Автомобильный тахометр на микроконтроллере. DIY цифровой тахометр на AVR ATtiny2313, КР514ИД2 и оптопаре. Список примененных компонентов

Здравствуйте, дорогие друзья!

Сегодня, как и обещала, будем говорить о тонометрах. Мне думается, после подробнейшего разговора о гипертонической болезни логично поговорить об измерителях .

Возможно, для многих из вас выбор тонометра не представляет особых затруднений.

И замечательно!

Поэтому очень буду рада, если вы тоже найдете в этой статье для себя что-то ценное.

Но я знаю, что тысячи людей, не имеющих никакого отношения к фармацевтике, ежедневно набирают в поисковике фразу «как выбрать тонометр?» И кто знает, может, они набредут как раз на этот блог.

Поэтому мне здесь хочется дать максимально подробную информацию о том, как выбрать правильный тонометр для себя и своих близких, чтобы потом не было мучительно больно за выброшенные на ветер деньги.

О чем будет эта беседа?

Во-первых, мы разберем, какие бывают тонометры, и как они работают.

Во-вторых, поразмышляем над вечным вопросом покупателей «А какой тонометр лучше?»

В-третьих, подумаем над тем, какие вопросы нужно задать покупателю, желающему приобрести тонометр.

В-четвертых, вспомним, как правильно нужно измерять артериальное давление.

В-пятых, разберем самые частые вопросы покупателей и определимся, как на них отвечать.

Ну что, готовы?

Тогда приступим.

Какие бывают тонометры?

Посмотрите на эту схему:

Итак, все тонометры делятся на механические, полуавтоматические и автоматические.

Последние бывают на плечо и на запястье.

Давным-давно существовал еще ртутный тонометр, который был самым точным, поскольку, как вы знаете, артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба.

Вот эти самые миллиметры он и показывал.

Когда-то у нас такой был дома. Папе после первого инфаркта врачи строго-настрого наказали регулярно измерять давление, и мама где-то раздобыла аппарат с красивым названием «ртутный сфигмоманометр Рива-Роччи» (это фамилия итальянского врача, который его изобрел).

Когда мы с сестрой учились в медицинском институте, самое первое, что мы научились делать из медицинских манипуляций – измерять давление, т.к. у нас была регулярная домашняя практика.

Но этот аппарат был небезопасным. Помню, мы случайно раздавили стеклянный столбик прибора, неправильно его закрыв, и капельки ртути вырвались наружу. Поэтому маме пришлось доставать другой.

На смену ртутным пришли механические тонометры.

Во-первых, они более компактные. Во-вторых, безопасные. И в-третьих, такие же точные, как их прародитель.

В механическом тонометре все приходится делать измеряющему: и нагнетать воздух в манжету, и спускать его, отмечая цифру на шкале манометра, когда начинается пульсация (это систолическое давление), и цифру, когда она прекращается (это диастолическое давление).

Принцип действия механического тонометра

Когда давление воздуха в манжете становится выше, чем давление крови в сосудах, кровоток в плечевой артерии прекращается. Никаких тонов в трубке стетоскопа мы не слышим.

Затем, когда воздух спускается, просвет артерии приоткрывается, ток крови восстанавливается, и в трубке появляются тоны Короткова.

Через несколько секунд давление воздуха в манжете падает настолько, что артерия полностью открывается, и шумы исчезают.

Коротков Николай Сергеевич – это русский врач-хирург, который в начале 20 века первым изобрел аускультативный метод измерения артериального давления, то есть с помощью прослушивания стетоскопом. Раньше это делали пальпаторно (с помощью пальцев — как мы прощупываем пульс).

Полуавтоматические тонометры

В этих приборах давление так же, как и в механических, накачивается с помощью груши. А вот дальше уже тонометр делает все сам: спускает воздух и выдает на экран результат.

Автоматические тонометры

Ну, а в этих приборах самому делать ничего не нужно. Нет, вру. Нужно.

