Αλάπηπμε πζηήκαηνο «Έμππλνπ πηηηνχ» Γηα Άηνκα Με Διαθξηά Μνξθή Άλνηαο

Transcript

1 Αλάπηπμε πζηήκαηνο «Έμππλνπ πηηηνχ» Γηα Άηνκα Με Διαθξηά Μνξθή Άλνηαο Φνηηεηέο: Χαηδηόπνπινο Φίιηππνο Μαιιήο Δεκήηξηνο Επηβιέπωλ θαζεγεηήο: Κωλζηαληηλίδεο Νηθόιανο Σελίδα 1

2 Οι ςυγγραφείσ διατθροφν όλα τα δικαιϊματα του παροφςθσ εργαςίασ. Κανζνα μζροσ τθσ εργαςίασ αυτισ δεν μπορεί να αναπαραχκεί ι να μεταδοκεί ςε οποιαδιποτε μορφι ι με οποιοδιποτε μζςο, θλεκτρονικό ι μθχανικό, ςυμπεριλαμβανομζνθσ τθσ φωτοαντιγραφισ, ι από οποιαδιποτε ςφςτθμα αποκικευςθσ πλθροφοριϊν ι ςφςτθμα ανάκτθςθσ, χωρίσ προθγοφμενθ ρθτι γραπτι άδεια τουλάχιςτον από ζναν εκ των ςυγγραφζων, οι οποίοι κατζχουν τα πλιρθ πνευματικά δικαιϊματα. Εξαιροφνται περιπτϊςεισ χριςθσ κειμζνου τθσ εργαςίασ για εκπαιδευτικοφσ μθ κερδοςκοπικοφ χαρακτιρα ςκοποφσ, για τισ οποίεσ οι ςυγγραφείσ παραχωροφν το δικαίωμα δανειςμοφ μικρϊν κομματιϊν κειμζνου και μόνον εφόςον γίνει ςωςτι βιβλιογραφικι ετεροαναφορά των αυκεντικϊν ςχεδιαςτϊν του ςυςτιματοσ και ςυγγραφζων τθσ εργαςίασ. Επικοινωνία: ι 2014, Χατηιόπουλοσ Φίλιπποσ, Μαλλισ Δθμιτριοσ, Κωνςταντινίδθσ Νικόλαοσ, Τμιμα Αυτοματιςοφ, Αλεξάνδρειο Εκπαιδευτικό Τεχνολογικό Κδρυμα, Σίνδοσ, Θεςςαλονίκθ, Ελλάδα. All rights reserved. No part of this work may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or by any information storage or retrieval system, without the prior written permission of the copyright owners, except for non-profit educational purposes in which the owners give the leading rights for pieces of work, and only if the owners are properly cited as the authentical designers of the system and the authors of the dissertation. Contact: or 2014, Filippos Chatziopoulos, Dimitrios Mallis, Konstandinidis Nikolaos, Alexander Educational Technological Institute,Sindos, Thessaloniki, Greece. Σελίδα 2

3 Πεξίιεςε Ο ζθνπφο ηεο εξγαζίαο καο είλαη ε κειέηε θαη ε πινπνίεζε ελφο ζπζηήκαηνο απηνκάηνπ ειέγρνπ γηα ηελ πξνζηαζία αηφκσλ, πνπ πάζρνπλ απφ ηε λφζν ηεο άλνηαο. Η πξνζηαζία ζηνρεχεη ζηελ εμάιεηςε θηλδχλσλ πνπ αληηκεησπίδεη ν αζζελήο ζηελ θαζεκεξηλφηεηά ηνπ ηφζν απφ ηνλ ίδην, φζν θη απφ εμσηεξηθνχο παξάγνληεο. Σν ζχζηεκα απηνκάηνπ ειέγρνπ απαξηίδεηαη απφ ηξία απηφλνκα ππνζπζηήκαηα : Έιεγρνο ηνπ ζπηηηνχ : Καηαζθεπάζηεθε κηα καθέηα απφ Plexiglas, ε νπνία πεξηέρεη έλαλ κηθξνειεγθηή, ν νπνίνο ρξεζηκνπνηψληαο αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο, πίεζεο βάξνπο, βιαβεξψλ αεξίσλ, ζηάζκεο λεξνχ θαη θσηφο, πξνζηαηεχεη ηνλ ρξήζηε εληφο ζπηηηνχ απφ ππξθαγηά, πςειέο ζεξκνθξαζίεο ρψξνπ, νη νπνίεο κπνξνχλ λα πξνθαιέζνπλ πξνβιήκαηα πγείαο, δηαξξνή θπζηθνχ αεξίνπ ή άιισλ αεξίσλ, πιεκκχξα θαη ηελ αδξάλεηα ηνπ αζζελή, πνπ κπνξεί λα ππνδεηθλχεη θάπνην πεξηζηαηηθφ έθηαθηεο αλάγθεο. Με ηνλ εληνπηζκφ νπνηνπδήπνηε απφ ηα παξαπάλσ ζηνηρεία, ελεξγνπνηνχληαη θαηάιιειεο έμνδνη π.ρ. ππξαζθάιεηα, θιηκαηηζκφο, εμαεξηζκφο θ.α., ηα νπνία γίλνληαη αληηιεπηά κε ηε βνήζεηα αηζζεηήξσλ LED. Έιεγρνο θαξκαθεπηηθήο αγσγήο : Καηαζθεπάζηεθε έλα δνρείν δηαλνκήο ραπηψλ, πνπ απνηειείηαη απφ έλα κηθξνειεγθηή, αηζζεηήξεο ππεξχζξσλ θαη DC θηλεηήξεο, φπνπ είλαη ζε ζέζε λα παξέρεη ζηνλ αζζελή ηελ πξνθαζνξηζκέλε αγσγή, πξνζηαηεχνληαο ηνλ απφ ππέξ-δνζνινγία, ππφδνζνινγία θαη ιάζνο θαξκαθεπηηθή αγσγή. χζηεκα εληνπηζκνχ ζέζεο θαη βηνκεηξηθψλ ζηνηρείσλ: Καηαζθεπάζηεθε έλα ζχζηεκα, ην νπνίν απνηειείηαη απφ έλαλ κηθξνειεγθηή, έλα δέθηε γεσγξαθηθνχ πξνζδηνξηζκνχ GPS θαη έλα δέθηε θηλεηήο ηειεθσλίαο GSM, ην νπνίν έρεη ηε δπλαηφηεηα απνζηνιήο ζηνηρείσλ ζέζεο κεηά ηε ιήςε ελφο κελχκαηνο SMS ή κίαο εηζεξρφκελεο θιήζεο, κε ζθνπφ ηνλ εληνπηζκφ ηνπ αζζελνχο χζηεξα απφ πηζαλή απνπζία απφ ην ζπίηη. Σα βηνκεηξηθά ζηνηρεία πνπ ζθνπεχνπκε λα κειεηήζνπκε είλαη νη θαξδηαθνί παικνί, ε ζεξκνθξαζία θαη ε ζέζε ζην επίπεδν. Σελίδα 3

4 Σα ηξία ζπζηήκαηα ρξεζηκνπνηνχλ ειεγθηέο ATMEL AT MEGA 328 θαη AT MEGA 2560, νη νπνίνη είλαη εγθαηεζηεκέλνη ζε πιαθέηεο ARDUINO. ηα δχν πξψηα ζπζηήκαηα ππάξρνπλ νζφλεο LCD, γηα ηελ πξνβνιή ζεκαληηθψλ πιεξνθνξηψλ, αιιά θαη ηελ αιιαγή δηαθφξσλ παξακέηξσλ. θνπφο ησλ ηξηψλ απηψλ ζπζηεκάησλ είλαη ε ζπλνιηθή πξνζηαζία ηνπ αζζελνχο, αιιά θαη ε δηεπθφιπλζε ησλ ζπγγελψλ θξνληηζηψλ ηνπο. Αθνινχζεζαλ πεηξακαηηθέο δηαδηθαζίεο πξνθεηκέλνπ λα εμαθξηβσζεί ε νξζή ιεηηνπξγία θαη ηα πηζαλά ζθάικαηα, ηα νπνία ελ ζπλερεία ππνβιήζεθαλ ζε ειέγρνπο θαη δηνξζψζεηο. Σελίδα 4

