Huyết tương tươi bảo quản đông lạnh g i là huyọ ết tương tươi đông lạnh HHTĐL.
Trang 11
L ỜI NÓI ĐẦ U Hin nay, hi i hóa thi t b y t c s quan tâm c a nhi u
c Vi c khám ch a b nh truy n th ng
v i các trang thi t b n d n không th c nhu c
k c s phát tri n c a y h c trên th gi i Song song vu tr b nh, vi c b o qu sinh ph m là m t khâu h t s c quan tr ng Các sinh ph c k xin, máu và các ch phn không th thi u tr và ch a b nh
c a y bác s M i ngày, có hàng tri c tiêm vc xin và truyc
bi t v i máu và các ch ph là thành ph n i không t t ng h c, ch
có th truy n t i khác Máu và các ch ph m v máu b suy gi m chng khi ra kh ng th i c n ph m b o an toàn truy n máu, chính vì th c n m t quy trình b o qu n r t nghiêm ng t Nhi u t sinh
ph m i, v i d i nhi thích h p cho vi c b o qu n máu, tuy nhiên giá thành
c nhiu y u t Chính vì nh ng lý do xu t và nghiên c u: “ Thi t k ch t o ế ế ế ạ mô đun
kh ng ch ố ế nhiệt ứ ng d ng trong các thi t b ụ ế ị lưu trữ sinh ph m ẩ ”u là
s thi t k m t m u khi n có th nh nhi n b o
qu n sinh ph m p trung vào b o qu n máu và các ch ph m Sau khi hoàn thành tôi s tích h p vào các thi t b máu và ch ph m ho ng thi
m r i vi các thit b sinh ph m khác Trong th i gian qua, nh s ng d n, giám sát c a TS Nguy n Nam Quân và các thày, cô giáo B n t y sinh - Vi Vin t
b c a Vi n Huy t h c Truy B nh vi n H u ngh Vit Nam
Cu Ba, tôi d ng s n ph m trên Tôi xin g i l i c i
Trang 22
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Máu và ch ph m máu là m t lo t ch t l ng thi t y ng
v t, có nhi m v mang các ch ng và Oxy cho các t ng th i v n chuy n các s n ph m th a c i ch t ra kh i t bào Hàn
c u truy n máu cho các b nh nhân là r t l n Ph u thu t, ch nh ung
u có nhu c u truy n máu
M c dù nhu c u r t l i không th t ng h p nhân t o, mà ch có
c nh truy n máu M c chuy n t i b nh vi n
M t ph n trong s này s c s d ng ngay Ph n còn l i s trong mt
s b nh vi n l n Huy t h c và Truyn máu TW, B nh vi n H u ngh Vi t Nam
b o qu n máu m t cách t t nh t, m i b nh vi c trang b m t s t tr sinh ph m Các t c nh p kh u t t cao, khó
c s a ch a khi x y ra s c và kinh phí s a ch a l c th c t
n hành nghiên c u ch t o, th nghi m thay th cho t sinh
ph m Vi c t ch t o s giúp gi m b i gian s a ch a cho t sinh ph m T u ch t o t sinh phc, thay th cho t nh p kh u
Sau 10 tháng ti n hành nghiên c u, t tháng 9 /201 3 n tháng 7/2014, tôi nghi m thành công thay th trên t sinh ph m dùng trong b o qu n máu và ch ph m máu , v các chn th nhi u , t chnh nhi , c nh báo,
Trang 33
M C L C Ụ Ụ
LU 1
TÓM TT LU 2
MC LC 3
CÁC HÌNH V S D NG TRONG LU CÁC BNG BI U S D NG TRONG LU 8
CÁC T VI T T T S D NG TRONG LU 10
PHN M U 11
T V 12
1.1 Ti sao cn ph máu và sinh phm: 12
1.2 Quy trình và yêu ci vi bo qu n máu và sinh ph m 12
1.2.1 Yêu c i bi v o qu n máu và sinh ph m 12
1.2.2 Yêu c i v i thit b l nh b o qu n máu và các ch ph m máu 17
1.3 Kho sát tình hình th c t : 18
1.4 Yêu cu thit k: 21
PHÂN TÍCH H TH NG 24
2.1 khi ch 24
2.2 Khi cm bi n: 25
2.3 Khi x lý tín hiu vào: 32
2.4 Khi x lý trung tâm 34
2.4.1 Khi chuy - s : 34
2.4.2 B x lý trung tâm: 38
2.5 Khu khi n 39
2.6 Khi giao tip vi s d ng 41
2.7 Khi ngun: 42
Trang 44
2.7.1 kh i 43
2.7.2 Bin áp ngu n và ch 43
2.7.3 Lc các thành phn xoay chi u c n ra t i 46
2.7.4 n áp 49
THI T K S N PH M 53
3.1 Khi cm bi n: 53
3.2 Khi x lý tín hi u: 54
3.3 Kh i x u khi n) 57
3.3.1 Vài nét v u khi n PIC 16F877A 57
3.3.2 Khi ADC trong PIC 16F877A 63
3.3.3 B nh EEPROM và Flash: 668
3.4 Khu khi n 73
3.5 Khi giao tip vi s d ng 75
3.5.1 Khi hin th LED 7 thanh: 75
3.5.2 Khi nút bm và c nh báo: 81
3.6 Khi ngun và d phòng 82
HOÀN THI N S N PH M VÀ KI M TH 84
4.6.1 m th 85
4.6.2 Kt qu 86
KT LUN 88
TÀI LIU THAM KH O 89
BI CHIU THUT NG VIT ANH 91
PH L C 92
Trang 55
CÁC HÌNH V S D NG TRONG LUẼ Ử Ụ ẬN VĂN
Hình 1.1: Mạch điều khi n t ể ủ lưu trữ Dometic 19
Hình 1.2: C m biả ến s d ng trong t ử ụ ủ lưu trữDometic 19
Hình 1.3: Bảng điều khi n t ể ủ lưu trữ sinh phẩm Dometic 20