Нажать на большую кнопку. И все!

Оставшуюся работу тонометр-автомат сделает за человека: накачает воздух в манжету, спустит, покажет результат.

Принцип действия полуавтоматических и автоматических тонометров

В этих приборах используется осциллометрический метод измерения давления.

Колебания (осцилляции) артериального давления в артерии руки, которые происходят при стравливании воздуха, вызывают колебания воздуха в надетой на руку манжете, что регистрируется специальным датчиком прибора и затем обрабатывается встроенным микропроцессором.

Какой тонометр лучше?

А вы как считаете, друзья?

Когда я слышу в аптеке, что какой-нибудь посетитель спрашивает механический тонометр, потому что так сказал лечащий врач, мне очень хочется с ним повидаться. Якобы только такой тонометр точный, а вся электроника врет.

Несколько лет назад я была на обучении в компании Omron, и конечно, нас тоже интересовал этот вопрос. Мы провели эксперимент: одному и тому же коллеге измеряли давление и с помощью автоматического прибора и с помощью механического. Результат был, что называется, тютелька в тютельку.

Почему результаты совпали?

Потому что:

Измерение артериального давления механическим тонометром – это медицинская процедура!!!

На том обучении я узнала удивительную вещь: оказывается, в Японии полгода учат медиков измерению артериального давления. Представляете? ПОЛГОДА!

А у нас каждая бабуля 70-80 лет считает, что в этом нет ничего сложного.

Будь моя воля, я бы отпускала механические тонометры только после предъявления диплома об окончании медицинского учебного заведения.

И вот почему.

Однажды было проведено исследование среди обычных людей, ни разу не медиков, которые измеряли себе давление механическим тонометром. Оказалось, что 75% таких вот измеряльщиков неправильно определили тоны Короткова.

И еще ладно, если таким тонометром измеряет давление другой человек. Но ведь люди умудряются проводить измерение себе самому! А одно накачивание груши повышает давление на 10-15 мм рт ст.!

Вдобавок не будем забывать, что у пожилых людей есть проблемы со зрением, со слухом. Не то увидел, не то услышал.

А еще бывает так, что манометр лежал на столе, а не был прикреплен к манжете, и это тоже исказило результаты.

Или измеряющий слишком быстро стравливал воздух и не уловил первую и последнюю цифры.

Некоторые люди при измерении давления ориентируются не на тоны, а на колебания стрелочки манометра. Но это неправильно!

Кроме всего прочего, когда наполнение пульса слабое, а это частенько случается у пожилых, в трубке может быть полная тишина. И тогда человек пугается, и давление у него еще больше повышается.

Таким образом, перечислю...

9 причин, почему я не советую приобретать механический тонометр немедикам:

1. Измерять давление механическим тонометром должен специально обученный человек.

2. 75% измеряющих неправильно определяют давление.

3.Снижение слуха и зрения повышают вероятность ошибки.

4. Измерение давления самому себе повышает его на 10-15 мм рт. ст.

5. Неправильное положение манометра повышает вероятность ошибки.

6. Чрезмерное нагнетание воздуха в манжету и быстрое стравливание влияют на правильность результата.

7. При слабом наполнении пульса тонов в трубке не слышно.

8. Неоднократные подкачивания воздуха в манжету в процессе измерения, чтобы уловить первый и последний тоны, сильно искажают результат.

9. Мало кто знает, что механический тонометр обязательно нужно ежегодно калибровать (подгонять под эталон) в сервисном центре.

Вы скажете, ну и что же, не продавать их, что ли?

Конечно продавать: медикам и в том случае, когда никакие ваши доводы не убедили покупателя.

А что насчет автоматов и полуавтоматов?

Покупателей всегда интересует вопрос, насколько точны электронные тонометры?

Их погрешность составляет всего 3-5 мм рт ст. Эта цифра совсем не существенна.

Они предназначены специально для домашнего использования людьми без медицинского образования.

