.3 Tính tốn, xử lý giá trị thời gian thể tích nhập vào 21 vi 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 23 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 25 4.1 THI CÔNG HỆ THỐNG 25 4.1.1 Thi công board mạch 25 4.1.2 Q trình thi cơng khối kiểm tra 25 4.2 THI CƠNG MƠ HÌNH 30 4.2.1 Cố định điều khiển với mơ hình 30 4.2.2 Thi cơng mơ hình 31 4.3 LƯU ĐỒ VÀ THUẬT TỐN CHƯƠNG TRÌNH 35 4.3.1 Tóm tắt chức hệ thống bơm tiêm điện 35 4.3.2 Lưu đồ giải thuật chương trình 37 4.4 PHẦN MỀM SỬ DỤNG LẬP TRÌNH 42 Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 43 5.1 ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI 43 5.1.1 Khối nguồn 43 5.1.2 Khối vi điều khiển 44 5.1.3 LCD 44 5.1.4 Motor bước, driver thiết bị ngoại vi 45 5.2 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG HỆ THỐNG 46 5.2.1 Kết đánh giá chức bơm tiêm thông thường 46 5.2.2 Kết đánh giá chức kiểm soát đau 51 5.2.3 Kết đánh giá chức sử dụng thư viện thuốc 52 5.3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 53 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 6.1 KẾT LUẬN 61 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined vii LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1 Cấu trúc timer Hình 2.2 Cấu tạo động bước Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động động bước Hình 3.1 Sơ đồ khối bơm tiêm điện Hình 3.2 PIC 16f877A 10 Hình 3.3 Loại nút nhấn sử dụng đề tài 11 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối chân nút nhấn với vi điều khiển 16f877a phần mềm mô Proteus 11 Hình 3.5 Sơ đồ ngun lý nút nhấn tích cực mức thấp 12 Hình 3.6 Sơ đồ kết nối chân LCD với vi điều khiển 16f877a phần mềm mô Proteus 14 Hình 3.7 Động bước Nema 17 15 Hình 3.8 Vitme đai ốc 16 Hình 3.9 Khớp nối kết nối vitme trục motor bước 16 Hình 3.10 Kim tiêm 5ml 17 Hình 3.11 Khối kết nối giá đỡ kim tiêm, motor bước vitme 17 Hình 3.12 a, Khung khí chưa lắp mặt trên; b, Khung khí đậy mặt 18 Hình 3.13 a, Vị trí đặt giá đỡ kim tiêm lên khung nhơm mặt dưới; b, Vị trí đặt giá đỡ kim tiêm có mặt bên 18 Hình 3.14 Mặt bơm tiêm điện 19 Hình 3.15 Mặt sau bơm tiêm điện 19 Hình 3.16 Mơ hình bơm tiêm điện hồn chỉnh 20 Hình 3.17 Thiết kế khối nguồn nuôi cho hệ thống 21 Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lý tổng quát hệ thống 24 Hình 4.1 Mặt (a) mặt (b) khối nguồn sau hàn xong 25 Hình 4.2 Kết đo điện áp ngõ vào (a) điện áp ngõ (b) khối nguồn 27 Hình 4.3 Mặt (a) mặt (b) vi điều khiển sau hàn 28 Hình 4.4 Mặt (a) mặt (b) khối ngõ vào sau hàn 28 viii Hình 4.5 Mặt (a) mặt (b) khối output sau hàn, vị trí số chân cắm LCD, vị trí số chân cắm driver 29 Hình 4.6 Mặt (a) mặt (b) board mạch sau hàn 30 Hình 4.7 Board mạch driver sau kết nối với mặt mica 30 Hình 4.8 Mặt (a) mặt (b) khung khí hệ thống 31 Hình 4.9 Mặt (a) chưa nối dây mặt (b) kết nối dây dẫn 32 Hình 4.10 Mặt sau hệ thống 32 Hình 4.11 Hệ thống sau cố định mặt bên 33 Hình 4.12 Motor bước sau kết nối với vitme 34 Hình 4.13 phần giá đỡ kim tiêm 34 Hình 4.14 Bơm tiêm đặt khối giá đỡ 34 Hình 4.15 Hệ thống sau thi cơng hồn chỉnh 35 Hình 4.16 Vị trí nút nhấn, nút nhấn số 1: dịch chuyển bơm tiêm sang trái, nút nhấn số 2: dịch chuyển bơm tiêm sang phải 37 Hình 4.17 Lưu đồ cho đề tài 38 Hình 4.18 Lưu đồ chương trình nhập thể tích 39 Hình 4.19 Lưu đồ chương trình tính