5 Δπραξηζηίεο Θα ζέιακε λα επραξηζηήζνπκε ηνλ θ. Νηθφιαν Κσλζηαληηλίδε γηα ηελ εκπηζηνζχλε πνπ καο έδεημε αλαζέηνληάο καο απηή ηελ πηπρηαθή. Η βνήζεηά ηνπ ππήξμε θαζνξηζηηθή θαη νη ζπκβνπιέο ηνπ θίλεηξν γηα ηελ νινθιήξσζε ηεο. Δπραξηζηνχκε επίζεο ηνλ θ. Αιέμαλδξν Αζηάξα, πνπ παξέρνληάο καο ηηο γλψζεηο ηνπ επί ηεο πιαηθφξκαο ARDUINO, καο βνήζεζε λα ιχζνπκε ζεκαληηθά πξνβιήκαηα. Δπραξηζηνχκε επίζεο ηελ εηαηξία "Σέρλε Μάιακα" γηα ηελ θαηεξγαζία κε laser(co2), ηελ εηαηξία "Palaplast" γηα ηελ εθηχπσζε ζε 3D printer ηνπ ΑΠΦΑ θαη ηελ εηαηξία "by CREATeviTY" πνπ καο παξαρψξεζε ηνλ εξγαζηεξηαθφ εμνπιηζκφ θαη ηε ρξήζε ηνπ CNC router. Ακόμθ, ευχαριςτοφμε τθν φίλθ μασ Ελπίδα Γκρόηου για τθ γραμματικι και ςυντακτικι επίβλεψθ. Τζλοσ, κα κζλαμε να ποφμε ζνα ευχαριςτϊ ςτισ οικογζνειζσ μασ, που μασ ςτιριξαν όλο αυτό το διάςτθμα. Σελίδα 5

6 Πίλαθαο Πεξηερνκέλσλ Πεξίιεςε...3 Δπραξηζηίεο...5 Πίλαθαο Πεξηερνκέλσλ Δπεμήγεζε Αθξσλχκσλ Δηζαγσγή χζηεκα Απηφκαηνπ Διέγρνπ πηηηνχ Μειέηε Πξνβιήκαηνο Λίζηα Τιηθψλ Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ Τπνζχζηεκα Ππξαζθάιεηαο Τπνζχζηεκα Πξνζηαζίαο Βιαβεξψλ Αεξίσλ Τπνζχζηεκα Πξνζηαζίαο Ύπλνπ Τπνζχζηεκα Κιεηδψκαηνο Κεληξηθήο Δηζφδνπ Τπνζχζηεκα Πξνζηαζίαο Απφ Πιεκκχξα Μαθέηα πηηηνχ ρεδηαζκφο Μαθέηαο Καηαζθεπή Μαθέηαο χζηεκα Απηφκαηεο Γηαλνκήο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Μειέηε Πξνβιήκαηνο Λίζηα Τιηθψλ Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ Τπνζχζηεκα Λήςεο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Τπνζχζηεκα Πξνζηαζίαο Λάζνο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Τπνζχζηεκα Πξνζηαζίαο Τπέξ-Γνζνινγίαο πλνιηθή Λεηηνπξγία ΑΠΦΑ Απηφκαηνο Γηαλνκέαο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο ρεδηαζκφο ΑΠΦΑ πλαξκνιφγεζε - Καηαζθεπή ΑΠΦΑ χζηεκα Δληνπηζκνχ Θέζεο Μειέηε Πξνβιήκαηνο Λίζηα Τιηθψλ Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ...53 Σελίδα 6

7 4.4 Τπνζχζηεκα Δληνπηζκνχ Θέζεο Τπνζχζηεκα Βηνκεηξηθψλ ηνηρείσλ ρεδηαζκφο - Καηαζθεπή Γεληθά πκπεξάζκαηα θαη Πεξηζψξηα Βειηίσζεο Σειηθά πκπεξάζκαηα Πεξηζψξηα Βειηίσζεο...59 Βηβιηνγξαθία...60 Σελίδα 7

8 Δπεμήγεζε Αθξσλύκσλ IR GD LED PhR κe LCD USB PCD DC CLK Servo CB GPS GSM IC ΑΠΦΑ Infrared (Τπέξπζξε αθηηλνβνιία) Gas Detector (Αηζζεηήξαο Αεξίσλ) Light Emitting Diode (Γίνδνο Δθπνκπήο Φσηφο) Photo Resistor (Φσηναληίζηαζε) Microcontroller (Μηθξνειεγθηήο) Liquid Crystal Display (Οζφλε Τγξψλ Κξπζηάιισλ) Universal Serial Bus (Κνηλφο Γίαπινο Μεηαθνξάο Γεδνκέλσλ) Printed Circuit Board (Πιαθέηα Σππσκέλνπ Κπθιψκαηνο) Direct Current (πλερέο Ρεχκα) Clock (Ρνιφη) Servo Motor (Κηλεηήξαο έξβν) Cable Bus (Καιησδηνηαηλία) Global Positioning System( χζηεκα Δληνπηζκνχ Θέζεο) Global System for Mobile Communications (Κηλεηή Σειεθσλία) Integrated Circuits Απηφκαηνο Παξνρέαο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Σελίδα 8

9 1 Δηζαγσγή Άλνηα είλαη έλαο γεληθφο φξνο, ν νπνίνο ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα πεξηγξάςεη ηε κείσζε ησλ λνεηηθψλ ιεηηνπξγηψλ ελφο αηφκνπ. Σα θχξηα πξνβιήκαηα- ζπκπηψκαηα εληνπίδνληαη ζηε κλήκε, ηελ πξνζνρή, ηε ζπγθέληξσζε, ηελ νκηιία θαη ηε ζθέςε, πξνθαιψληαο δπζθνιίεο ζηελ θαζεκεξηλφηεηα ηνπ εθάζηνηε αζζελή. Η άλνηα δελ απνηειεί βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ γεξαηεηψλ. Η ειηθία θαηά ηελ νπνία εθδειψλεηαη είλαη άλσ ησλ 65 εηψλ ( ππάξρεη κφιηο 1% πηζαλφηεηα λα πξνζβάιιεη άηνκν κηθξφηεξεο ειηθίαο ). Τπάξρνπλ νξηζκέλα ηεζη, φπσο ην MMSE (Mini Mental State Examination) θαη ην ηεζη ξνινγηνχ, ηα νπνία εληνπίδνπλ ηελ αζζέλεηα θαη ηελ δηαρσξίδνπλ ζε ήπηα, κέηξηα θαη ζνβαξήο κνξθήο άλνηα. Τπάξρνπλ δηαθνξεηηθέο κνξθέο θαη ε θαζεκία έρεη ζπγθεθξηκέλα ζπκπηψκαηα. Οξηζκέλεο απφ ηηο βαζηθέο κνξθέο είλαη : Η Νφζνο Alzheimer (50-60%) Η Άλνηα κε Lewy ζσκάηηα (10-15%) Η Αγγεηαθή άλνηα (10%) Η Νφζνο Parkinson θαη (4-5%) Άιιεο παζήζεηο (έσο 10%) Καζψο, ινηπφλ, ε άλνηα πξνθαιεί ζνβαξά πξνβιήκαηα ζηελ θαζεκεξηλφηεηα ησλ ειηθησκέλσλ, ην έμππλν ζπίηη είλαη κηα ιχζε πνπ βειηηψλεη ηελ πνηφηεηα ηεο δσήο ηνπο. Έμππλεο ππεξεζίεο ειεθηξνληθήο κνξθήο ζηνρεχνπλ ζηελ αλεμάξηεηε δξαζηεξηφηεηα ηνπ πξνζβαιιφκελνπ απφ άλνηα αηφκνπ, θαζψο ε αζθάιεηα, νη ειεθηξηθέο ζπζθεπέο θαη ε παξνρή θαξκαθεπηηθήο αγσγήο βξίζθνληαη ππφ ηνλ έιεγρν ελφο ζπηηηνχ κε λνεκνζχλε. Σελίδα 9