Если сравнивать автоматы и полуавтоматы, давайте рассуждать логически.

Грушу полуавтомата человек тоже накачивает самостоятельно, значит это опять физическая активность, которая может повлиять на результат измерения.
Если говорить об очень пожилом человеке, то ему работать грушей тяжело: сила мышц уже не та. Не проще ли приобрести ему действительно легкий и удобный в использовании прибор? Я имею ввиду автомат.

Как вы поняли, я за автоматы. Давно сама пользуюсь только автоматическими приборами. Причем у меня их два: AND и Omron. И оба работают уже 100 и 1 год, и никаких нареканий у меня ни на тот, ни на другой нет.

Единственно, что отпугивает некоторых покупателей от покупки автомата, это цена (если не считать мнения их лечащего врача, о чем я уже говорила выше).

Но пять (для Omron) и десять (для AND) лет гарантии говорят сами за себя. А, как правило, эти приборы служат намного дольше.

Разделите цену тонометра на срок гарантии, и получится, что в месяц человек тратит на себя сущие копейки. Проведите эти расчеты вместе с покупателем.

Про тонометры на запястье

Еще пару слов о тонометрах на запястье.

На том же обучении, про которое я сказала, нас очень интересовал вопрос по поводу точности тонометров на запястье.

Специалисты компании Omron считают, что запястные тонометры такие же точные, как плечевые, и могут рекомендоваться независимо от возраста.

И тоже мы тогда пошли по принципу «доверяй, но проверяй» и измерили давление одному и тому же человеку плечевым и запястным тонометрами. Результат был снова одинаков.

Но, тем не менее, проработав лет 9 в аптеках, я поняла, что запястные приборы лучше предлагать людям примерно до 40 лет. И вот почему:

С возрастом сосуды изнашиваются, причем сосуды запястья быстрее, поскольку они тонкие. Эластичность их стенок падает. А для точного измерения необходимо их хорошее состояние. Плечевая артерия более выносливая в этом плане, а значит, она лучше подходит для улавливания осцилляций (колебаний).
У пожилого человека за жизнь могут «накопиться» различные микротравмы в области лучезапястного сустава (растяжения, ушибы и др.). Это является противопоказанием к использованию запястных приборов.
По мере старения возникают различные деформации сустава, появляются «косточки», что приводит к неправильному наложению манжеты прибора.

Вы ждали, что сейчас я скажу вам про пресловутый атеросклероз? Не скажу, поскольку атеросклероз поражает крупные и средние артерии. Запястные к таковым не относятся.

Теперь разберем, какие вопросы следует задать покупателю при покупке тонометра.

Для кого берете? Спрашиваем, чтобы понять, для человека какого возраста приобретается прибор. Если для человека молодого и среднего возраста – можно предложить и плечевой, и запястный. Если для пожилого – только плечевой.
Бывают ли перебои с сердцебиением (аритмия)? Если «да» или «не знаю», то предлагаем только с функцией интеллектуального измерения. Если нет, то любой.
Если берут не для себя, спрашиваем, рука у человека полная? Если человек затрудняется с ответом, предлагаем тонометр с универсальной манжетой. Если для себя, сразу прикидываем по комплекции человека, какая манжета здесь нужна.
Сколько человек будут пользоваться тонометром? Если два, предлагаем с памятью на двоих.
Если перед вами относительно молодой человек, спросите, где вы планируете им пользоваться? Дома? В поездках? Для поездок лучше подойдут компактные модели типа запястных или небольшие полуавтоматы.
Важно ли вам запоминать дату и время измерения? Если да, выбирайте модели с фиксацией даты и времени измерения.

Не стала писать про «память», поскольку эта функция есть в большинстве современных тонометров.

Это базовые вопросы.

Этот алгоритм можете скачать, нажав на картинку:

Что такое функция интеллектуального измерения давления?

Функция интеллектуального измерения давления, наверное, предусмотрена сейчас в тонометрах любой торговой марки.

