চিকিৎসা সরঞ্জাম জন্য সেন্সর নকশা সহজতর

তাপমাত্রা সেন্সরগুলির চারটি সাধারণ ধরণের - থার্মোকোকুলস, প্রতিরোধের তাপমাত্রা ডিভাইস, তাপমাত্রা এবং তাপমাত্রা সেন্সর আইসিএস - তাপমাত্রা সেন্সর আইসিএস যোগাযোগ-ভিত্তিক চিকিৎসা ও স্বাস্থ্যসেবা ডিজাইনগুলির জন্য একটি ভাল বিকল্প। মূলত, তারা রৈখিকীকরণের প্রয়োজন হয় না, তারা ভাল শব্দ অনাক্রম্যতা অফার করে এবং পোর্টেবল এবং পরিধানযোগ্য স্বাস্থ্যসেবা ডিভাইসগুলিতে সংহত করার জন্য তুলনামূলকভাবে সহজ। যোগাযোগহীন সেন্সিং জন্য, ইনফ্রারেড থার্মোমিটার ব্যবহার করা যেতে পারে।

মূল পরামিতি আকার, শক্তি খরচ এবং তাপ সংবেদনশীলতা। শেষটি ক্লিনিকাল-গ্রেড নির্ভুলতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ এমনকি অস্থায়ী শক্তি (μW) সেন্সরটি গরম করতে পারে এবং ভুল রিডিংগুলিকে সৃষ্টি করতে পারে। আরেকটি বিবেচনা ইন্টারফেসের ধরন (ডিজিটাল বা এনালগ), যা মাইক্রোকন্ট্রোলারের মতো সম্পর্কিত উপাদানগুলি নির্ধারণ করবে।

ক্লিনিকাল-গ্রেড সঠিকতা

সভা ক্লিনিকাল-গ্রেড সঠিকতা, এএসটিএম E112 (গড় শস্য আকার নির্ধারণের জন্য স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট পদ্ধতি), যথাযথ সেন্সর দিয়ে শুরু হয়। ম্যাক্সিম ইন্টিগ্রেটেডের ম্যাক্স 30208 ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর, উদাহরণস্বরূপ, ± 0.1 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে + 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং ± 0.15 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 70 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে। (ম্যাক্সিম ইন্টিগ্রেটেড আগস্ট ২0২1-এ এনালগ ডিভাইসগুলি দ্বারা অর্জিত হয়েছিল।) ডিভাইসগুলি 2x2x0.75 মিমি পরিমাপ করে এবং একটি পাতলা 10 পিন এলজিএ প্যাকেজে থাকে (চিত্র 1)। আইসিএস 1.7 ভি -36 ভি সরবরাহের ভোল্টেজ থেকে কাজ করে এবং অপারেশন 67২ এরও কম এবং স্ট্যান্ডবাইতে 0.5 য় কম।

সেন্সরের নিজস্ব তাপমাত্রা একটি পরিধানযোগ্য ডিভাইসের পরিমাপের প্রভাবকে প্রভাবিত করে না তা গুরুত্বপূর্ণ। সেন্সর আইসি এর তাপ, যা প্যাকেজের মাধ্যমে পিসিবি থেকে ভ্রমণ করে, সেন্সর মারা যায় এবং সঠিকতা প্রভাবিত করতে পারে। একটি তাপমাত্রা সেন্সর আইসি মধ্যে, এই তাপটি প্যাকেজের নিচের অংশে একটি ধাতব তাপ প্যাডের মাধ্যমে পরিচালিত হয়, যার ফলে প্যারাসিটিক গরম থাকে। এটি তাপমাত্রা পরিমাপের সাথে হস্তক্ষেপ করে এবং অন্যান্য পিনের তাপ সঞ্চালন হতে পারে।

পরজীবী গরম করার জন্য কৌশল একটি সংখ্যা আছে। পাতলা ট্রেস সেন্সর আইসি থেকে দূরে তাপ পরিবাহিতা কমানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ডিজাইনাররা প্যাকেজের শীর্ষে তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে, যতদূর সম্ভব তাপ প্যাড ব্যবহার করার পরিবর্তে আইসি পিনের থেকে যতদূর সম্ভব। এটি MAX30208CLB + এবং অন্যান্য MAX30208 ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সরগুলির ক্ষেত্রে।

আরেকটি বিকল্প হল তাপমাত্রা পরিমাপের উপর তাদের প্রভাবকে কমিয়ে আনতে যতটা সম্ভব সেন্সিং উপাদান থেকে দূরে অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি স্থাপন করা।

তাপ নকশা বিবেচনা

পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলিতে তাপ উৎস থেকে তাপ বিচ্ছিন্নতা নিশ্চিত করার জন্য তাপমাত্রা-সেন্সিং উপাদান এবং ব্যবহারকারীর ত্বকের মধ্যে একটি ভাল তাপ পথ হতে হবে। প্যাকেজের নীচে অবস্থানটি পিসিবির জন্য শরীরের সাথে যোগাযোগের বিন্দু থেকে মেটাল ট্র্যাকগুলি রুট করতে চ্যালেঞ্জিং করে।