10 2 Σύζηεκα Απηνκάηνπ Διέγρνπ Σπηηηνύ 2.1 Μειέηε Πξνβιήκαηνο Αξρηθά, γηα ηελ δεκηνπξγία απηήο ηεο πηπρηαθήο ππήξμε ε παξαδνρή φηη ν ζεσξεηηθφο καο αζζελήο πάζρεη απφ κηα ειαθξηάο κνξθήο άλνηα κε θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηελ απψιεηα πξφζθαηεο κλήκεο θαη ηνλ απνπξνζαλαηνιηζκφ ζηνλ ηφπν θαη ηνλ ρξφλν. Έλα αθφκα ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ είλαη ε αδπλακία ζσζηήο θξίζεο ησλ αλαγθψλ ή ησλ πηζαλψλ θηλδχλσλ πνπ ν ίδηνο δηαηξέρεη. Παξ' φια απηά ην άηνκν είλαη ζε ζέζε λα απηνεμππεξεηεζεί φκσο ρξίδεη δηαθξηηηθήο επίβιεςεο γηα ηελ βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο ηεο δσήο θαη ηεο πγείαο ηνπ. Με βάζε ηα παξαπάλσ ραξαθηεξηζηηθά θαη δεδνκέλα αλαπηχρζεθαλ θαη ηα ηξία ππνζπζηήκαηα. Σν ζχζηεκα απηνκάηνπ ειέγρνπ ζπηηηνχ δεκηνπξγήζεθε ψζηε λα είλαη απηφλνκν θαη επέιηθην. Η καθέηα ρσξίζηεθε ζε ηξείο ηνκείο κε βάζε ηνλ ρψξν πνπ ζα βξίζθεηε θάζε θνξά ν αζζελήο. Έηζη πξνέθπςε έλα απιφ ζρέδην (θάηνςε) ελφο ζπηηηνχ κε κία ζαινθνπδίλα (φπνπ ε θεληξηθή είζνδνο βξίζθεηαη ζε απηφ ην ρψξν), έλα κπάλην θαη κία θξεβαηνθάκαξα. ηνλ εθάζηνηε ηνκέα κειεηήζεθε ε αλάγθε εηζαγσγήο ζπζηεκάησλ πξνζηαζίαο απφ πηζαλνχο θηλδχλνπο. Έπεηηα απφ έξεπλα ζην δηαδίθηπν, ζπδήηεζε κε εμεηδηθεπκέλν ςπρίαηξν θαη λεπξνιφγν, φπσο επίζεο θαη παξαθνινχζεζε ζπγγεληθνχ πξνζψπνπ, πνπ πάζρεη απφ ηελ αζζέλεηα θαηαιήμακε ζηα εμήο ζπκπεξάζκαηα: Σαινθνπδίλα ην ρψξν απηφ ην άηνκν δηαηξέρεη ηέζζεξηο βαζηθνχο θηλδχλνπο: i. Ακέιεηα θιεηδψκαηνο ηεο θεληξηθήο πφξηαο θαηά ηηο λπθηεξηλέο ψξεο κε θίλδπλν δηάξξεμεο ή πηζαλήο εμφδνπ ηνπ αζζελνχο. Μειέηεο έδεημαλ πσο απηέο ηηο ψξεο απμάλνληαη νη πηζαλφηεηεο λα ραζεί ην άηνκν ιφγσ απμεκέλνπ απνπξνζαλαηνιηζκνχ (ζθνηάδη, θνχξαζε, πεξηνξηζκέλε εγθεθαιηθή δξαζηεξηφηεηα θ.α.). ii. Ππξθαγηά απφ ηζηγάξν ή ιαλζαζκέλε ρξήζε ειεθηξηθψλ νηθηαθψλ ζπζθεπψλ π.ρ. ειεθηξηθφ κάηη θνπδίλαο, ηνζηηέξα ή γθαδάθη. iii. Αζθπμία απφ δηαξξνή βιαβεξψλ αεξίσλ φπσο πγξαέξην, ρεκηθά πγξά θαζαξηζκνχ, θαπλφ (ζε θάπνηα απφ ηηο παξαπάλσ πεξηπηψζεηο) Σελίδα 10

11 iv. Απψιεηα αηζζήζεσλ θαηά ηελ αλάπαπια ηνπ αζζελνχο ζηνλ θαλαπέ ηνπ ζαινληνχ ή ηελ ιαλζαζκέλε ππεξβνιηθή αλάπαπζε ζε πεξίπησζε πνπ ην άηνκν πάζρεη απφ αζζέλεηεο πνπ απαηηνχλ ζπρλή θίλεζε αιιά θαη ηηο αξλεηηθέο επηπηψζεηο ζηνλ λπρηεξηλφ χπλν πνπ κπνξνχλ λα νδεγήζνπλ ζηα πξναλαθεξζέληα πξνβιήκαηα. Κξεβαηνθάκαξα ην ρψξν απηφ ην άηνκν δηαηξέρεη ηξείο βαζηθνχο θηλδχλνπο: i. Ππξθαγηά απφ μεραζκέλν αλακκέλν θεξί, ηζηγάξν ή ειεθηξηθέο ζπζθεπέο. ii. Αζθπμία απφ δηαξξνή βιαβεξψλ αεξίσλ φπσο πγξαέξην, ρεκηθά πγξά θαζαξηζκνχ, θαπλφ (ζε θάπνηα απφ ηηο παξαπάλσ πεξηπηψζεηο) iii. Απψιεηα αηζζήζεσλ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ ζην θξεβάηη ή ηελ ιαλζαζκέλε ππεξβνιηθή αλάπαπζε ζε πεξίπησζε πνπ ην άηνκν πάζρεη απφ αζζέλεηεο πνπ απαηηνχλ ζπρλή θίλεζε Μπάλην ην ρψξν απηφ ην άηνκν δηαηξέρεη ηξείο βαζηθνχο θηλδχλνπο: i. Ππξθαγηά απφ ηζηγάξν ή ιαλζαζκέλε ρξήζε νηθηαθψλ ζπζθεπψλ φπσο πηζηνιάθη καιιηψλ θαη αεξφζεξκν. ii. Αζθπμία απφ δηαξξνή βιαβεξψλ αεξίσλ φπσο πγξαέξην, ρεκηθά πγξά θαζαξηζκνχ, θαπλφ (ζε θάπνηα απφ ηηο παξαπάλσ πεξηπηψζεηο) iii. Πιεκχξα απφ μεραζκέλε αλνηρηή παξνρή λεξνχ πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη απψιεηα ηζνξξνπίαο θαη ηξαπκαηηζκφ, ειεθηξνπιεμία θαη ηέινο πιηθέο δεκίεο. Με βάζε ηα παξαπάλσ ζπκπεξάζκαηα γηα ηνπο θηλδχλνπο πνπ δηαηξέρεη έλα άηνκν κε άλνηα ζε έλα ζπίηη απνθαζίζακε λα θαηαζθεπάζνπκε έλα θεληξηθφ ζχζηεκα κε πέληε ππνζπζηήκαηα ηα νπνία είλαη: Ππξαζθάιεηα Πξνζηαζία απφ βιαβεξά αέξηα Παξαθνινχζεζε χπλνπ Σελίδα 11

12 Κεληξηθφ θιείδσκα Αληηπιεκκπξηθφ Σν θεληξηθφ ζχζηεκα αιιά θαη φια ηα ππνζπζηήκαηα ζα αλαιπζνχλ παξαθάησ σο πξνο ηελ δνκή, ηελ ιεηηνπξγία θαη ηελ απνηειεζκαηηθφηεηά ηνπο. 2.2 Λίζηα Τιηθψλ 1. Arduino Atmel ATmega AT24C32 Real Time Clock Module 3. Hitachi LCD 20x4 Blue Light Ω Αληίζηαζε (Resistor) 5. 10kΩ Αληίζηαζε (Resistor) 6. 10kΩ Πνηελζηφκεηξν (Potentiometer) 7. LM35 Θεξκφκεηξν (Precision Centigrade Temperature Sensor) 8. MQ-2 Gas Detector GL Floater Γηαθφπηεο (switch) 10. LED (Light Emitting Diode) 11. Button Γηαθφπηεο (switch) 12. Φσηναληίζηαζε (Photo resistor) 13. UTP Καιψδην CAT5 Σελίδα 12

13 2.3 Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ 1) Ο κδ Arduino ATMEL AΣmega2560 επηιέρζεθε γηα δηάθνξνπο ιφγνπο. Η επεμεξγαζηηθή ηνπ ηζρχο, ζε ζπλδπαζκφ κε ην θφζηνο ηνπ, ηνλ θαηέζηεζαλ ηελ πην πξνζηηή επηινγή, ελψ ε δπλαηφηεηα Free Programming, πνπ ζεκαίλεη ειεπζεξία ζην πξνγξακκαηηζκφ ηνπ ειεγθηή κε ηηο δηθέο καο παξακέηξνπο, ηνλ θαηέζηεζαλ ηελ θαιχηεξε ιχζε. Η κεγάιε ROM 256kb πνπ δηαζέηεη, ηνλ θαζηζηά ηελ ηέιεηα επηινγή, ιφγσ ηνπ κεγάινπ κεγέζνπο ηνπ θψδηθα, ν νπνίνο πξνέθπςε. Ο ζπγθεθξηκέλνο κδ παξέρεη δπλαηφηεηα κεηαηξνπήο αλαινγηθνχ ζήκαηνο ζε ςεθηαθφ, πξάγκα πνπ δηεπθνιχλεη πάξα πνιχ ηελ κειέηε θαη ρξήζε ησλ αλαινγηθψλ ζεκάησλ, πνπ ζα καο δίλνπλ νη αηζζεηήξεο ζεξκφηεηαο, θσηεηλφηεηαο θαη αεξίσλ. Γηαζέηεη 54 ςεθηαθέο εηζφδνπο-εμφδνπο Ι/Ο θαη 16 αλαινγηθέο εηζφδνπο, πξάγκα εμίζνπ ζεκαληηθφ, αθνχ νη ζχξεο νη νπνίεο απαηηήζεθαλ ήηαλ πνιιέο. Σέινο κεγάιν ζεηηθφ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ειεγθηή είλαη ε ζπκβαηφηεηα ηνπ κε άιια θπθιψκαηα παξαθνινχζεζεο θαη επεμεξγαζίαο ζεκάησλ, φπσο επίζεο θαη ζπζθεπέο Ethernet, GSM, GPS θαη άιισλ επηθνηλσληαθψλ κέζσλ, πξάγκα πνπ αξγφηεξα καο δίλεη επρέξεηα γξήγνξεο θαη εχθνιεο κεηαηξνπήο ηνπ απηνκαηηζκνχ καο, ψζηε λα ζηέιλεη δεδνκέλα ζε έλαλ ππνινγηζηή ή ζην θηλεηφ καο. Ωο κεηνλεθηήκαηα ηνπ κδ κπνξνχλ λα αλαθεξζνχλ ην κεγάιν κέγεζφο ηνπ θαη ε πςειφηεξε θαηαλάισζε, ζε ζρέζε κε κηθξφηεξα κνληέια ηεο ίδηαο νηθνγέλεηαο (π.ρ. Arduino ATmega328). Εικόνα 1: Πρόςοψη και πίςω όψη Arduino Mega 2560 Σελίδα 13