Hình 2.1: Sơ đồ kh i ch c năng h th ng 24ố ứ ệ ố Hình 2.2: Mô hình mạch c a b củ ộ ảm biến 25
Hình 2.3: C m biả ến c p nhi t đi n 26ặ ệ ệ Hình 2.4: C m biả ến RTD 27
Hình 2.5: C m biả ến Thermistor 28
Hình 2.6: C m biả ến DS 18B20 ngoài th c t 29ự ế Hình 2.7: C m biả ến NTC s d ng trong t ử ụ ủ lưu trữ sinh ph m Dometic 31ẩ Hình 2.8: Vị trí đ t cảặ m biến trong khoang l nh 31ạ Hình 2.9: IC khuếch đại thuật toán 32
Hình 2.10: Sơ đồ chân và hình dạng OPAMPs điển hình 33
Hình 2.11: Đặc tuyến điện tr biở ến đổi theo nhiệt độ được tuy n tính hóa b i vi c ế ở ệ mắc điện tr song song [2]ở 34
Hình 2.12: Quá trình làm việc củ a b ADC 34ộ Hình 2.13: Sơ đồ chuyển đổi ADC nhanh với độ phân gi i 3 bit [6] 36ả Hình 2.14: Sơ đồ kh i b chuyố ộ ển đổi Sigma Delta [6] 37–
Hình 2.15: Bộ chuyển đổi ADC xấ p x gỉ ần đúng 37
Hình 2.16: Lưu đồ thu t toán đi u khi n Compressor 39ậ ề ể Hình 2.17: Cấ ạo Rơ le u t 41
Hình 2.22: Sơ đồ kh i ngu n 43ố ồ Hình 2.23: Bi n ápế 44
Hình 2.24: Sơ đồ cân b ng 44ằ Hình 2.25: Mạ ch chỉnh lưu cầu 45
Hình 2.26: Chỉnh lưu điệ n áp ra hai c c tính 46ự Hình 2.27: Lọc bằ ng t ụ điện 47
Hình 2.28: Lọc bằ ng cu n c mộ ả 47
Hình 2.29: Lọc hình L ngược 48
Hình 2.30: L c hình ọ 48
Trang 6Hình 3.2: Đồ ị th ph thu c vào nhi t đ cụ ộ ệ ộ ủa điện tr nhi t sau khi tuy n tính hóa55ở ệ ế
Hình 3.3: Mạch tạ o ngu n dòng s d ng LM334 [3] 55ồ ử ụHình 3.4: Đồ ị ệ th đi n áp, dòng điện và công su t trên NTC theo nhi t đ 56ấ ệ ộHình 3.5: Sơ đồ chân c a PIC 16F877A 58ủHình 3.6: Sơ đồ chức năng PIC 16F 877A 58Hình 3.7: Sơ đồ kh i PIC 16F887A 59ố
Hình 3.8: Thiết lậ p các chân chuyển đổi A/D 65
Hình 3.9: Sơ đồ chuyển đổi A/D 66 Hình 3.10: T n s ầ ố dao động tối đa của vi điều khiển tương ứng v i th i gian ớ ờ
chuyển đổi A/D 67
Hình 3.11: Lưu đồ thuật toán lưu lại giá tr nhiị ệt độ cao nh t và th p nh t trong ấ ấ ấ
các khoả ng nhi t đ không cho phép 72ệ ộ
Hình 3.12: ULN 2803 trong thực tế 74 Hình 3.13: Sơ đồ chân ULN 2803 74Hình 3.14: Sơ đồ thi t k kh i đi u khi n 75ế ế ố ề ể
Hình 3.21: Biểu đồ ờ th i gian mô tả hoạt động c a IC 74HC595 79ủ
Hình 3.22: Biều đồ ờ th i gian mô tả quét LED 7 thanh 81
Hình 3.23: Sơ đồ thi t k kh i hi n th LED 7 thanh 81ế ế ố ể ịHình 3.24: Sơ đồ thi t k kh i nút b m và c nh báo 82ế ế ố ấ ảHình 3.45: Sơ đồ kh i LM 2576 83ố
Trang 7Hình 4.5: Giá tr nhiị ệt độ trung bình đo được c a logger trong th i gian ki m thủ ờ ể ử,
trường h p ch y t ợ ạ ủ có đặt tải 86 Hình 4.6: Giá tr nhiị ệt độ trung bình đo được c a logger trong th i gian ki m thủ ờ ể ử,
trường h p ch y t ợ ạ ủ không đặt tải 87 Hình 4.7: Th i gian bờ ật/tắ t block c a t trong th i gian ki m th i vủ ủ ờ ể ử đố ới trường
h p chợ ạy tủ có t iả 86
Trang 88
CÁC B NG BI U S D NG TRONG LU N Ả Ể Ử Ụ Ậ VĂN
Bảng 1.1: Tính năng củ ủ lưu trữa t sinh phẩm Dometic 20
B ng 1.2: Yêu c u ả ầ thiế ế ủ t k c a m ch s n ph mạ ả ẩ 22
B ng 2.1: L a ch n cả ự ọ ảm biế n trong các ngành nghề 29
B ng 3.1: Các thông s cả ố ảm biế n Vishay NTC 10k 2% 53
B ng ả 3.2: So sánh tính năng các dòng sản phẩm PIC 16 F87XA 57
B ng 3.3: Th t chân và mô t ả ứ ự ảhoạ ột đ ng các chân PIC 16F877A 61
B ng 3.4: T n s ả ầ ốchuyển đổi ứ ng v i giá tr các bitớ ị 64
B ng 3.5: Thanh ghi ADCON1ả 65
B ng 3.6: C u t o thanh EECON1ả ấ ạ 69
B ng 3.7: B ng mã LED 7 thanh Cathode chungả ả 77
B ng 3.12: Thông s LM 2576ả ố 83
B ng 4.1: B ng thông s DataLoggerả ả ố 85
Trang 99
CÁC B NG BI U S D NG TRONG Ả Ể Ử Ụ LUẬN VĂN
Bảng 1.1: Tính năng củ ủ lưu trữa t sinh ph m ẩ Dometic 20
B ng 1.2: Yêu c u thi t k c a m ch s n ph mả ầ ế ế ủ ạ ả ẩ 22
B ng 2.1: L a ch n cả ự ọ ảm biế n trong các ngành nghề 29
B ng 3.1: Các thông s cả ố ảm biế n Vishay NTC 10k 2% 53
Bảng 3.2: So sánh tính năng các dòng sản phẩm PIC 16 F87XA 57
B ng 3.3: Th t chân và mô t ả ứ ự ảhoạ ột đ ng các chân PIC 16F877A 61
B ng 3.4: T n s ả ầ ốchuyển đổi ứ ng v i giá tr các bitớ ị 64
B ng 3.5: Thanh ghi ADCON1ả 65
B ng 3.6: C u t o thanh EECON1ả ấ ạ 70
B ng 3.7: B ng mã LED 7 thanh Cathode chungả ả 77
B ng 3.12: Thông s LM 2576ả ố 83