tốn giá trị 41 Hình 4.20 Lưu đồ chương trình điều khiển motor bước 40 Hình 5.1 Đế tản nhiệt cho IC LM7805 43 Hình 5.2 Lỗi thị LCD mà nhóm gặp phải 44 Hình 5.3 Nội dung LCD sau khắc phục lỗi 45 Hình 5.4 Các giá trị thời gian thể tích nhóm kiểm tra 50 Hình 5.5 Vị trí cắm nguồn cơng tắc 53 Hình 5.6 Chức điều chỉnh vị trí 54 Hình 5.7 Vị trí lắp bơm tiêm (1 vị trí tịnh tiến dùng để truyền thuốc; vị trí gáng cố định thân bơm tiêm) 54 Hình 5.8 Chọn loại bơm tiêm 55 Hình 5.9 Màn hình chọn chức số 56 Hình 5.10 Màn hình nhập thể tích 56 Hình 5.11 Màn hình nhập thời gian 57 Hình 5.12 Màn hình xác nhận bơm thuốc 57 ix Hình 5.13 Màn hình chọn chức số 58 Hình 5.14 Màn hình nhập thể tích, thời gian thời gian lần bơm thuốc 59 Hình 5.15 Màn hình chọn chức Thư viện thuốc 59 Hình 5.16 Màn hình nhập cân nặng 60 x LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1 Bảng so sánh loại LCD thông dụng thị trường 13 Bảng 3.2 So sánh tính kỹ thuật số loại Driver phổ biến 14 Bảng 3.3 Tổng hợp công suất linh kiện sử dụng cho đề tài 20 Bảng 4.1 Danh sách linh kiện sử dụng mạch 26 Bảng 4.2 Kết điện áp ngõ vào ngõ khối nguồn 27 Bảng 5.1 Giá trị thời gian, thể tích nhập vào giá trị thực tế đo kim tiêm 5ml 46 Bảng 5.2 Kết tính tổng số bước thời gian bước theo lý thuyết 48 Bảng 5.3 So sánh chênh lệch thời gian đơn vị tổng số bước 48 Bảng 5.4 Kết thời gian thể tích thu sau đổi thuật toán bơm tiêm 5ml 49 Bảng 5.5 Kết thời gian thể tích thực tế kiểm tra bơm tiêm 10ml 50 Bảng 5.6 Kết thời gian thể tích thực tế kiểm tra bơm tiêm 50ml 50 Bảng 5.7 Kết thời gian thể tích thực tế kiểm tra bơm tiêm 10ml cho chức kiểm soát đau 51 Bảng 5.8 Kết thời gian cài đặt lần tiêm cho chức kiểm soát đau 52 Bảng 5.9 Kết kiểm thể tích bơm thuốc Propofol 1% 53 xi CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ mức cho phép Như vậy, khẳng định, sau thay đổi thuật tốn bơm tiêm dường hoạt động ổn định, có độ xác không gặp lỗi chức bơm tiêm thông thường 5.2.2 Kết đánh giá chức kiểm soát đau Đối với chức kiểm sốt đau, ngồi giá trị thời gian tiêm thể tích tiêm cịn có thêm giá trị thời gian cài đặt lần tiêm Nhóm tiến hành kiểm tra giá trị thời gian nhập vào thể thích nhập vào Bảng 5.7 Kết thời gian thể tích thực tế kiểm tra bơm tiêm 10ml cho chức kiểm soát đau STT Thời gian nhập vào Thể tích nhập vào Thời gian thực tế Thể tích thực tế 01 20s 2ml 19.9s 1.95ml 02 40s 4ml 40s 4.1ml 03 60s 6ml 60s 6ml 04 80s 8ml 80s 8ml 05 100s 10ml 99.93s 9.95ml Từ bảng 5.7, ta thấy giá trị thời gian nhập vào thể tích nhập vào tương đồng với giá trị kiểm tra được, sai số nằm mức cho phép (tương tự chức bơm tiêm thơng thường) Nhóm tiến hành thực nhiều lần để kiểm tra độ ổn định hệ thống, kết thu nằm mức cho phép Đối với giá trị thời gian lần tiêm, nhóm tiến hành cài đặt giá trị 120s, 180s, 240s, 300s, 360s, qua kiểm tra, sau khoảng thời gian tương ứng nhấn nút bơm tiêm hoạt động cho lần Kết kiểm tra thể bảng 5.8 Dựa vào bảng 5.8 dưới, ta thấy bơm tiêm đáp ứng thời gian cài đặt lần tiêm Nhóm tiến hành thay đổi giá trị cài đặt, lần thay đổi lớn 999s kết đáp ứng yêu cầu BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Bảng 5.8 Kết thời gian cài đặt lần tiêm cho chức kiểm soát đau STT Thời gian cài đặt Khoảng thời gian trước Nhấn nút tiêm cho chức lần tiêm sau giá trị cài đặt kiểm sốt đau