14 2) Παξά ην γεγνλφο φηη ν κδ δηαζέηεη εζσηεξηθφ ξνιφη, απνθαζίζακε λα εηζάγνπκε έλα νινθιεξσκέλν IC ξνιφη, γηα ηελ ξχζκηζε θαη παξαθνινχζεζε ηεο ψξαο - εκεξνκελίαο. Οη ιφγνη πνπ καο νδήγεζαλ ζηελ απφθαζε απηή είλαη, αθελφο ε απνθπγή επηπιένλ πξνγξακκαηηζκνχ θαη επηβάξπλζεο ηνπ ήδε θνξησκέλνπ θψδηθα θαη αθεηέξνπ ε εμαζθάιηζε ηεο δηαηήξεζεο ηεο ψξαο - εκεξνκελίαο ζε πεξίπησζε απψιεηαο ηάζεο ηνπ κδ. Έηζη θαηαιήμακε ζηελ επηινγή ηνπ Tiny RTC I2C DS1307 AT24C32 Real Time Clock Module, ην νπνίν δηαζέηεη ελζσκαησκέλε κπαηαξία γηα αλεμάξηεηε ιεηηνπξγία. Όπσο θαίλεηαη θαη ζηελ εηθφλα 2, ην νινθιεξσκέλν δηαζέηεη ζχξεο ηάζεο-γείσζεο γηα ηελ ιεηηνπξγία ηνπ θαη ζήξεο SDA (data pin) θαη SCL (clock pin) γηα ηελ επηθνηλσλία απφ θαη πξνο ην νινθιεξσκέλν. Εικόνα 2: Πρόςοψη και πίςω όψη του RTC DS1307 Η ιεηηνπξγία ηνπ νινθιεξσκέλνπ είλαη αξθεηά απιή, κε ηελ βνήζεηα ελφο θξπζηάιινπ πνπ κεηξά ηελ ψξα, αθνχ πξψηα κε ηελ εθηέιεζε κίαο εληνιήο ιάβεη ηα ζηνηρεία ψξαο θαη εκεξνκελίαο απφ ηνλ ππνινγηζηή κέζσ ηεο USB, θαηά ηελ πξψηε επαλάιεςε ηνπ πξνγξάκκαηνο. Απφ εθεί θαη έπεηηα, ν κφλνο ιφγνο λα αιιάμεη ή λα ραζεί ε ψξα είλαη ιφγσ επαλαπξνγξακκαηηζκνχ ηνπ κδ ή ιφγσ απψιεηαο ηζρχνο ηεο κπαηαξίαο. Σν νινθιεξσκέλν ρξεηάδεηαη δχν αλαινγηθέο ζχξεο ηνπ κδ γηα λα ιεηηνπξγήζεη. Δκείο ρξεζηκνπνηήζακε δχν επηπιένλ αλαινγηθέο ζχξεο σο ςεθηαθέο κεηαηξέπνληάο ηεο ζε ηάζε θαη γείσζε αληίζηνηρα, ψζηε λα κελ ρξεηαζηεί ε εηζαγσγή επηπιένλ θαισδίσλ. 3) Πξνζαξκφζακε κία LCD νζφλε 4x20 (4 γξακκψλ θαη 20 ζηειψλ) γηα ηελ επθνιφηεξε παξαθνινχζεζε ησλ αηζζεηήξσλ θαη εμφδσλ, ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν. Η LCD νζφλε, πνπ επηιέρζεθε, ρξεζηκνπνηεί ην πην απιφ κνληέιν ελζσκαησκέλνπ ειεγθηή, ηνλ Ηitachi hd Ο ζπγθεθξηκέλνο ειεγθηήο ρξεζηκνπνηεί ηνπο ραξαθηήξεο ASCII, νη νπνίνη είλαη αγγιηθνί, θάπνηνη ειιεληθνί, Ιαπσληθνί θαη δηάθνξα ζχκβνια, θαζψο επίζεο θαη θελνχο Σελίδα 14

15 ραξαθηήξεο ζηνπο νπνίνπο κπνξνχκε εκείο λα θαηαζθεπάζνπκε ζχκβνια πνπ δελ ππάξρνπλ ζηνλ βαζηθφ πίλαθα ASCII. Σν ηειεπηαίν ραξαθηεξηζηηθφ ήηαλ απαξαίηεην γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε εθαξκνγή (θαηαζθεπή λέσλ ζπκβφισλ γηα ηελ θαιχηεξε δηάηαμε). Η νζφλε έρεη δπλαηφηεηα νπίζζηνπ θσηηζκνχ γηα λπθηεξηλή παξαηήξεζε θαη ην κέγεζνο επηιέρζεθε βάζε ησλ κελπκάησλ πνπ ζα πξνβιεζνχλ, ηα νπνία είλαη κεγάια, εμ' νπ θαη ε επηινγή 20 ζηειψλ, θαζψο επίζεο ρξεηαδφκαζηε 4 γξακκέο γηα ηελ πξνβνιή ησλ θαηαζηάζεσλ θαη ζπλαγεξκψλ ησλ δηαθφξσλ ππνζπζηεκάησλ. Δηθόλα 3: Hitachi LCD 4x20 4) Οη αληηζηάζεηο 220Ω είλαη γηα πξνζηαζία, φκσο ζα κπνξνχζαλ λα παξαιεθζνχλ αθνχ ν κδ έρεη εζσηεξηθέο αληηζηάζεηο, παξφια ηαχηα ν θαηαζθεπαζηήο ζπληζηά ηελ ρξήζε απηψλ ησλ αληηζηάζεσλ γηα κεγαιχηεξε αζθάιεηα. Δηθόλα 4: Αληηζηάζεηο 220Ω 5) Οη αληηζηάζεηο 10kΩ είλαη αληηζηάζεηο Pull Down γηα ην LM35 θαη ην LC5527. Απηέο πξνζηαηεχνπλ ηα νινθιεξσκέλα καο απφ ιάζνο ξεχκαηα. Πην αλαιπηηθά, πνιιέο θνξέο νη έμνδνη ηνπ κηθξνειεγθηή ζηέιλνπλ έλα πνιχ κηθξφ ξεχκα, ην νπνίν επεξεάδεη άιια θπθιψκαηα. Με ηηο Pull Down αληηζηάζεηο ζηέιλνπκε απηά ηα "ιάζνο" ξεχκαηα ζηελ γείσζε, ψζηε λα κελ πξνθαινχλ δηαηαξαρέο. Σελίδα 15

16 Δηθόλα 5: Αληηζηάζεηο 10kΩ 6) Σν πνηελζηφκεηξν ησλ 10kΩ ην ρξεηαδφκαζηε γηα ηελ ξχζκηζε ηεο ηάζεο πνπ ιακβάλεη ε LCD νζφλε, ψζηε λα πεηχρνπκε ηελ θαιχηεξε δπλαηή αληίζεζε ζηνπο ραξαθηήξεο πνπ εκθαλίδνληαη. Δηθόλα 6: πνηελζηόκεηξν 10kΩ 7) Σν νινθιεξσκέλν θχθισκα IC LM35 Precision Centigrade Temperature Sensor είλαη έλα βαζηθφ ζεξκφκεηξν πνιχ ρακεινχ θφζηνπο. Σν εχξνο ηνπ θπκαίλεηαη απφ ηνπο -55 βαζκνχο Celsius έσο ηνπο 150. Η αθξίβεηα ηνπ είλαη ±2 βαζκνχο, ε νπνία είλαη ηθαλνπνηεηηθή γηα ηελ εθαξκνγή καο. Η ιεηηνπξγία ηνπ είλαη αληίζηνηρε κε απηή ελφο πνηελζηφκεηξνπ. Όζν κεγαιχηεξε ζεξκνθξαζία, ηφζν κηθξφηεξε ε αληίζηαζε θαη αληίζηξνθα. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο αηζζεηήξαο αέξνο, αιιά θαη εμ επαθήο, φηαλ πξνζθνιιεζεί ζε έλα αληηθείκελν (π.ρ. εζηία θνπδίλαο). Δηθόλα 7: LM35 Θερμόμετρο 8) Σν νινθιεξσκέλν θχθισκα MQ-2 Gas detector είλαη έλα εμειηγκέλν αηζζεηήξην, ην νπνίν κπνξεί λα αληηιεθζεί δηάθνξα βιαβεξά αέξηα ζηνλ αέξα. Η ιεηηνπξγία ηνπ είλαη κε βάζε κία αληίζηαζε ζην εζσηεξηθφ ηνπ αηζζεηεξίνπ, ε νπνία κεηαβάιιεηαη, φηαλ ηα επίπεδα νμπγφλνπ αιιάμνπλ. Αλ π.ρ. απειεπζεξψζνπκε κία πνζφηεηα πγξαεξίνπ ζηνλ αέξα, ην πνζνζηφ νμπγφλνπ ζα αιιάμεη, κε απνηέιεζκα ε αληίζηαζε λα κεησζεί θαη αληίζηξνθα. Σν ελ ιφγσ νινθιεξσκέλν κπνξεί λα εληνπίζεη πγξαέξην, βνπηάλην, Σελίδα 16

