带有Python和Arduino UNO的气压计（ESP / ENG）-项目开发

带有带有Python和和Arduino UNO的气压计（的气压计（ESP / ENG））-项目开发项目开发

Components and supplies

Arduino UNO

× 1

Resistor 100k ohm

× 2

Resistor 1 M ohm

× 4

About this project

This project is a baunamometer made with an Arduino plate, a pressure sensor and Python, where the Arduino was used to receive the data thrown by the pressure sensor and

by means of Python analyze the data to shed both the diastolic pressure and systolic.

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Se construyo un baumanometro digital con el uso de una placa arduino UNO, un sensor MPX2050DP y un amplificador operacional.Donde los datos se analizaron con un método

de pendientes para encontrar los picos máximos de pulsos en un intervalo de tiempo.

The Background:

The measurement of blood pressure is an essential element in medicine, whether for clinical studies of certain diseases, for the control of hypertension, or for the evaluation of

the state of patients within the intensive care units and operating rooms.

There are two fundamental ways to perform the measurement of blood pressure: The first is through intermittent methods, which provide specific pressures such as systolic

La medición de la presión arterial es un elemento imprescindible en la medicina, ya sea para estudios clínicos de determinadas enfermedades, para el control de la

hipertensión, o para la evaluación del estado de pacientes dentro de las unidades de cuidados intensivos y salones de operaciones.

Existen dos formas fundamentales de realizar de realizar la medición de la presión arterial: La primera es mediante los Métodos intermitentes, los que brindan presiones

puntuales como la sistólica(PS), diastólica(PD) y media(PM), calculándolas en un periodo de tiempo que cubre más de un latido del corazón.La segunda es mediante los

Métodos continuos, los que brindan presiones puntuales latido a latido, o la forma de la onda continua de la presión arterial, o ambos.

La presión arterial puede medirse de forma invasiva (directa) y no invasiva (indirecta), siendo los métodos invasivos potencialmente más exactos, pero con la complejidad e

inconveniencia en su aplicación hacen que los métodos no invasivos sean por el contrario los más extendidos. Los equipos de medición no invasiva son más seguros y fáciles

de usar que los invasivos y pueden ser utilizados en situaciones en las que la medición invasiva no es absolutamente necesaria

The Project:

To measure the pressure using a pressure sensor, this sensor is a potential difference that is proportional to the pressure it measures, the potential difference that is too small

see if the sensor had enough resolution so that the pulses of blood are seen in the Serial Plotter of the Arduino, is in the form of peaks.

After doing all the necessary tests, now we proceeded to elaborate the code that could detect the observed peaks, which correspond to the pulse. The first pressure peak is

observed when the blood pressure is large enough to beat the pressure exerted by the cuff, this first peak corresponds to the so-called systolic pressure, so the code must

detect this first peak and convert it to mm of mercury, the posterior peaks correspond to pulses of blood, the diastolic pressure is supposed to correspond to the last pulse

peak, according to the manufacturers of digital baumanometers this is not taken so when a sensor is used, the diastolic pressure is taken when there is a peak at which its

height is 60% of the first peak, this is taken as the diastolic pressure.

To detect those peaks, a method is used that detects the change of sign on the slopes, the data that arrives at the Arduino is sent to python, once they reach python they

become pressure units (Hg mm), this It is done with a formula that was obtained by calibrating the sensor with a mercury manometer, the voltage that the sensor sent at

different pressures was measured, it was done several times and from there a statistic of the voltage value was obtained at each pressure. The specifications of the sensor say

that its variation of the voltage with respect to the pressure is of a linear form, so taking this into account and the data of the calibration, an adjustment was made to a straight

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Para medir la presión se uso un sensor de presión, este sensor te da una diferencia de potencial que es proporcional a la presión que mide, la diferencia de potencial que

entrega es muy pequeña como para que el Arduino la detecte, debido a esto se tuvo que usar un amplificador operacional, para amplificar el voltaje entregado por el sensor,

una vez que se tuvo esto, se conecto el voltaje de salida a la terminal A0. Para funcionar el sensor necesita una alimentación de al menos 5 volts, esta se obtuvo del puerto de

5 volts del Arduino.

El sensor de presión tiene dos entradas, una de ellas se inserta en una manguera que sale del brazalete que se coloca en el bícep, la otra entrada del sensor queda expuesta a

presión atmosférica, cuando se infla el brazalete, el sensor manda el voltaje que se amplifica. Este voltaje posteriormente se convertirá a una unidad de presión, mm de Hg

para ser exactos.