B ng 4.1: B ng thông s DataLoggerả ả ố 85
Trang 1010
CÁC T Ừ VIẾ T T T S Ắ Ử D NG TRONG Ụ LUẬN VĂN
CPDA: Dung d ch b o qu n máu, bao g ng Dextrose, Adenin
HTT: Huy
HTTĐL: Huynh
LED: Light Emitting Diode Diode phát quang
RTD:Resistance Temperature Detectors Phát hi i nhi d a trên giá tr n tr
NTC: Negative Temperature Coefficent Hi u n tr i ngh ch
vi nhi bên ngoài
PTC: Positive Temperatrue Coefficent Hi u n tr i thu n
vi nhi bên ngoài
IC: Intergrated Circuit ch M tích h p
Op Amp: Operated Amplifier Khui thut toán
I2C: Inter Intergrated Circuit
ADC: Analog to Digital Converter B chuy - s
RISC: Reduced Instructions Set Computer - T p l n hóa
ROM: Read Only Memory B nh ch c
RAM: Random Access Memory B nh truy c p ng u nhiên
EEPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory B nh cho phép ghi và xóa bn
USART:Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter Truy n và nh n d lii xng/ bi xng
PWM: Pulse Width Modulation u ch r ng xung
Trang 1111
PHẦ N M Ở ĐẦ U Lu t p trung vào gi i quy t bài toán nh nhi t sinh ph m trong nhi cho phép 4 ng cho phép so v i nhi chun là 2 C Ngoài ra mch thi t k n ph i b ng
h p nhi không thu c d i cho phép, x y ra s c nh cho
i s d ng th phòng khi xu t hi n l i h th ng Hin nay, các t sinh ph m trong các b nh vi n nói chung và t i Vi n Huy t h c & Truy , b nh vi n H u ngh Vit Nam Cu Ba Hà N i
u khi n nhi d a trên vi c u khi n t làm l nh c a Compressor,
nh n bi i c a nhi x lý thông qua Thermostat Mt
s dòng cao c d ng các mn t , b p vi
i s d m b o an toàn khi s d ng M a lulà thi t
k m n t kh u khicó th u khi n nhi trong t sinh ph m trong kho ng nh Ngoài ra m n t c n b sung
c nh báo và d phòng khi có s c x y ra D a trên các yêu c u trên, lu n
c a tôi s trình bày theo các ph n sau:
t v n Ph n này s c p v tình hình th c t c a h th ng
máu và ch ph m máu t i Vi n Huy t h c & Truy n máu Trung
và b nh vi n H u ngh Vi t Nam Cu Ba Hà N i, s c n thi t ph i
thay th u thi t k c th
CPhân tích h thng Ph n này s u bài
kh i, lý thuy t, thu gi i quyt các yêu
c u trên
t k h th ng Ph t k d a trên các phân tích a chn linh ki thi t k
n ph m hoàn thi m th
ho ng ca sn ph m
Trang 121.1 Tạ i sao cần phải lưu trữ máu và sinh phẩm:
c tính c a các chuyên gia, m Vi t Nam c n g n 5 tri u
ph c v u tr và c p c u Tuy nhiên theo s li u t Ban ch
o Qu c Gia V ng Hi n máu tình nguy
c 1 tri máu (s li l hi n máu tình nguyt 59%, ch m c kho ng 30% nhu c u ctr i
bn nay trên th gi Vit Nam, khoa h c v
t thay th ngu n máu l y t i, chính vì th t t c ngu u tr cho bu b t bu c ph i hi n t ng Nhi u ca b nh m tr tr ng
vi b nh c n ph i tr i qua quá trình sàng l c, tách ghép vô cùng kh t khe và
ph c t p, b s r t d b h ng do các tác nhân bên ngoài Vic bo qu n máu ph i tuân theo m t dây chuy n v i nh ng yêu c u nghiêm ng t
1.2 Quy trình và yêu cầu đố i với bảo quản máu và sinh ph m ẩ
1.2.1. Yêu cầu đối với bảo quản máu và sinh ph m ẩ
Máu toàn phần:
Là máu l y t m ch c b o qu n trong túi (chai) có ch t ch o qu n máu Hi n nay dung d ch b o qu ng là CPDA g ng dextrose, adenin M máu toàn ph n 250ml có kho ng 30 40g huy t s c t Vit Nam có các lo máu 250ml,
Trang 13Ch nh:ng h p b nh nhân m t nhi u máu (m) Không nên dùng: Bnh nhân suy th n, suy tim, ch thi n
Khố ồi h ng c u: ầ
Là máu toàn phc ly tâm và tách ph n huy trên sang 1 túi khác Tu cách s n xu t mà có các lo i kh i h ng c u sau:
Khối hồng cầu đậm đặc:
S n xuả ất đơn giản b ng cách ly tâm, tách ph n l n huyằ ầ ớ ết tương trên sang 1 túi
khác, để ạ l i trong túi là kh i hồố ng c u có Hematocrit ầ khoảng 75%
Thành phn: H ng c u, b ch c u, ti u c u, m t ít huy
B o qu n: 2 6 °C
Ch ng h p thi u máu
M t s b t l c nên truy n ch m, nh t là lúc m i b u truy n cho
i b nh, còn nhi u b ch c u nên có th gây ph n ng truy n máu và gây tan másm do các ch t gi i phóng t b ch c u, còn huy a kháng th
Trang 14Khối h ồ ng cầ ọ u l c bạ ch c u và kh ầ ố i h ồ ng c ầ u chi ế u x ạ :
Là khối hồ ng cầu đã được dùng màng lọc bạ ch c u hay tia x hoầ ạ ặc cả hai.