সিস্টেমটি ডিজাইন করা উচিত যাতে সেন্সরটি লক্ষ্যমাত্রা পরিমাপের জন্য যত তাড়াতাড়ি সম্ভব হয়। MAX30208 সেন্সর ব্যবহার করে, পরিধানযোগ্য ডিজাইন এবং মেডিকেল প্যাচগুলি ফ্লেক্স বা আধা-কঠোর পিসিগুলি ব্যবহার করতে পারে। MAX30208 ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সরগুলি একটি ফ্ল্যাট নমনীয় কেবল বা ফ্ল্যাট প্রিন্টার তারের ব্যবহার করে সরাসরি একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে।

পিসিবির ফ্লেক্স পার্শ্বে তাপমাত্রা সেন্সর আইসিটি স্থাপন করা অপরিহার্য, যা ত্বক এবং সেন্সর পৃষ্ঠের মধ্যে তাপ প্রতিরোধের হ্রাস করে। ডিজাইনার এছাড়াও দক্ষ flexing এবং ভাল যোগাযোগের জন্য ফ্লেক্স বোর্ডের বেধকেও কমিয়ে আনতে হবে।

ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সরগুলি সাধারণত একটি I2C সিরিয়াল ইন্টারফেসের মাধ্যমে মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে যুক্ত। MAXIM এর MAX30208CCBB + উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রা সেন্সর সেটআপ রেজিস্টারটি 32 টি তাপমাত্রা রিডিং প্রদানের জন্য প্রথমে একটি 32-শব্দ ব্যবহার করে, প্রতিটি বাইট গঠিত। এটি একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারকে বিদ্যুৎ সংরক্ষণের জন্য বর্ধিত সময়ের জন্য ঘুমাতে পারবেন (চিত্র 2)। মেমরি-ম্যাপড নিবন্ধগুলি সেন্সরগুলিকে উচ্চ এবং নিম্ন থ্রেশহোল্ড ডিজিটাল তাপমাত্রা অ্যালার্মগুলি সরবরাহ করার অনুমতি দেয়।

একটি সাধারণ উদ্দেশ্য ইনপুট / আউটপুট পিন একটি তাপমাত্রা রূপান্তর ট্রিগার করার জন্য কনফিগার করা যেতে পারে এবং নির্বাচনযোগ্য স্থিতি বিটগুলির জন্য একটি বাধা সৃষ্টি করতে অন্য কনফিগার করা।

কারখানা ক্রমাঙ্কন

অনেক ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সরগুলি কারখানা-ক্যালিব্রেটেড, বছরে একবার পুনর্বিবেচনার প্রয়োজনগুলি নির্মূল করে, যেমনটি অনেকগুলি উত্তরাধিকার তাপমাত্রা সেন্সরগুলির ক্ষেত্রে। এটি আউটপুট রৈখিকের জন্য সফ্টওয়্যার বিকাশের প্রয়োজনীয়তাটিকে বাইপাস করে, পাশাপাশি সার্কিটটি সিমুলেট এবং জরিমানা করে। উপরন্তু, এটি একাধিক স্পষ্টতা উপাদানগুলির জন্য প্রয়োজনীয়তা নির্মূল করে এবং impedance mismatches ঝুঁকি কমিয়ে দেয়।

AMS এর তাপমাত্রা সেন্সরগুলির AS221X পরিবার কারখানা calibrated হয় এবং সমন্বিত linearisation আছে (চিত্র 3)। এটি একটি একক বাসের মাধ্যমে আটটি সম্ভাব্য গরম দাগগুলিতে তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণের জন্য আটটি I2C ঠিকানাগুলিও রয়েছে। সিরিয়াল ইন্টারফেস এবং একাধিক I2C ঠিকানা প্রোটোটাইপিং এবং ডিজাইন যাচাইকরণ সহজ করে তোলে।

± 0.2 ডিগ্রি সেলসিয়াস, ± 0.4 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং ± 0.8 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সঠিক সংস্করণ পাওয়া যায়। স্বাস্থ্য সম্পর্কিত পর্যবেক্ষণ সিস্টেমের জন্য, ± 0.2 ° C এর মধ্যে সঠিকতা যথেষ্ট (AS2212-Awlt-l)। সমস্ত AS221x ডিভাইসগুলিতে 16bit রেজোলিউশন রয়েছে যা -40 ডিগ্রি সেলসিয়াসে -125 ডিগ্রি সেলসিয়াস অপারেটিং রেঞ্জে তাপমাত্রায় ছোট বৈচিত্র সনাক্ত করতে।

AS621X পরিমাপ 1.5 মিমি 2 এবং একটি ওয়েফার লেভেল চিপ স্কেল প্যাকেজে আসে। সরবরাহের ভোল্টেজটি অপারেশন চলাকালীন 6 য় খরচ এবং স্ট্যান্ডবাইতে 0.1 য়, এএস 6212-Awlt-l বিশেষভাবে ব্যাটারি চালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