17 πξνπάλην, αιθνφι, πδξνγφλν, κεζάλην, θαπλφ θαη άιια θπζηθά αέξηα πνπ είλαη εχθιεθηα. Η επαηζζεζία ηνπ είλαη εμαηξεηηθή, ζε επίπεδν ηέηνην ψζηε αλ αλνίμνπκε έλα κπνπθάιη πνηνχ ζηα πέληε κέηξα, λα ην αληηιεθζεί. ε απηή ηελ νηθνγέλεηα αλήθεη θαη ην MQ-4, ην νπνίν είλαη επαίζζεην ζε πεξηζζφηεξα αέξηα, πνπ φκσο δελ καο αθνξνχλ αθνχ ηα ζπλαληάκε κφλν ζε βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο. Εικόνα 8: MQ-4 Gas Detector 9) Ο δηαθφπηεο Floater βαζίδεηαη ζηελ αξρή ηεο άλσζεο θαη ηεο καγλεηηθήο έιμεο, φπνπ φηαλ ην πιαζηηθφ θηλεηφ θνκκάηη αλπςσζεί, ιφγσ ηνπ λεξνχ (άλσζε), ν καγλήηεο ζα έιμεη ηα 2 θαιψδεηα, θάλνληαο επαθή θαη επηηξέπνληαο ην ξεχκα λα πεξάζεη δίλνληαο ζήκα φηη ν δηαθφπηεο έρεη ελεξγνπνηεζεί. Εικόνα 9: Floater Switch 1 Σελίδα 17

18 10) Σν LED ή αιιηψο Light Emitting Diode είλαη απηφ πνπ ιέεη θαη ε νλνκαζία ηνπ, κία δίνδνο εθπνκπήο θσηφο. Καζψο ην ξεχκα πεξλά απφ ηελ δίνδν, εθπέκπεηαη θσο. Ο ιφγνο πνπ επηιέμακε LED αληί ησλ θιαζηθψλ ιπρληψλ, είλαη ε πνιχ κηθξή θαηαλάισζε ζε ξεχκα. Εικόνα 10: LED 11) Ο πηεδνειεθηξηθφο δηαθφπηεο είλαη απιφο ζηε ιεηηνπξγία ηνπ, δηαζέηεη 2 ζέζεηο ιεηηνπξγίαο On/Off θαη ζηελ αξρηθή θαηάζηαζε είλαη ζηελ ζέζε Off. Όηαλ πηεζηεί, ελεξγνπνηείηαη ε επαθή θαη ην ξεχκα δηέξρεηαη, κε απνηέιεζκα λα έρνπκε ζήκα ζηελ ζχξα ηνπ κδ. Εικόνα 11: Switch Button 12) Η photo resistor είλαη κία επαίζζεηε ζην θψο αληίζηαζε. Όηαλ δελ δέρεηαη θσο ζηελ επηθάλεηά ηεο, ε αληίζηαζε είλαη ειάρηζηε, νπφηε θαη πεξλά φιν ην ξεχκα. Αληίζεηα κε ηελ πξνβνιή θσηφο ζηελ επηθάλεηά ηεο, ε αληίζηαζε απμάλεη δίλνληαο καο δηαθνξεηηθέο κεηξήζεηο. Εικόνα 12: Photo Resistor 13) Γηα ηελ θαισδίσζε ρξεζηκνπνηήζακε UTP θαιψδην (θαιψδην δηθηχνπ) CAT5 θαηεγνξίαο 5. Η επηινγή έγηλε γηα δχν βαζηθνχο ιφγνπο, ιφγσ ηεο επθακςίαο ηνπ θαισδίνπ (πεξηέρεη θαιχηεξεο πνηφηεηαο ραιθφ, άξα πην καιαθφ) θαη ιφγσ ησλ πνιιαπιψλ ρξσκάησλ πνπ δηαζέηνπλ ηα 8 θαιψδηα, πξάγκα πνπ καο βνήζεζε ζην λα μερσξίζνπκε ηηο δηεξγαζίεο. Σελίδα 18

19 Εικόνα 13: UTP Cable VAT5e 2.4 Υπνζύζηεκα Ππξαζθάιεηαο Σν ζχζηεκα ππξαζθάιεηαο ρσξίδεηαη ζε δχν ηκήκαηα, ην αληρλεπηηθφ, θαηά ην νπνίν κε ηελ ρξήζε αηζζεηήξσλ ζεξκνθξαζίαο αιιά θαη ηελ ππνβνήζεζε ησλ αηζζεηήξσλ GD, γίλεηαη ν έιεγρνο αλάπηπμεο ππξθαγηάο ζην ζπίηη θαη ην ηκήκα αληηκεηψπηζεο, θαηά ην νπνίν ελεξγνπνηνχληαη έμνδνη γηα ηελ ζσζηή ππξφζβεζε. Με ηελ βνήζεηα ησλ αηζζεηήξσλ ζεξκνθξαζίαο LM35 θαη GD επηηπγράλνπκε κηα νινθιεξσκέλε πξνζηαζία απφ ππξθαγηά. Απηφ ζπκβαίλεη δηφηη, φηαλ ν κηθξνειεγθηήο αληηιεθζεί κεηαβνιή ζηε ζεξκνθξαζία ηνπ ρψξνπ πάλσ απφ ηνπο 30 βαζκνχο Celsius, κπαίλεη ζε θαηάζηαζε "κηθξνχ ζπλαγεξκνχ". ε απηή ηε θάζε δελ ελεξγνπνηνχληαη κέηξα ππξαζθάιεηαο, κηαο θαη νη ζεξκνθξαζίεο ζηελ Διιάδα, πνιιέο θνξέο, μεπεξλνχλ ην φξην πνπ ζέζακε. Καηφπηλ εθηεινχληαη νη εμήο έιεγρνη, αλ έρνπλ νη ππφινηπνη αηζζεηήξεο ηελ ίδηα ζεξκνθξαζία (±3 C), θαζψο θαη αλ έρεη ππάξμεη αλίρλεπζε ζηνλ GD ηνπ ρψξνπ, ζηνλ νπνίν αληρλεχηεθε ε κεηαβνιή ζεξκνθξαζίαο! ε πεξίπησζε πνπ δελ ζπκθσλνχλ ηα αηζζεηήξηα ζεξκνθξαζίαο ή ππάξρεη ηαπηφρξνλε κεηαβνιή ζε LM35 θαη GD, ηφηε ελεξγνπνηείηαη ην ζχζηεκα ππξφζβεζεο ηνπ ρψξνπ πνπ ρξεηάδεηαη. ηελ πηπρηαθή καο, ε ελεξγνπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο απηνχ, ππνδεηθλχεηαη απφ έλα LED ζε θάζε δσκάηην ηνπ ζπηηηνχ. ε πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο απηφ ην ζήκα πνπ ελεξγνπνηεί ην LED ζα ελεξγνπνηεί ςεθηαθά ξειέ, ηα νπνία κε ηελ ζεηξά ηνπο ζα ελεξγνπνηνχλ ειεθηξηθέο βάλεο λεξνχ, ψζηε λα αξρίδεη ε ππξφζβεζε κε λεξφ, ελεξγνπνίεζε ερεηηθψλ ζεκάησλ ζπλαγεξκνχ, ψζηε λα εμέιζνπλ φινη απφ ηνπο ρψξνπο πνπ έρνπλ πξνζβιεζεί, αιιά θαη ηελ απνζηνιή ζήκαηνο ζπλαγεξκνχ ζηελ ππξνζβεζηηθή κέζσ SMS ή (εθηελήο αλαθνξά ζα γίλεη ζην ηκήκα 3.3). Δπίζεο, ζε απηφ ην ζχζηεκα ππάγεηαη θαη ε ππξαζθάιεηα πνπ έρνπκε εηζαγάγεη γηα ηελ θνπδίλα θαη πην ζπγθεθξηκέλα γηα ηηο εζηίεο καγεηξέκαηνο. Παξά ην γεγνλφο φηη νη ζχγρξνλεο θνπδίλεο δηαζέηνπλ εζσηεξηθά ζπζηήκαηα αζθαιείαο γηα πξνζηαζία, εληνχηνηο εάλ ν αζζελήο ακειήζεη θαη αθήζεη ηελ εζηία γηα πνιχ ρξφλν αλνηρηή, ηελ μεράζεη δειαδή, ελεξγνπνηείηαη έλα ξειέ απνθνπήο, πνπ δηαθφπηεη ηελ Σελίδα 19