B o qu n: 2 i 2 tu n t khi chi u x , n u dùng màng l c r i (h ) thì sau
l quá 24 gi
Thành ph n: H ng c u, B ch c u còn l i r t ít (l c b ch c u), B ch c u b b t ho t (chiu x )
Ch nh: Cho b nh nhân thi u máu có gi m n ng mi n d c bi t b nh nhân ghép t ng, b nh nhân chu n b ghép
m bi ta s d ng c chi u x và l c b ch c u
máu s truy n cho b nh nhân ghép
Khố ể ầi ti u c u: Bao g m 2 lo i sau
Khối tiể ầ u c u tách t máu toàn ph n: ừ ầ
Bằng ly tâm các túi máu toàn ph n, g n l y l p Buffy coast r i ly tâm tách l y ti u ầ ạ ấ ớ ồ ấ ể
c u.ầ Thường t 3-ừ 4 đơn vị máu toàn ph n cùng nhóm ABO có th chu n b ầ ể ẩ ị (sả xuấ n t)
được 1 đơn vị pool ti u c u (t p h p ti u c u t nhiể ầ ậ ợ ể ầ ừ ều người cho máu)
B o qu n: N 22°C, l c liên t c 3-5 ngày N u pool (tr n) qua h thng h i 24 gi
Thành phn: S ng ti u c u/ pool kho ng 1,5 x 1011
Trang 1515
Ch nh : Các b nh gây gi m ti u c c bi t gi m ti u c u tr b nh ác tính
Khối ti ể u c u tách chi ầ ế t ( apheresis)
Dùng máy tách t bào v i b kit (d ng c ) chuyên dế ớ ộ ụ ụ ụng để ấ l y ti u c u t mể ầ ừ ột
người cho
Thành ph u c , có ít b ch cu
B o qu n : 22°C trong máy l c liên t c, tc 5 ngày
Ch nh: Các b nh gi m ti u c u n ng; s t xu t huy t có gi m ti u c u n ng, gi m
tiu cu tr hóa ch t, trong các bnh suy t y, r i lo n sinh t y
i v i xu t huy t gi m ti u c u mi n d ch, ch nh kh i ti u c u khi xu t huyt,
t huy t n ng, ho c s ng ti u c u th p (< 20.109/l)
Huyết tương tươi đông ạ l nh
Phầ n huyết tương tách ra từ máu toàn ph n trong th i h n 6 gi k t lúc l y máu ầ ờ ạ ờ ể ừ ấ
g i là huyọ ết tương tươi (HTT) Huyết tương tươi bảo quản đông lạnh g i là huyọ ết
tương tươi đông lạnh (HHTĐL)
Thành phn:
+ Các y u t huy min dch
+ Y u t n v ng
+ Y u t VIII, còn kho ng 70%
ng huy m máu hi n nay có dung tích kho ng 125
ng pool (g ng HTT c máu toàn ph n cùng
Trang 1616
Huya các y u t lây nhi m nên có th dùng hóa ch t ho c tia cc tím c ch virus
T a (cryo) ủ
Để HTTĐL ở 4°C, huyết tương tan ra có 1 phầ ủn t a, li tâm thu nh n các tậ ủa này đó
là cryo (tủa VIII)
Thành phn: N VIII kho ng 2- /ml, Y u t V, Fibrinogen
B o qu
Ch nh: + B nh nhân r i lot fibrinogen, DIC)
+ B nh nhân Hemophilia A
Huyế tương tươi đã tách tủt a:
Phầ n huyết tương tách ra sau khi lấy tủ ở HTTĐL có thể ả a b o qu n l i - 25°C ả ạThành phn: Albumin, m t s globulin, mt s y u t u t IX)
B o qu
Ch nh: M t huy , Tai bi n quá li u kháng vitamin K
Huyết tương đông lạnh:
Tách t ph n Buffy Coast và t p h p (pool) c a nhiừ ầ ậ ợ ủ ều người cho máu.
Thành ph n: Ch a nhi u b ch c u h t, h ng c u và m t s t bào lympho, các ch t
bch cu gi i phóng, t p h p t nhi m virus r t cao
B o qu n: 22 i 24 gi
Ch nh: b nh nhân nhi m trùng n ng, không còn b ch c u h u tr b ng kháng sinh không k t qu
Chế ph m huy ẩ ết tương bấ t hoạt virus
Dùng các hóa cht, ho c tia c c tí m chi u b t ho t virus
- Y u t c: bt ho c t nhii cho
- Các ch t chi t t huy
Trang 17Thi t b l kho ng tr ng trong khoang b o qu bdòng khí, d ki m tra và quan sát;
Nhi u m i v trí bên trong khoang b o qu n;
Thit b l nh ph i có h th ng theo dõi nhi ng các yêu c u sau:
Có ch b o qu n riêng, có nhãn phân bi t cho t ng lo i máu, ch phsau:
- Lom an toàn s n sàng c p phát;
- Lom;
- Lom và có kt qu b ng
Yêu cầu đố ớ ủ ại v i t l nh b o quả ản đơn vị máu, ch ph m máu ế ẩ
Nhi bên trong khoang b o qu n luôn t 2 on 6oC;
Bm s u nhi t c a khoang b o qu n b ng b c v i
qut thông gió;
C bên trong khoang b o qu n, mà không
c n m cánh t
Yêu cầu đố ới v i quầy đông lạnh b o quả ản đơn vị máu, ch ph m máu ế ẩ
Nhi bên trong khoang b o qu n luôn có nhi t âm 18oC (-18oC) tr xu ng
tu theo yêu c u b o qu n c a lo i ch ph c phê duy t;
Trang 1818
Có kh nh k t nh ho c ph nh k bám dính dàn l nh
Yêu cầu đố ới v i máy l c và t b o qu n ti u c u ắ ủ ả ả ể ầ
Nhi bên trong khoang b o qu n luôn t 20 oC n 24oC;
Bm s u nhi trong t b ng b c v i qu t thông gió;
c các túi ti u c bên trong khoang b o qu n, mà không c n
m cánh t;
Máy l c theo chi u ngang;
Có h th ng khi máy l c d ng ho ng ho c có nh ng b ng 1.3 Khảo sát tình hình thự c tế:
Vin Huy t h c và Truy qu n trong vi c thu thp, x lý và b o qu n máu t r t nhi u ngu n trong c c Hi c vai trò c a khâu b o qu n máu và ch ph m t máu, t d ng h th ng t chuyên d máu Các t máu và sinh ph m t n l n là các t nh p ngo i theo d m b o các tiêu chu i v i thi t b tr và b o qu n máu và các ch ph m máu Tuy nhiên sau m t th i gian, m t s t vì nhi u nguyên nhân mà b ph u khip s c gây l i h thng ho c ng ng