Она означает, что при каждом измерении давления прибор сам определяет оптимальный уровень нагнетания воздуха. Он измеряет давление уже в процессе нагнетания воздуха, детально анализирует пульсовую волну и в случае аритмии выбирает фрагмент с наиболее стабильной пульсацией, чтобы результат измерения был максимально точным.

Как правильно измерять давление?

Рассказываю, как должно быть в идеале:

Ниже вы видите очень полезную таблицу. Чтобы скачать ее в виде вордовского файла, нажмите на нее.

Советую распечатать ее, а еще лучше и заламинировать впридачу, и показывать покупателю.

Очень важно!

Когда измеряете давление покупателю в аптеке, скажите ему, что вы сейчас только проверяете работу прибора и объясняете, как нужно им пользоваться.

Вы не измеряете давление! Поскольку на цифры давления влияет очень много факторов.

Этим самым вы предупреждаете возражения:

— Прибор врет.

— У меня такого давления не бывает.

— Почему такое высокое?

Считаю, что измерение нужно проводить не на себе, как это делают многие сотрудники аптек, а на покупателе.

Во-первых, ввиду особенностей сердечно-сосудистого заболевания тонометр может постоянно выдавать ошибку, и проверяя работу прибора на покупателе, вы поймете, подходит ему эта модель, или нет.
Во-вторых, вы увидите, не мала ли манжета.
Когда давление измеряют на покупателе, он уже мысленно «сроднился» с ним и представляет, как будет им пользоваться дома. Поэтому такая продажа идет легче.

Частые вопросы покупателей

1. На какой руке нужно измерять давление?

Сначала нужно определить, есть ли разница между показателями давления на обеих руках. Если она не больше 10 мм рт. ст., можно измерять на любой. Правшам будет удобно проводить измерение на левой руке, левшам – на правой.

Но вначале нужно провести несколько измерений на обеих руках.

Если разница превышает 10 мм рт.ст., измерять следует на руке с более высокими цифрами.

2. Почему давление на обеих руках сильно отличается?

Это возможно при серьезной сосудистой патологии: сужение, бляшки, тромбы.

К врачу и обследоваться!

3. Почему сколько раз измеряю давление, тонометр показывает разные цифры?

Потому что давление – это не постоянная величина. Поговорили, сели, встали, походили, поели, понервничали – все это отражается на давлении.

Вот поэтому врачи рекомендуют провести три измерения с интервалом 2-3 минуты и взять среднее значение. Во многих современных тонометрах есть такая функция: прибор сам рассчитывает среднее давление. Очень важно, если вы измеряете давление 3 раза подряд, сделать этот 2-3 минутный перерыв между измерениями. Сосуды должны отдохнуть от сдавливания и восстановиться. Иначе, результаты будут неверными.

4. Почему когда давление мне измеряет врач, у меня другие цифры?

Потому что в поликлинике невозможно создать условия для правильного измерения давления (см. выше). На приеме врача вы, так или иначе, нервничаете. Существует даже такой термин: «синдром белого халата». Поэтому более верные измерения АД — в спокойной домашней обстановке.

5. Являются ли более дорогие тонометры (в пределах одной торговой марки) более точными?

Нет. Все они точны, а цена их зависит от набора дополнительных функций.

6. Почему японский тонометр делается в Китае?

Потому что в этой стране – дешевая рабочая сила. Если бы его собирали в Японии, он стоил бы раза в два дороже. Существует огромная разница между кустарным китайским производством и фабричным. Сборка тонометров происходит под жестким контролем японских специалистов. О качестве тонометров говорят сертификаты Минздрава и Госстандарта. А срок эксплуатации приборов достигает 20 лет.

На этом буду закругляться.

Как вам понравилась эта статья, друзья?

Наверное, что-то упустила. Уж очень обширная тема.

Если есть, что добавить, добавляйте!

Есть вопросы, задавайте!