20 ιεηηνπξγία ηεο θνπδίλαο. Σν ζχζηεκα ππξαζθάιεηαο εθαξκφζηεθε ζε φινπο ηνπο ρψξνπο(ζαινθνπδίλα - θξεβαηνθάκαξα - κπάλην) ηνπ ζπηηηνχ γηα κέγηζηε αζθάιεηα. 2.5 Υπνζύζηεκα Πξνζηαζίαο Βιαβεξώλ Αεξίσλ Όπσο θαη ην πξνεγνχκελν ππνζχζηεκα, έηζη θαη απηφ ρσξίδεηαη ζε αληρλεπηηθφ θα εθηειεζηηθφ. ε απηή ηελ πεξίπησζε ρξεζηκνπνηήζακε έλα πνιχ αμηφπηζην νινθιεξσκέλν θχθισκα ην MQ-4, ην νπνίν ραξαθηεξίδεηαη απφ κεγάιε αθξίβεηα. Πξηλ ηελ ρξήζε ηνπ φκσο, απαηηνχληαλ κία πξνεξγαζία. Σν MQ-4 γηα λα κπνξέζεη λα απνθηήζεη επαηζζεζία, απαηηείηαη ην επνλνκαδφκελν Burn-in ή preheat (φπσο θαίλεηαη ζε πνιιά Datasheet). Απηή είλαη ε δηαδηθαζία θαηά ηελ νπνία εθαξκφδνπκε θαλνληθή ηάζε ιεηηνπξγίαο γηα 12~24 ψξεο. Έηζη επηηπγράλνπκε πην θαιέο θαη ζηαζεξέο κεηξήζεηο. ε κεξηθέο πεξηπηψζεηο, απαηηείηαη εηδηθή πξνζέξκαλζε (κε κεηαβνιέο ζηελ ηάζε θ.α.), αιιά ζηελ δηθή καο πεξίπησζε αθνινπζήζακε ηελ απιή δηαδηθαζία. ε αληίζεζε κε ην ζχζηεκα ππξαζθάιεηαο, ην ζπγθεθξηκέλν ζχζηεκα είλαη απηφλνκν θαη δελ εμαξηάηαη απφ άιινπο αηζζεηήξεο. Έηζη, έρνληαο κειεηήζεη ηηο ηηκέο πνπ εμάγεη ην αηζζεηήξην γηα ηνλ θαπλφ θσηηάο, ην πγξαέξην θαη αηζπιηθή αιθνφιε(πίλαθαο 1) κπνξνχκε λα ελεξγνπνηήζνπκε δηαθνξεηηθνχο ζπλαγεξκνχο θαη ελέξγεηεο γηα θάζε πεξίπησζε. Αέξην Τηκή GD Αέξαο 932~980 Καπλφο θσηηάο 128~135 Τγξαέξην 72~79 Αηζπιηθή Αιθνφιε 68~82 Πίνακασ 1: Βλαβερά Αζρια - Τιμζσ GD Με βάζε ηνλ παξαπάλσ πίλαθα πξνέθπςε ην πξφγξακκά καο, ην νπνίν φηαλ αληηιεθζεί κεηαβνιή ζηελ ηηκή θάπνηνπ απφ ηα GD, ελεξγνπνηεί ηελ απαζθάιεζε ηεο θεληξηθήο εηζφδνπ θαη κεηά κειεηά ηελ ηηκή ηνπ GD. Δάλ GD<150 & GD 100, ηφηε πξφθεηηαη γηα ππξθαγηά θαη απαηηείηαη πέξαλ ηνπ ερεηηθνχ ζπλαγεξκνχ, ε ελεξγνπνίεζε ησλ ειεθηξνβαλψλ γηα ηελ ππξφζβεζε. ηελ πεξίπησζε πνπ ην GD<100 θαη ζηηο δχν εθδνρέο αεξίσλ νη ελέξγεηεο είλαη ίδηεο, φπνπ ελεξγνπνηνχληαη ξειέ κε αλεκηζηήξεο γηα ηελ εμαγσγή ησλ βιαβεξψλ αεξίσλ. Σελίδα 20

21 Καη ζε απηή ηελ πεξίπησζε ηα ζήκαηα πνπ δειψλνπλ θίλδπλν κπνξνχλ λα ζηαινχλ κε SMS ή ζηελ ππξνζβεζηηθή ππεξεζία θαη ηνλ θξνληηζηή ηνπ αζζελνχο. Σν ζχζηεκα βιαβεξψλ αεξίσλ εθαξκφζηεθε φπσο θαη ηεο ππξαζθάιεηαο, ζε φινπο ηνπο ρψξνπο, ηφζν ιφγσ ηεο ζπλεξγαζίαο ησλ δχν ππνζπζηεκάησλ, φζν θαη ιφγσ ηεο πηζαλφηεηαο αληηκεηψπηζεο ηπρφλ δηαξξνήο αεξίσλ ζε φινπο ηνπο ρψξνπο ηνπ ζπηηηνχ. 2.6 Υπνζύζηεκα Πξνζηαζίαο Ύπλνπ Η αξρηθή ζθέςε γηα ην ππνζχζηεκα απηφ ήηαλ ε πιήξεο παξαθνινχζεζε ησλ βηνκεηξηθψλ ζηνηρείσλ ηνπ αζζελνχο θαη ε έγθαηξε πξφιεςε πηζαλήο απψιεηαο αηζζήζεσλ, ιφγσ θαξδηαθήο πξνζβνιήο ή άιιεο αθξαίαο αληίδξαζεο ηνπ αζζελνχο. Λφγσ πεξηνξηζκέλνπ νηθνλνκηθνχ πξνυπνινγηζκνχ, δελ ήηαλ δπλαηή ε αγνξά ησλ απαξαίηεησλ αηζζεηεξίσλ γηα ηελ νινθιεξσκέλε δεκηνπξγία ηνπ απηνκαηηζκνχ (έιεγρνο παικψλ, ζέζεο θαη ζεξκνθξαζίαο). Παξ' φια απηά, κε ηα ππάξρνληα κέζα δεκηνπξγήζακε έκκεζν έιεγρν ηνπ αηφκνπ θαη ηεο θαηάζηαζήο ηνπ. Απφ ηελ ζηηγκή πνπ δελ κπνξνχζακε λα πξνκεζεπηνχκε αηζζεηήξην παικψλ, ε ιχζε πνπ βξήθακε ήηαλ ν έιεγρνο ησλ ζεκείσλ φπνπ ν αζζελήο ζα αλαπαχεηαη. Έηζη, ηνπνζεηψληαο έλα αηζζεηήξα πίεζεο ζηνλ θαλαπέ θαη ην θξεβάηη ηνπ, κπνξνχκε λα εμάγνπκε ηνλ ρξφλν χπλνπ, αιιά θαη ην αλ ν αζζελήο έρεη θηλεζεί θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο αλάπαπιάο ηνπ. Δηζάγνληαο έλα πνιχ επαίζζεην αηζζεηήξην πίεζεο, κπνξνχκε λα αληηιεθζνχκε αθφκε θαη ηελ θίλεζε ηνπ αηφκνπ, θαζψο αλαπλέεη. Έκκεζα, ινηπφλ, βάδνληαο ηνλ κδ λα κειεηά ηελ κεηαβνιή ηεο ηηκήο ηνπ αηζζεηεξίνπ, εάλ δελ ππάξμεη κεηαβνιή γηα αξθεηή ψξα (5~10sec), ηφηε κπαίλεη ζε "κηθξφ ζπλαγεξκφ", ςάρλνληαο θίλεζε ζηνπο άιινπο ρψξνπο ηνπ ζπηηηνχ (γηα απνθπγή ελεξγνπνίεζεο ιαλζαζκέλνπ ζπλαγεξκνχ). Αλ κεηά ηελ έλαπζε ηνπ "κηθξνχ ζπλαγεξκνχ" δελ ππάξμεη θίλεζε ζηα ππφινηπα κέξε ηνπ ζπηηηνχ γηα 10 ιεπηά, ελεξγνπνηείηαη ν ζπλαγεξκφο θαη εηδνπνηείηαη κέζσ SMS - ηαηξηθή βνήζεηα θαη ν θξνληηζηήο. ηε καθέηα καο, ην αηζζεηήξην πίεζεο είλαη ρακειήο πνηφηεηαο, κε απνηέιεζκα νη κεηξήζεηο λα κελ έρνπλ ζπλνρή θαη αθξίβεηα. Όκσο ην ζχζηεκα ιεηηνπξγεί ζηνλ ππξήλα ηνπ θαη κε ηελ εηζαγσγή αθξηβέζηεξσλ αηζζεηήξσλ ζα επηηπγράλακε κεγάιε αθξίβεηα. ηελ δεχηεξε πεξίπησζε, ζα ηνπνζεηνχζακε έλα Σελίδα 21