hong Theo thông tin cung c p c a Vi n Huy t h c và Truy chi phí cho mi ln mi chuc ngoài bng, sa cha các thi t b trên là
rng th i v i m i chuy y thng kéo dài, n
và b o qu n máu và ch ph m máu, b i m i ngày Vi n Huy t h c và Truy i ti p nh b o qu n, chi t tách
và sàng l phc, máu là thành ph n không t u ch c
mà ch có th c cung c p t i hi , b o qun
i quy trình kh t khe và tuy i an toàn Chính t các lý do trên mà các k
i Vi n Huy t h c và Truy xu t v i nghiên c u thi t k
m ch thay th m b o ho ng c a t ng th i d dàng l t, b o trì khi có s
c
T máu và sinh ph c s d ng Vin Huy t h c và Truy n máu
và b nh vi n H u ngh Vi t Nam Cu Ba Hà N c s n xu t b i
Trang 1919
hãng Dometic Luxembourg T m b o nhi trung bình trong khon 6
C, phù h p v i vi c b o qu n máu và các ch ph m máu T bao g m 2 c m bi n,
t i c a t m b o chính xác nhi trong t Ngoài ra, t máu và sinh ph m Dometic còn có ch
hi n th nhi trong tng th i c nh báo khi h th ng b l i M u khi n ngoài nhi m v thu th p d u nhili c và hi n th u khi n
h thng máy nén khí l nh và qu t trong t Các nút b m giúp hi u ch nh d i nhi c nh báo trong t Ngoài ra, t còn có nút b nh b t tquang và bt ch rung chc m t kính ca t
Hình 1.1: Mạch điều khi n t ể ủ lưu trữ Dometic
Hình 1.2: Cả m biến s d ng trong t ử ụ ủ lưu trữDometic
Trang 2020
Hình 1.3: Bảng điều khi n t ể ủ lưu trữ sinh ph mẩ Dometic
Mt s m ca t c trình bày trong b ng sau:
B ng 1.1ả : Tính năng củ ủ lưu trữa t sinh ph m ẩ Dometic
C m bi n ả ế
C m bi c bc trong mt ht dung d ch có tính cht hóa lý dung d ch máu m b dung
Trang 2121
S d ng tín hi u khi u khi n h thng làm l nh và qu trong t
Khi nhi trong d i cho phép s máy nén làm l nh ch ng
Khi nhi c c m bi n khoang trên quá nhi ng trên s
h th ng làm l nh
C nh báo và b o v ả ả ệ
Khi nhi ng s c và còi báo
u vào b l i (quá t i, s t á s c và còi báo
Khi xy ra l i h th ng s có thông báo thông qua m ch ngoài c nh báo t xa
Khóa an toàn
Các tính năng khác
i giá tr nhi cao nh t và th p nh t trong m i l n l i h th ng
Bt/ tnh quang trong t qua nút b m ngoài
Ch c m t kính c a t b ng nút b m b t/ t t ch rung Theo kh o sát tình tr ng c a t sinh ph m trong Vi n Huy t h c & Truy n
và B nh vi n H u ngh Vi t Nam Cu Ba, hi n t i có 10 t trong tình tr ng không ho c, do nhi u nguyên nhân V i yêu c u c a dây chuy và b o qu i c n ph i có s n ph m nh và có th n i
a hóa, thay th khi g p s c V m trên, c n ph a các yêu c u ch n ph m thi t k
1.4 Yêu cầu thiế t kế:
Sau khi tìm hi u v t sinh ph m t i Vi n Huy t h c và Truy n máu Trung
u v thi t k s n ph
Đo và giám sát nhiệ ộ t đ :
M u khi n s d a trên 3 thông s chính: nhi
bu ng trên, bu i, và nhi trung bình ca t sinh ph m H thng s
d ng 2 c m bi t bu ng trên và bu i c a t , nhi c s c
Trang 2222
c ng trung bình và so sánh v i nhi chu u khi n Compressor Nhi
c t - 15 n 20 phân gi C, sai s không quá 2%
Điề u khi n nhi t đ trong t : ể ệ ộ ủ
Khi nhi c quá nhi cho phép c a t , mu khi n s u
u khi n Compressor ho ng làm l nh t Khi nhi n m trong d i cho phép,
mu khi n s ng Compressor
Hiể n th và hi u ch nh: ị ệ ỉ
Nhi hi n th d dàng quan sát, hi n th phân gi n
C Có các nút b m: SET, WARM, COLD hi n th và hi u ch nh các giá tr c nh báo
C nh báo: ả
H thng có ch thng g p s c nh báo s b ng th i còi s c i s d ng kh ng l i h thng
ho c xem xét s c kh c ph c Ngoài ra h thng có th c nh báo t xa khi x y ra
H thng hong trong u ki n nhi m c a phòng Ngoài ra thi t k
h thng c n nh và n a hóa, linh ki n d dàng thay th khi g p s c
B ng 1.2: Yêu c u thi t k c a m ch s n ph m ả ầ ế ế ủ ạ ả ẩ
Yêu cầu chức năng
1 Giám sát nhi bui trong kho ng t 2 n
6 C
2 LED hi n th i s d ng theo dõi nhi trong bu ng
3 Có th hi u ch nh nhi yêu c u trong bu ng phù h p v i t ng lo i
Trang 2323
máu và t ng lo i ch phm b o qu n
4 u khi n block c a bu ng sao cho nhi luôn nh
5 Có h th ng c nh báo khi nhi n m ngoài kho nh
6 C nh báo t xa khi x y ra l i h thng
7 i giá tr nhi cao nh t và th p nh t c a t trong các kho ng
Trang 24 Khu khi n: Kh i trung gian gi a kh i x lý trung tâm và u ch p hành, m v p nh n tín hi u t kh i x ti lý trung tâm, x u khi u ch p hành ho ng
Khi ngu n: Có ch p toàn b n áp cho m ch ho ng,
ng th ng khi xu t hi n s c n áp
Trang 2525
Qua toàn b n i dung ph n 2.1, chúng ta có th hình du n v cha