Если были сложные случаи на эту тему, расскажите!

А напоследок я скажу спрошу...

А напоследок я предлагаю вам подумать и ответить вот на какие вопросы :

1. Что нужно сделать/сказать покупателю, чтобы по возможности застраховать себя от возврата тонометра?

2. В каком случае Вы предлагаете полуавтомат?

3. В чем состоит особенность манжеты тонометров марки Omron? Какая в этом выгода для пользователя?

4. В каком случае Вы предложите покупателю тонометр с функцией «Говорящий помощник»?

5. Какой смысл в дополнительных опциях «календарь» и «часы» в некоторых моделях тонометров?

6. Правильно ли измеряет давление человечек на главной картинке к этой статье? 🙂

Таблицы по тонометрам Omron и AND вы можете скачать, нажав картинки ниже.

Тонометры AND:

Тонометры Omron:

У меня получились по ним очень внушительные таблицы, вы можете убрать из них те модели, которых у вас нет и, скорее всего, не будет. Вам легче будет их распечатать.

И смотрите вкладки внизу: автоматы, полуавтоматы, запястные.

Думаю, что статья будет интересна не только аптекарям, но и всем людям, у которых есть сердце и сосуды. 🙂

Так что не сочтите за труд, нажмите на кнопки соц. сетей, которые видите ниже, поделитесь ссылкой на эту статью со своими друзьями и близкими.

А я с вами прощаюсь до новой встречи на блоге « »!

С любовью к вам, Марина Кузнецова

P.S. Полный алгоритм продажи тонометра я привожу в своей книге «Азбука аптечных продаж». Подробности

Простой универсальный тахометр на микроконтроллере ATtiny2313

Этот простой тахометр на ATtiny2313 умеет считать количество оборотов любых двигателей, будь то многофазные, многотактные и т.п. Он может быть полезен в авто- мототехнике, для отображения оборотов двигателя. При этом совершенно не имеет значения, сколько тактов или цилиндров имеет двигатель. Его также можно использовать совместно с электронными контроллерами электродвигателей, будь то одно- или трёхфазные.

Схема тахометра очень простая - один микроконтроллер ATtiny2313 и четырёхсимвольный светодиодный индикатор. Транзисторные ключи в целях упрощения отсутствуют. Индикатор можно использовать как с общим катодом, так и с общим анодом - это выбирается в исходнике. Тахометр может подсчитывать обороты как в секунду, так и в минуту, что делает его полностью универсальным.

Дополнительно устройство имеет возможность программного управления яркостью: обычная и пониженная. Если джампер открыт, то устанавливается обычная яркость. При замыкании контактов яркость уменьшается.

Нажмите для увеличения
Перейдём непосредственно к схеме. Если устройство подключается непосредственно к контроллеру двигателя с TTL-уровнями, то импульсы можно подавать просто на вывод 6 микроконтроллера. В противном случае следует выполнить простейший преобразователь уровня на транзисторе.

Для получения и стабилизации напряжения питания +5 вольт применён линейный стабилизатор 1117 с низким падением напряжения для большей экономичности.

В качестве светодиодного индикатора применён индикатор от микроволновки с общим анодом. Так как он уже содержит в себе резисторы на 220 Ом, то на печатной плате они не предусмотрены.

На верхней стороне печатной платы имеются аж 10 перемычек, но они весьма легко устанавливаются.

С обратной стороны установлены SMD-компоненты: это два конденсатора по 22 пФ для кварцевого резонатора, микросхема стабилизатора и фильтрующие конденсаторы.

Кварцевый резонатор для микроконтроллера ATtiny2313 можно устанавливать на 8 или 4МГц, это задаётся в исходнике и управляет прескалером.

Режим отображения оборотов - в секунду или в минуту - задаётся аналогично, в исходнике. Для отображения количества оборотов в минуту рассчитанное количество оборотов в секунду просто программно умножается на 60. Имеется возможность программного округления расчитаных значений. Эти нюансы прокомментированы в исходном коде.