Después de esto se prueba que el voltaje de salida del amplificador efectivamente cambie cuando la presión del brazalete varía, para esto se escribió un simple código que

graficara los datos recogidos por el Arduino en la herramienta Serial Plotter, luego de verificarlo se procedió a realizar una prueba para ver si el sensor tenía la suficiente

Para detectar esos picos se usa un método que consiste en detectar el cambio de signo en la pendientes, los datos que llegan al Arduino son enviados a python, una vez que

llegan a python se convierten en unidades de presión (mm de Hg), esto se hace con una formula que se obtuvo calibrando el sensor con un manómetro de mercurio, se midió el

voltaje que mandaba el sensor a diferentes presiones, se hizo varias veces y de ahí se obtuvo una estadística del valor del voltaje a cada presión. Las especificaciones del

sensor dicen que su variación del voltaje respecto a la presión es de una forma lineal, así que teniendo esto en cuenta y los datos de la calibración, se hizo un ajuste a una

recta, la recta que se obtuvo era del voltaje en función de la presión, despejando la presión se tiene la formula para convertir el voltaje a presión.

Con los datos en mm de Hg se procedió a analizarlos. Los datos se agregan a una lista, a estos datos pueden ser graficados, en la gráfica se puede observar como hay picos,

cuando hay un pico el signo de la pendiente cambia, primero es positiva y luego se vuelve negativa, el programa básicamente detecta esto, cuando se detectan los picos hay

un inconveniente, el programa detecta los cambios de signo, pero también entre pico y pico la pendiente cambia de signo de negativo a positivo, de modo que la siguiente

parte del código se dedica a detectar si hay un máximo o un mínimo, nos interesan los máximos, de modo que estos los guardamos en una lista y de ahí se obtienen los

valores de la presión diastólica y de la presión sistólica.

Code

from pylab import *

#Se inicia comunicacin con Arduino

ser = serial.Serial('COM3', baudrate=9600, timeout=1 ) ## Donde COM= puerto del arduino,

#9600 baudios de Serial.begin, timeout = timepo que recoge datos

time.sleep(3) #Se tiene un tiempo de espera para obtener el primer dato, ya que sin el , el primer dato obtiene basura

Puntos =160 #Se Define el numero de datos que se quieren obtener en funcion del tiempo de medicin

ListaDatos= [0]*Puntos #Se crea una lista de la dimension de puntos.

def Valores(): # Se declara una funcion que arroje una lista con los datos que recibe de arduino

ser.write(b'g') # Se manda al arduino la letra g para que lea datos cuando nosotros lo indiquemos

ArduinoDatos= ser.readline().decode().split('\r\n') #Se crea la variable donde se guardan los datos donde se docodifica en codigo ASCII

pendientes=[] #Se declara una lista vacia donde se guarden las pendientes

maximos=[] #Se declara una lista vacia donde se guarden los maximos

diastolica=[] #Se declara una lista vacia donde se guarden las presiones diastolicas,osea las presiones mas bajas

sistolica=[] #Se declara una lista vacia donde se guarden las presiones sistolicas,osea las presiones mas altas

for i in range(0,Puntos): #Se inicializa un ciclo donde se cambian los valores de voltaje a presion

Dato=Valores()

Dato=int(Dato) #Se cambia los valores tipo str a int

ListaDatos[i]=(Dato-562.5555556)/3.08 +15 # Se hace la conversion y se guarda en una lista

else: #si la pendiente es negativa y es mayor que la pendiente anterior se guardan esos valores de la lista de datos como maximos

if(pendientes[i-1]/pendientes[i] < 0 and pendientes[i-1] > pendientes[i]):

maximos.append(ListaDatos[i])

for i in range(len(maximos)): # En estos dos for se guardan los valores que pasen estas cotas y se guardan en dos listas , en la sistolia y diastolica

if(maximos[i] < 130 ):

sistolica.append(maximos[i])

for i in range(len(maximos)):

if(maximos[i] > 70 ):

diastolica.append(maximos[i])

t=arange(0,len(ListaDatos),1)

grid(True)

show()

#yprint(dataList)

#print(maximos)

print("presin diastolica %f " %diastolica[-1]) #se imprime el ultimo valor de la lista de diastolica

print("presin sistolica %f"%sistolica[0]) #se imprime el primer valor de la lista de sistolica

IDE codeArduino

int datos ; //Se declara una variable entera que se llama datos

char Input; //Se declara una variable entera que se llama input