s n ph m, thông qua vi c nh n bi t, x lý các thông tin v nhi u khi n, giao ti p v i s d ng Các ph n ti p theo s t t ng
khi ch có th i pháp thit k cho s n phm
2.2 Khối cảm biến:
Các b c m bi ng là “thiế ị ảt b c m nh n và ậđáp ứng v i các tín hiớ ệu và kích thích” [ Theo mô hình m ch ta có th coi b c1] m
bit m ng hai c a vào là bi n tr ng thái c a ra là
ng y c a b c m bi n v u vào x ng d ng phi
n (nhi, áp sung y d dòng
Hình 2.2 Mô hình m ch c a b c : ạ ủ ộ ảm biến
Quan h gi ng và kích thích c a b c m bi n có th i dng b ng giá
tr th ho c bi u th c toán h c (hàm truy n) Hàm truy n có th c bi u di n
i d ng tuyn tính ho c phi tuy a ho
V i yêu c u c a bài toán, chúng ta c n ph i nhi Theo c m quan, nhi ch tr ng thái nóng hay l nh c a m t v t
n v t lý, nhi là k t qu c a các phân t trong m t v t ch a vt cht Trong th c t , quá trình truy n nhi t có th theo ba cách: đối lưu, dẫn nhi t và ệ
b c x nhiứ ạ ệt C m bi n nhi , d a trên các hình th c truy n nhi t trên, có th thit
k theo d ng ti p xúc d a trên quá trình truy n nhi t ho c thi t k theo
d t xa thông qua hình thc bc x nhi t
M t s c m bi n nhi c thi t k d c tính th i c a v t li u khi
có s i v nhi dãn n do nhi t c a kim lo c tính phát sáng ca
m t s v t li c bi t khi g p nhi c t , vi c ch t o và thi t k các c m bi n nhi yêu c u r t nhi m và x ng th i trong ph n
Trang 2626
lng hng v nhi t r t khó phân bi t và phi tuy u ra
cm bi n c n phi b sung các khâu khung hóa
Hin nay, các c m bi n nhi c thi t k d a trên 2 công ngh n tr v t lii theo nhi (thermoresistivity) ho i theo nhi (themoelectricity) Các c m bi n tr i theo nhi , d a trên nguyên lý hong và v t li u ch t o, có th k n bao g m c m bi n RTD, c m
bi n thermistor, c m bi n d a trên ti p giáp diode, c m bi n bán d
t s a ch n c m bi n nhi :
Cặ p nhiệt điệ n
C p nhi t n g m 2 ch lit u kim loi khác nhau, hàn dính m t u Nguyên lý
ho t ng c a c p nhi t n d a trên áp s bi n i n gi a 2 u c p nhi t n, nhi t thay i cho ra su t n ng thay i (mV) C m bi n nhi t d ng này có
m b n, c nhi t cao, tuy nhiên b nhi u y u t nh ng làm s , sai
nh y không cao D i nhi t c có th dao ng t - 100 0C n 1800 0C
C p nhi n ng dùng trong các lò nhi t, các th h ng làm vi trongc môi
ng kh t nghi t, ho c có th dùng trong các b ph n nhi t nh t máy
c ng d ng r ng rãi trong s n xu t công nghip, luy n kim, hay gia công
v t li
Trên th ng hi n nay có nhi u lo i c p nhi t n khác nhau (E, J, K, R, S, T,
vì m i là lo i c p nhi t n c c u t o b i 1 ch lit u khác nhau, t
su t n ng t o ra khác nhau d n n d i khác nhau i s d ng
c n chú ý u này có th ch lo l a n i c p nhi t n phù h p v i yêu c u c a mình
Hình 2.3: Cả m biến c p nhi t đi n ặ ệ ệ
Trang 2727
C m bi n RTD: ả ế
C u t o c a RTD có g m dây kim loi làm t : ng, Nikel, c qu n tùy theo hình dáng c a u Khi nhi t thay i, tr n gi a hai u dây kim loi này s thay i, và tùy ch lit u kim lo có i s tuy n tính trong m t kho ng nhi t nh t nh C m bi n RTD chính xác có cao c p nhi t n, d s d ng
chi u dài dây không h n ch , tuy nhiên d i nh c p nhi t n, giá thành
loi 2 dây, 3 dây và 4 dây Lo i 4 dây cho t qu chính xác nh k t
Hình 2.4: Cả m biến RTD
C m bi n Thermistor: ả ế
C m bi n Thermistor có c u t o làm t h n h p các oxid kim lo i: mangan, nickel,
m bi n d ng này s n tr khi nhi i C m bi
m b n, ti t ki m chi phí, d ch t o, tuy nhiên d i tuy n tính h c dùng làm các cho v , ép vào cu n t ho c các ng
d ng trong nhi t lnh
c c u t o t h n h p các b t ocid Các b c hòa tr n theo t
l và kh ng nhc nén ch t và nung nhi cao Và m
dn c a h n h p này s i khi nhi i Có hai lo i thermistor: H
s nhi - n tr ; H s nhi t âm NTC n tr gi m theo nhing dùng nh t là lo i NTC
Trang 2828
Hình 2.5: Cả m biến Thermistor
C m bi n bán dả ế ẫn:
C m bi c c u t o t các lo i ch t bán d n Nguyên lý ho ng c a c m bi n bán d n d a trên s phân c c c a các ch t bán d n b ng b i nhi Nó có
m v ti t ki m chi phí, d ch t nh y cao, ch ng nhi u t t, m ch x lý
n, tuy nhiên không ch u nhi cao, kém b n C m bi ng
không khí, dùng trong các thi t b o v các m n t
i, c m bi n nhi t bán d n là nh ng lo i c m bi c ch t o t nh ng cht bán d n Có các lo a chúng là d a trên
m phân c c c a các l p P-N tuy n tính v i nhi ng Ta d dàng b t
g p các c m bi n lo i d ng diode ( Pt100), các lo i IC
a chúng là nhi i s n
c phân áp t m n áp chu n có trong m ch G