22 αηζζεηήξην παικψλ θαη έλα γπξνζθνπηθφ αηζζεηήξην, ηα νπνία ζπλεξγαηηθά φηαλ ζα είρακε ρακεινχο παικνχο θαη νξηδφληηα ζέζε, ζα ελεξγνπνηνχζαλ ην ζπλαγεξκφ. Σν ζχζηεκα απηφ εθαξκφζηεθε ζηα δχν δσκάηηα, φπνπ ν αζζελήο θνηκάηαη θαη απηά είλαη ην ζαιφλη θαη ε θξεβαηνθάκαξα. 2.7 Υπνζύζηεκα Κιεηδώκαηνο Κεληξηθήο Δηζόδνπ Η αλάγθε γη' απηφ ην ζχζηεκα πξνέθπςε, θαζψο κειεηνχζακε ηελ ζπκπεξηθνξά ησλ αζζελψλ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο λχρηαο. Οη αζζελείο ζπρλά μππλνχλ ηε λχρηα θαη ιφγσ ηνπ ζθφηνπο, ηεο θνχξαζεο, αιιά θαη ηεο ίδηαο ηεο αζζέλεηαο, απνπξνζαλαηνιίδνληαη θαη πνιιέο θνξέο κπνξεί, είηε λα αλνίμνπλ ηελ πφξηα θαη λα ηελ μεράζνπλ, κε απνηέιεζκα λα είλαη επάισηνη ζε ιεζηείεο, είηε λα εμέιζνπλ απφ ην ζπίηη θαη λα κε κπνξνχλ λα επηζηξέςνπλ, ιφγσ ηνπ απνπξνζαλαηνιηζκνχ. Γηα λα επηηεπρζεί απηφ ρξεζηκνπνηήζακε ην RTC DS1307 γηα ηελ παξαηήξεζε ηεο ψξαο. Πνιχ ρξήζηκν ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ νινθιεξσκέλνπ είλαη ε κπαηαξία πνπ πεξηιακβάλεη θαη καο βνεζά λα κελ ράλνπκε ηελ εκεξνκελία, αθφκε θαη ζε θαηαζηάζεηο απψιεηαο ξεχκαηνο. ε απηφ ην ζχζηεκα, ινηπφλ, νη ελέξγεηεο είλαη νη εμήο: Αξρηθά κειεηήζακε ηελ κέζε ψξα πνπ ν αζζελήο καο πήγαηλε γηα χπλν θαη πνπ μππλνχζε. Καηαιήμακε ζε έλα σξάξην 23:00κκ ~ 07:00πκ. ε απηφ ην ρξνληθφ πιαίζην, γηα λα πξνζηαηέςνπκε ηνλ αζζελή, ε θεληξηθή είζνδνο θιεηδψλεη κε ηελ ελεξγνπνίεζε κίαο εμφδνπ - ξειέ, ην νπνίν κε ηελ ζεηξά ηνπ ζα ελεξγνπνηεί έλα πελίν απηφκαηεο θιεηδαξηάο. Έηζη επηηπγράλεηαη ε πξνζηαζία ηνπ αζζελνχο θαηά ηηο λπρηεξηλέο ψξεο, φπνηε θαη δηαηξέρεη ηνλ κεγαιχηεξν θίλδπλν, ηφζν απφ ηελ αζζέλεηά ηνπ, φζν θαη απφ εμσγελείο παξάγνληεο. ε απηφ ην ζεκείν πξνέθπςε θαη ην θαίξην πξφβιεκα ηεο πεξίπησζεο αλάγθεο δηαθπγήο θαηά ηηο λπρηεξηλέο ψξεο (βιέπε 2.4) ή ηελ πεξίπησζε πνπ ν αζζελήο ήηαλ ήδε εθηφο θαη έρεη θιεηδσζεί απφ έμσ. Σφζν γηα αλζξσπηζηηθνχο ιφγνπο, φζν θαη γηα ηελ απνθπγή εγθισβηζκνχ ηνπ αηφκνπ, ην θιείδσκα ηεο πφξηαο δελ είλαη απφιπην. Αλά πάζα ζηηγκή, ν αζζελήο κπνξεί λα μεθιεηδψζεη θαη λα εμέιζεη. Η νπζηαζηηθή πξνζηαζία πνπ πξνζθέξεη ην ελ ιφγσ ζχζηεκα, είλαη θιείδσκα ζε πεξίπησζε ακέιεηαο ηνπ ελνίθνπ θαη πξνζηαζία, φηαλ απηφο βξεζεί ζε θαηάζηαζε απνπξνζαλαηνιηζκνχ (νπφηε θαη δελ είλαη ζε ζέζε λα μεθιεηδψζεη εχθνια ιφγσ ηεο ζχγρπζεο). Σελίδα 22

23 2.8 Υπνζύζηεκα Πξνζηαζίαο Από Πιεκκύξα Σν ζχζηεκα απηφ είλαη απαξαίηεην δηφηη, χζηεξα απφ κειέηε ηνπ αζζελνχο, αιιά θαη απφ ηε βηβιηνγξαθία αλαθχπηεη ην πξφβιεκα ηελ πιεκκχξαο, ζε πεξίπησζε πνπ ην άηνκν μεράζεη θάπνηα βξχζε αλνηρηή. Πέξαλ ηελ ππεξθαηαλάισζεο λεξνχ, πνπ ζα δεκηψζεη ηνλ έλνηθν, αλ ππάξμεη δηαξξνή λεξνχ ζην πάησκα θηλδπλεχεη απφ πηψζε, ειεθηξνπιεμία εαλ ππάξρνπλ ειεθηξηθέο ζπζθεπέο αθάιππηεο (ζπρλφ θαηλφκελν ζε αζζελείο ηεο λφζνπ), αιιά θαη θίλδπλν εκθάληζεο θξίζεο, πνπ ζα νδεγήζεη ην άηνκν ζε απνζπληνληζκφ θαη ζχγρπζε, κε απνηέιεζκα λα πξνθαιέζεη θάπνην ηξαπκαηηζκφ ζηνλ ίδην ή ηάζε θπγήο. Γηα ηνπο παξαπάλσ ιφγνπο, ηνπνζεηήζακε έλαλ δηαθφπηε On/off floater, ν νπνίνο, φηαλ κπεη ζε λεξφ, ην πιαζηηθφ κέξνο ηνπ, ιφγσ άλσζεο, αλεβαίλεη, επηηξέπνληαο ην ξεχκα λα πεξάζεη δίλνληαο καο έλα ζήκα ζηνλ κδ, φηη ππάξρεη λεξφ ζην πάησκα ηνπ κπάληνπ. Άκεζα ελεξγνπνηείηαη έλα ξειέ ην νπνίν ελεξγνπνηεί κία ειεθηξνβάλα φπνπ κε ηελ ζεηξά ηεο θιείλεη ηελ ξνή ηνπ λεξνχ ζην κπάλην. Αθφκε, ελεξγνπνηείηαη ερεηηθφ ζήκα, γηα λα εηδνπνηήζεη ηνλ αζζελή λα θιείζεη ηελ βξχζε. Δάλ απηφ δελ γίλεη εληφο 30 ιεπηψλ, εηδνπνηείηαη ν θξνληηζηήο κέζσ SMS. Σν ππνζχζηεκα απηφ εθαξκφζηεθε κφλν ζην κπάλην δηφηη εθεί δηαηξέρεη κεγαιχηεξν θίλδπλν ν αζζελήο. Σελίδα 23