যোগাযোগহীন তাপমাত্রা সেন্সর

ইনফ্রারেড থার্মোমিটারগুলি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং একটি বস্তুর তাপমাত্রা অ-যোগাযোগের তাপমাত্রা পরিমাপ সঞ্চালন করে।

যেমন থার্মোমিটার ডিভাইসের সামনে একটি বস্তুর দ্বারা নির্গত 0 কেভিন (পরম শূন্য) এর উপরে কোনও শক্তি সনাক্ত করে। ডিটেক্টরটি শক্তিটিকে বৈদ্যুতিক সংকেততে রূপান্তর করে এবং এটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার কারণে সৃষ্ট বৈচিত্র্যের জন্য ক্ষতিপূরণের পরে ডেটা ব্যাখ্যা এবং প্রদর্শন করার জন্য একটি প্রসেসরের কাছে প্রেরণ করে।

একটি উদাহরণ MLX90614ESF-BCH-000-TU ইনফ্রারেড থার্মোমিটার melexis থেকে। এটি একটি ইনফ্রারেড থার্মোপাইল ডিটেক্টর চিপ এবং একটি সিগন্যাল কন্ডিশনার চিপ একটি থেকে 39 প্যাকেজ (চিত্র 4) মধ্যে সংহত গঠিত গঠিত। সঠিকতা এবং রেজোলিউশনের জন্য ডিজিটাল রূপান্তরকারী এবং ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর থেকে একটি কম শব্দ এম্প্লিফায়ার, 17-বিট এনালগ রয়েছে।

ইনফ্রারেড থার্মোমিটারগুলি কারখানা তাপমাত্রার জন্য -40 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 85 ডিগ্রি সেলসিয়াস (পরিবেষ্টিত) এবং -70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 382.2 ডিগ্রি সেলসিয়াসে তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য কারখানা রয়েছে। স্ট্যান্ডার্ড সঠিকতা কক্ষ তাপমাত্রায় 0.5 ডিগ্রি সেলসিয়াস।

সেন্সর একটি ডিজিটাল SMBUS আউটপুট সঙ্গে calibrated হয় এবং 0.02 ডিগ্রি সেলসিয়াস একটি রেজল্যুশন আছে। বিকল্পভাবে, ডিজাইনাররা 0.14 ডিগ্রি সেলসিয়নের একটি রেজোলিউশন সহ 10 বিট পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (পিডব্লিউএম) ডিজিটাল আউটপুট কনফিগার করতে পারে।

উন্নয়ন সমর্থন

MAX30208 সেন্সরগুলি MAX30208EVSYS # মূল্যায়ন সিস্টেম দ্বারা সমর্থিত, যার মধ্যে MAX30208 তাপমাত্রা সেন্সর আইসি (চিত্র 5) ধরে রাখার জন্য একটি ফ্লেক্স পিসিবি রয়েছে। MAX32630FTHR মাইক্রোকন্ট্রোলার বোর্ড এবং MAX30208 ইন্টারফেস বোর্ড হেডারের মাধ্যমে সংযুক্ত। মূল্যায়ন হার্ডওয়্যার প্রদান করা ইউএসবি তারের ব্যবহার করে একটি পিসি সংযুক্ত করা যেতে পারে। সিস্টেমটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে EV কিট সফ্টওয়্যারটি ডাউনলোড করার জন্য প্রয়োজনীয় ডিভাইস ড্রাইভারগুলি ইনস্টল করবে।

একাধিক স্থানে শরীরের তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য, MAX30208 তাপমাত্রা ICS একটি একক ব্যাটারি এবং হোস্ট মাইক্রোকন্ট্রোলারের একটি ডেজি-চেইন ব্যবস্থায় I2C ঠিকানাগুলির মাধ্যমে সংযুক্ত করা যেতে পারে। প্রতিটি তাপমাত্রা সেন্সর স্থানীয় এবং পুরো শরীরের তাপমাত্রার একটি প্রোফাইল তৈরি করতে নিয়মিত মাইক্রোকন্ট্রোলার দ্বারা জরিপ করা হয়।

বিকাশকারীরা Mikroe-1362 Irthermo MILX90614 ইনফ্রারেড সেন্সরের সাথে ব্যবহারের জন্য Mikroelektronika থেকে বোর্ডে ক্লিক করুন।MLX90614ESF-AAA একক-জোন ইনফ্রারেড থার্মোমিটার মডিউলটি মাইক্রোকন্ট্রোলার বোর্ডে মাইক্রোকন্ট্রোলার বোর্ডের মাধ্যমে মাইক্রোকন্ট্রোলার বোর্ডের মাধ্যমে (চিত্র 6) এর মাধ্যমে মাইক্রোকন্ট্রোলার বোর্ডের সাথে লিঙ্ক করে।

5 ভি বোর্ড -40 ডিগ্রি সেলসিয়াস পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং -70 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 380 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা রেঞ্জের জন্য ক্যালিব্রেটেড।

লেখক সম্পর্কে

বিল ওয়ালশ প্রোডাক্ট ম্যানেজার, ডিজি-কী ইলেকট্রনিক্স