i IC c m bi n nhi t cao c p, chúng h tr luôn c chu n truy n thông I2C (DS18B20) m ra m ng m i trong thit k c m bi n
c ch t o t các thành ph n bán d n nên c m bi n nhi t bán d n kém b n, không ch u nhi cao N ng b o v có th làm h ng c m bi n C m
bi n bán d n mi lo i ch tuy n tính trong m t gi i h i này cm bin
s m t tác d ng H t s n ta lo i c m bi c s chính xác Lo i c m bi n này kém ch ng kh c nghi t: m cao, hóa ch t có tính c va ch m m nh
Trang 2929
Hình 2.6: Cả m biến DS 18B20 ngoài th c t ự ế
Có r t nhi u lo i c m bi khác nhau, và vi c l a ch n chúng ph thuc vào r t nhi u y u t chính xác, kho ng nhi t, t ph n ng (hóa h c, v n) và giá thành Vi c l a ch n c m bi n không h d dàng,
S n xu t hàng hóa C m bi n bán d n, c m bi n t ,
PT100 Công nghi p c ng kh c
Trang 30t m)
Theo kh o sát, c m bi n s d ng trong t sinh ph mDometic là c m bi n NTC, giá tr n tr i theo nhi m bi n thu c d ng c m bi n Themistor Nó khác v i c m bi n RTD c ch t o b ng v t li u bán d n
ho c oxit kim lo i Chính vì th mà n ruy n c a c m bi n RTD luôn là
Trang 3131
Vn tr nhi t NTC, C = 1mW/ 0C
Quan h gi ng và kích thích có th theo dõi qua b ng th sau:
Hình 2.7: Cả m biến NTC s d ng trong t ử ụ ủ lưu trữ sinh ph m Dometic ẩ
(Ngu n: Tài liồ ệu hướng dẫn về tiêu chuẩn vàng (Gold Safety Standard) đối
với tủ lưu trữ sinh ph m Dometic) ẩ
m b chính xác, c m bi t i khoang l nh,
do có s chênh l ch nhi gi a 2 khu v c Nhi s c c ng trung bình và s
d ng các phép tính sai s u cu khi n
Hình 2.8: V ịtrí đặt cả m biến trong khoang l nh ạ
(Nguồ n: Tài li u hư ng d n vệ ớ ẫ ề tiêu chuẩn vàng (Gold Safety Standard) đối
với tủ lưu trữ sinh ph m Dometic) ẩ
Trang 3232
phù h p v i yêu c u c a thi t k , tôi l a ch n c m bi n có thi t k c tính
m bi c s d ng trong các t sinh ph m Dometic
2.3 Khối xử lý tín hiệ u đ ầu vào:
t, tín hic khi vào b x lý trung tâm c n ph c bi n
i sao cho có th x lý m t cách d dàng nh t M ch x lý tín hi u vào là m t thi t b k thu t làm nhi m v bi i, gia công thông tin tính toán, ph i h p các tin
t c v i nhau trong m t h v t lý th ng nh t M ch x lý tín hi [1] u vào có tác
d ng bi i giá tr u ra c a c m bi n thành d ng có th x c b i b x lý
ng th nh chính xác ca thit b th
Có nhi u lo i m i theo ch k ch t l ,
m ch khu i, m ch so sánh, m ch t
M ch khuạ ếch đạ i thuật toán:
M ch khu i thu t toán (Operational Amplifier: Op-Amps) có ký hihình sau:
Hình 2.9: IC khuếch đại thuậ t toán
t vi m r t thông d ng do trong Op-Ampsc tích h p m t
Trang 3333
H s khu i c a Op-Amps r t l -Amps khu i c
nh ng tín hi u v ch vài ch c mico Volt
Do các m ch khu i vi sai trong Op-c ch t o trên cùng m t phi n
T ng tr ngõ ra th p, cho phép Op-Amps cung c p dòng t t cho ph t i
t r ng, cho phép Op-Amps làm vi c t t v i nhi u d ng ngu n tín
hich khác, Op-Amps không th làm vi c
nh khi làm vi c v i t n s và công su t cao
chân và hình d ng m t op- n hình
Hình 2.10: Sơ đồ chân và hình d ng OPAMPs ạ điển hình
Phương án thiế ế ạt k m ch x lý tín hiử ệu đầu vào trong đề tài:
Trong nhi ng hi t mong mu n có th chuya i hàm truy n phi tuy n thành hàm truy n tuy n tính ho tuy n tính trên t ng kho u này giúp cho vi c x lý tín hi u d C m bi n NTC có hàm
bin tr theo nhi t hàm phi tuy n
th c hi n tuy n tính hóa chúng ta có th m c song song v n tr khác Giá [2]tr n tr bi tuy n tính theo nhi trong m t s kho ng, chúng ta s tính toán giá tr n tr bii tuy n tính trong kho ng nhi c thi t k m t ngu n dòng
t o giá tr n áp bi n thiên tuy n tính theo nhi x lý trung tâm
Trang 3434
Hình 2.11: Đặc tuyến điệ n tr biở ến đổi theo nhiệ ột đ được tuyế n tính hóa bởi việc
mắc điện tr song song ở [2]
2.4 Khối xử lý trung tâm
Kh i x lý trung tâm có nhi m v x lý các thông tin t kh i x lý tín hi u
nh t i m ch u khing thi kh i giao ti p
v i s d c các tín hi t kh i x lý tín hi u vào,
c n ph i có m t b chuy - s
2.4.1. Khối chuyể n đ ổi tương tự - s : ố
Tín hiu vào sau quá trình x lý s là m t hàm truy i theo nhi Tín hi u này là tín hi ng thái tr
ng v i các nhi khác nhau Trong khi m n t và b x lý trung tâm ch có th hi u 2 tr ng thái 0 và 1 Vì v có th làm vi c v i tín hi u này, chúng ta
c n ph i bi i tín hi v d ng tín hi u s , thông qua b chuy
t - s (Analog to Digital Converter, vi t t t là ADC) Sau khi bi i v d ng s, thông tin có th , x lý ho c truy ng c a b x lý trung tâm
Nguyên t c làm vi c c c minh hsau:
Hình 2.12: Quá trình làm việc củ a b ADC ộ
Trang 35 chu n
Do yêu c u c a bài toán c n ph i khôi ph c giá tr c a nhi t i t ng thm
l y m u, không chú tr n d ng c a hàm truy n nhi theo th i gian, b i v y trong n án này chúng tôi t ng t hóa và mã hóa tín
hi u
ng t nh giá tr ng t hóa nào g n nh t v i giá tr l y
m u, hay nói cách khác, chúng ta gán giá tr ng t hóa v i giá tr l y m i giá tr l y m u n m trong kho ng gi a 2 giá tr ng t hóa, vì v y s t n t i sai s
gi a các giá tr l n c a sai s chính xác cng, ph thuc vào s
ng t hóa S ng bit càng nhi chính xác càng cao Có 2 thông s quan tr ng c ng t hóa bao g m:
Độ phân gi i (resolution):Khái ni ả phân gi ch s bit c n thi t
ch a h t các m c giá tr s ngõ ra N u m t m ch chuy phân gi i
n bit thì s có 2 n m c giá tr có th có ngõ ra s phân gi i liên quan m t thi n chng chuyi ADC, vi c l a ch phân gi i ph i phù h p v chính xác yêu c u và kh lý cu khi n
Điệ n áp tham chi u (reference voltage): ế n áp tham chi u (Vref) ng là giá tr n áp l n nh t mà b ADC có th chuy i Trong các b ng là thông s t bn áp l n nh t mà thi t b có th chuy i
Ví dụ: m t b phân gi i) có Vref=3V, phân gi i 10 bit V y b
ng t hóa s g m 1023 m c (1023=2 10-1) M i kho ng t ng vi giá tr n áp 2.9 mV (3V / 1023 = 0.0029 V) Gi s n áp vào 1V, nó s
ng v i giá tr ng t hóa 344 (344 = 1/ 0.0029) B ADC này s không th phân
bi t các giá tr nh y n áp tham chi u phân gi i
chính xác c a quá trình chuy i, vì v y chúng ta c
Trang 3636
chn áp tham chi u phù h c nh l n nh t c a tín hi u
n
Sau mng t hóa là m ch mã hóa Trong m ch mã hóa, k t qu ng t hóa
c s p x p l i theo m t tr t t nh nh ph thu c vào lo i mã yêu c u ra
b chuy i
Các b chuy i A/D có th ia ra làm các d ng sau: ch
- B chuy ộ ển đổ i A/D nhanh (Flash ADC): d a trên các b so sánh ghép song song, m i b so sánh s i chi n áp vào v i các m c tham chi u khác nhau
Hình 2.13: Sơ đồ chuyển đổi ADC nhanh với độ phân gi i 3 bit [6] ả
- B chuy ộ ển đổ i Sigma – Delta: B chuy i s u sau l y m u qua m t m ch tích phân, tín hi u này s so sánh v i m c GND qua m t b so sánh L p l xu t ra m t chu i bit, chu i bit này s t l v i
n áp vào
Trang 3737
Hình 2.14: Sơ đồkhố ộ chuyển đổ i b i Sigma Delta [6] –
- B chuy ộ ển đổ i x p x g ấ ỉ ần đúng: Thay vì so sánh lt các m c giá tr , b chuy i s so sánh và tìm ra t ng giá tr bit t bit n bit th p, thông qua
vic so sánh vn áp trung bình c a m
Hình 2.15: B ộchuyển đổi ADC xấ p x gỉ ần đúngHin nay các b chuy i A/D có th là các IC chuyên d ng ho c tích h p vào u khi n Do ph m vi c a lu, tôi l a ch chuyi A/D tích hu khi t ki m chi phí và thi t k g n ti
nh
Trang 38 i v i yêu c u c a bài toán, b x lý trung t m c n ph i x lý các tham s sau:
Nhi c c a c m bi t t i khoang trên (Temp Above)
Nhi c c a c m bi t t i (Temp Below)
Nhi trung bình c a 2 khu v c (Average Temp)
Nhi t (Set Point)
Nhi c nh báo khi nhi quá cao (Warm Alarm)
Nhi c nh báo khi nhi quá th p (Cold Alarm)
u khi n s phân tích các tham s i các khu khi n và kh i giao ti p v i s d ng
Qua quá trình tìm hiu khi c s d ng ph
bi n Vit Nam hi n nay:
MCS 51
H u khi n MCS- c hãng Intel gi i thi i các thành
u tiên bao g m: 8031 (không có ROM n i), 8051 (có ROM n i) và 8751 (có EEPROM n i) Các ch m: nguEEP(tr 8031), 128 byte RAM d li a ch
và d u 64 kB, chu k máy g m 12 xung clock, 32 chân I/O t li chc thành 4 port (8031 ch có 16 chân), c ng n i ti p nhi u ch , 2 b nh th i (timer/counter) 16-bit, s h c nh phân và th p nhân, b nhân/chia ph n c ng, và m t s chkhác
AVR
AVR là m t h u khi n do hãng Atmel s n xu u khi n 8 bits v i c u trúc t p l n hóa-RISC (Reduced Instruction Set Computer), mt
ki u c u hi trong các b x lí
Trang 3939
AVR có cng truy n cho b nh d u (data memory li
ng truy n cho b nh c tách riêng Data memory bus ch c k t n i v i h u h t các thi t b ngoi vi
PIC
PIC nói chung là h u khi n 8-bit/16-bit, d a trên ki n trúc Harvard s i,
v i t p l nh rút g n (do v y PIC thu c lo c s n xu t t n
p th p PIC16, cho n dòng c p cao PIC18 Hi n
u khi n 16-bit, g m PIC24H và PIC24F Hãng
a gi i thi u khi n 32-bit, PIC32MX, da trên lõi MIPS32 M4K
Do ch y u khi ng th i xét v giá thành, kích
c và yêu c u l p trình, tôi s l a ch u khi n PIC cho Lu t t nghi p này
2.5 Khố i đi ề u khiển
Khu khi n có nhi m v x lý yêu c u do b x i v i
t sinh ph m Dometic u khi n tr ng thái b t/ t t Compressor khi nhi t
thu u khi