При прошивке микроконтроллера необходимо установить фьюзы:

CKSEL1=0
BODLEVEL0=0
BODLEVER1=0
SPMEN=0

Исходник написан на языке C в Codevision AVR. Он был позаимствован из другого проекта - тахометра для трёхлопастного вертолёта.

Коротко о настройке: необходимо заранее определить, какое количество импульсов за 1 оборот будет подаваться на вход тахометра. Например, если их источником будет контроллер трёхфазного мотора на LB11880 , то он выдаёт по три импульса на каждый оборот шпинделя. Поэтому в исходном коде следует указать это значение.

Выбор индикатора - с общим анодом или с общим катодом (ненужное значение - закомментировать):

//#define Anode
#define Cathode

Количество тахометрических импульсов на 1 оборот вала:

#define byBladeCnt 2

Выбор частоты кварцевого резонатора - 0x00 для 4МГц, 0x01 - для 8МГц:

#define Prescaler 0x01

Выбор отображения оборотов в минуту:

lTmp = (62500L * 60L * (long)wFlashCnt);

Для отображения количества оборотов в секунду необходимо убрать умножение на 60:

lTmp = (62500L * (long)wFlashCnt);

Для того, чтобы отключить округление значений, нужно закомментировать следующие строки:

If (byDisplay > 4)
{
wRpm++;
R += 10;
}

Так как в этой конкретной конструкции применён весьма специфический индикатор, то разводка печатной платы не прикладывается.

Что такое вообще тахометр ? Тахометр - это устройство, используемое для измерения об/мин (обороты в минуту) любого вращающегося тела. Тахометры делают на основе контактных или безконтактных. Бесконтактные оптические тахометры обычно используют лазерный или инфракрасный луч для контроля вращения любого тела. Это делается путем вычисления времени, затраченного на одно вращение. В этом материале, взятом на одном английском сайте, мы покажем вам, как сделать портативный цифровой оптический тахометр с помощью Arduino Uno . Рассмотрим расширенную версию прибора с ЖК-дисплеем и модифицированным кодом.

Схема тахометра на микроконтроллере

Список деталей для схемы

Микросхема - Arduino
Резисторы - 33k, 270 Ом, 10k потенциометр
LED элемент - синий
ИК-светодиод и фотодиод
16 x 2 LCD экран
74HC595 регистр сдвига

Тут вместо щелевого датчика задействован оптический - отражение луча. Так им образом не придется беспокоиться о толщине ротора, количество лопастей не изменит показания, и он может считывать обороты барабана - а щелевой датчик не может.

Итак, прежде всего для датчика вам потребуется излучающий ИК-светодиод и фотодиод. Как его собрать - показано в пошаговой инструкции. Нажимаем на фото для увеличения размера.

1. Для начала нужно зашкурить светодиод и фотодиод, чтобы сделать их плоскими.
2. Затем сложите полоску бумаги лист, как показано на рисунке. Сделайте две такие структуры так, чтобы светодиод и фотодиод плотно сесть в него. Соедините их вместе клеем и покрасьте в черный цвет.
3. Вставить светодиод и фотодиод.
4. Склеить их с помощью суперклея и припаять провода.

Номиналы резисторов могут различаться в зависимости от того, какой фотодиод вы используете. Потенциометр помогает уменьшить или увеличить чувствительность датчика. Припаяйте провода датчика как показано на рисунке.

Схема тахометра использует 8-разрядный регистр сдвига 74HC595 с LCD дисплеем 16х2. Сделайте в корпусе небольшое отверстие, чтобы зафиксировать LED индикатор.

Припаяйте 270-омный резистор на светодиод и вставьте в контакт 12 Arduino. Датчик введён в кубическую трубку, чтобы дать дополнительную механическую прочность.

Всё, устройство готово для калибровки и программирования. Скачать программу вы можете по этой ссылке .