24 2.9 Μαθέηα Σπηηηνύ Έλα έμππλν ζπίηη θαιείηαη λα πξνβιέςεη ή λα απνηξέςεη κηα ζεηξά πηζαλψλ αηπρεκάησλ, ζε έλα εηδηθά δηακνξθσκέλν ρψξν γηα άηνκα κε ήπηαο κνξθήο άλνηα. ην ζεκείν απηφ ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο καο απνθαζίζακε λα θαηαζθεπάζνπκε κηα καθέηα ψζηε λα πξνζνκνηψζνπκε ζπλζήθεο θηλδχλνπ θαη λα ηηο αληηκεησπίζνπκε. Η καθέηα ζρεδηάζηεθε θαη θαηαζθεπάζηεθε βάζεη ηνπ απινχ πξφηππνπ ζπηηηνχ πνπ αλαθέξακε παξαπάλσ. Σφζν γηα πξαθηηθνχο ιφγνπο, φζν θαη γηα αηζζεηηθνχο έρνπλ ζρεδηαζηεί θαλάιηα θαισδίσζεο ζην πάησκα θαη ζηνπο ηνίρνπο, φπσο επίζεο έπηπια θαη ζπζθεπέο. Όια απηά καο βνεζνχλ λα θαηαλνήζνπκε θαιχηεξα ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν αιιειεπηδξνχλ ν απηνκαηηζκφο κε ην άηνκν, πνπ θαηνηθεί ζην ζπίηη. Σν πιηθφ, ζην νπνίν θαηαιήμακε γηα ηελ θαηαζθεπή, είλαη ην δηάθαλν θαη εκηδηάθαλν Plexiglas πάρνπο 3mm θαη 2,5mm αληίζηνηρα. Έηζη έρνπκε ηε δπλαηφηεηα ηεο άκεζεο θαη εχθνιεο νπηηθήο επαθήο, αιιά θαη ηεο δηαθξηηηθήο απφθξπςεο φζσλ δελ είλαη απαξαίηεην λα είλαη ζπλερψο εκθαλή. Δπίζεο, είλαη πιηθφ πνπ θαηεξγάδεηαη θαη επεμεξγάδεηαη εχθνια θαη επηπιένλ είλαη αξθεηά νηθνλνκηθφ Σρεδηαζκόο Μαθέηα Σπηηηνύ Αξρηθφο ζηφρνο ήηαλ λα γίλεη θαηεξγαζία ηνπ Plexiglas ζε CNC router (φπσο θαη έγηλε θαηά ηε δηάξθεηα ησλ δνθηκψλ), φκσο ε επηινγή ηεο επηθαλεηαθήο ράξαμεο ήηαλ αδχλαηε ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε, δηφηη ην Plexiglas είλαη κελ πιηθφ πνπ πξνθχπηεη απφ ρχηεπζε, παξ φια απηά δελ έρεη παληνχ ην ίδην πάρνο, άξα ηα 0,01mm 0,03mm απφθιηζε απφ ζεκείν ζε ζεκείν ήηαλ αξθεηά, ψζηε λα αθπξψζνπλ ηελ αξρηθή καο επηινγή. Έηζη, θάπνηα θνκκάηηα έρνπλ θνπεί ζε CNC θαη άιια θφπεθαλ θαη ραξάρζεθαλ ζε laser CO2 (Carbon Dioxide Laser). Απηά ηα δεδνκέλα θαζφξηζαλ ηνλ ηξφπν, κε ηνλ νπνίν θάλακε ηα ζρέδηα. πγθεθξηκέλα, γηα ην ζρεδηαζκφ ηεο καθέηαο ρξεζηκνπνηήζακε ην ζρεδηαζηηθφ πξφγξακκα πςειψλ δπλαηνηήησλ, ην Corel Draw (X5 graphics suite), ζην νπνίν ζρεδηάζηεθε θάζε θνκκάηη μερσξηζηά, ζε δχν δηαζηάζεηο. Απηφ έγηλε, γηαηί ην Corel είλαη πην εχρξεζην ζηνλ δηζδηάζηαην ζρεδηαζκφ θαη επηπιένλ κε κηα απιή απνζήθεπζε ηνπ.cdr αξρείνπ σο.plt (plotter file) είλαη ζε ζέζε ην πξφγξακκα ρεηξηζκνχ ηνπ CNC (WinPC) λα "δηαβάζεη" ην ζρέδην θαη αθνχ ξπζκίζνπκε Σελίδα 24

25 ηαρχηεηεο, βάζε, βήκαηα θνπήο θαη κεδελίζνπκε ηνπο ηξεηο άμνλεο θαη νξίζνπκε έηζη ηε ζέζε ηνπ πξνο θαηεξγαζία πιηθνχ, είκαζηε έηνηκνη γηα ηελ θαηεξγαζία. Αθνχ κειεηήζακε θαιά ηα πιηθά πνπ ζα ρξεζηκνπνηήζνπκε, νξίζακε ηελ αθξηβή ζέζε ηνπο ζε θάζε ρψξν θαη θπζηθά βάζεη ησλ πξνδηαγξαθψλ ηνπ θαζελφο, ζρεδηάζακε κε αθξίβεηα ηα θαλάιηα ηεο θαισδίσζεο ζε φιε ηε καθέηα. ηελ εηθφλα 14 θαίλεηαη ην ζρέδην απφ ην.cdr αξρείν, ζην νπνίν πεξηιακβάλνληαη φια ηα θνκκάηηα. Σν πάησκα, ηέζζεξεηο εμσηεξηθνί ηνίρνη θαη ηέζζεξεηο εζσηεξηθνί, πνπ νξηνζεηνχλ ην κπάλην θαη ηελ θξεβαηνθάκαξα. Η ηαθηηθή πνπ αθνινπζήζεθε ζην ζρεδηαζκφ απηψλ ησλ θνκκαηηψλ, δηαθέξεη απφ ησλ ππνινίπσλ, δηφηη απηά θφπεθαλ θαη ραξάρζεθαλ ζε laser CO2 (Carbon Dioxide Laser). Σν laser "δηαβάδεη" ρξψκαηα θαη ν ηξφπνο γηα λα νξίζεηο βάζε (ζεσξεηηθά) είλαη κε ηελ έληαζε ηεο δέζκεο, ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ ηαρχηεηα πξφσζεο. Δπνκέλσο, ζρεδηάζακε κε ιεπηέο γξακκέο (0,2mm) θαη βάιακε ηηο αθξηβείο δηαζηάζεηο, ηφζν γηα ηηο θνπέο, φζν θαη γηα ηηο ραξάμεηο. Σν CNC, απφ ηελ άιιε, "δηαβάδεη" ηηο αμνληθέο ησλ γξακκψλ θαη θηλείηαη βάζεη απηψλ. Γη απηφλ ην ιφγν ζρεδηάδνπκε κε πάρνο γξακκήο ίζν κε ηε δηάκεηξν ηνπ θνπηηθνχ θαη ξάδην ζηηο άθξεο ησλ γξακκψλ φζν θαη απηφ ηνπ θνπηηθνχ εξγαιείνπ, πνπ πξφθεηηαη λα ρξεζηκνπνηήζνπκε θαη θπζηθά ιακβάλνπκε ππφςε καο ην "ρακέλν" πιηθφ θαη ην αθαηξνχκε ή ην πξνζζέηνπκε ζηηο δηαζηάζεηο καο. Έηζη είλαη πην ξεαιηζηηθφ ην ζρέδην ζηελ νζφλε. ηελ ίδηα εηθφλα ινηπφλ, ηα ζρέδηα κε ηηο πην έληνλεο γξακκέο αθνξνχλ ην θνπηί ηνπ κδ θαη είλαη θνκκέλα ζην CNC (ην πάρνο ηεο γξακκήο είλαη φζν ε δηάκεηξνο ηνπ εξγαιείνπ πνπ ρξεζηκνπνηήζακε, 2mm). ην θαπάθη, ην νπνίν αλνίγεη, έρεη γίλεη εζνρή, ψζηε λα ηνπνζεηεζεί κε αθξίβεηα ε LCD νζφλε. Δπίζεο ζην κπξνζηηλφ θνκκάηη ηνπ θνπηηνχ έγηλαλ εζνρέο γηα ην θαιψδην ηνπ ξεχκαηνο ηνπ κδ θαη γηα ην USB θαιψδην. Σελίδα 25

26 Εικόνα 14: Κομμάτια Μακζτασ Σελίδα 26

27 2.9 Καταςκευή Μακζτασ Σπιτιοφ Κατά τθ διάρκεια των δοκιμϊν, διαπιςτϊςαμε ότι, για τθν χάραξθ των καναλιϊν τθσ καλωδίωςθσ, μασ εξυπθρετεί να χρθςιμοποιιςουμε κοπτικό εργαλείο διαμζτρου Φ1mm ball (βλ.εικ.15), ςτο οποίο τα καλϊδια "φωλιάηουν" και "ςφίγγουν". Αυτό κα μασ βοθκοφςε ςτθν τοποκζτθςθ των καλωδίων, όπωσ και ςτθν αντικατάςταςθ αυτϊν, λόγω βλάβθσ ι απλϊν αλλαγϊν. Όμωσ, τα ςυγκεκριμζνα κομμάτια είναι αυτά που αποφαςίςαμε να κοποφν και να χαραχκοφν ςτο laser, το οποίο κάνει ελαφρϊσ πλάγια κοπι, με αποτζλεςμα να ζχουμε κωνικι χάραξθ. Όπωσ φαίνεται ςτθν εικόνα 16, το ροη χρϊμα δείχνει τθν κλίςθ που παίρνει θ ακτίνα, όταν ειςχωρεί ςτο υλικό. Αυτό δεν μασ δθμιοφργθςε κάποιο ςοβαρό πρόβλθμα, απλϊσ αναγκαςτικαμε να χρθςιμοποιιςουμε ςε κάποια ςθμεία κόλλα ςτιγμισ, για τθ ςτακεροποίθςθ των καλωδίων. Στθν ζνωςθ των υπόλοιπων κομματιϊν δεν αντιμετωπίςαμε κανζνα πρόβλθμα, με αποτζλεςμα να ζχουμε τζλεια εφαρμογι. Εικόνα 15: Κοπτικά Εργαλεία Σελίδα 27

28 Εικόνα 16: Laser Cutter Όςον αφορά τα κομμάτια που κόπθκαν ςτο CNC, για τθν κοπι χρθςιμοποιιςαμε κοπτικό εργαλείο HSS Φ2mm flat δίπτερο (κατάλλθλο για μαλακά υλικά και αποβάλει ευκολότερα το γρζηι, βλ. εικ. 17), θ ταχφτθτα περιςτροφισ ορίςτθκε ςτισ χαμθλότερεσ που μασ επιτρζπει το ςυγκεκριμζνο μοτζρ τθσ KRESS (1050Watt FME,βλ. εικ. 18), δθλαδι rpm. Βζβαια οι πολλζσ ςτροφζσ κα είχαν ωσ αποτζλεςμα να λιϊςει το plexiglass από τθν υψθλι κερμοκραςία που κα αναπτυςςόταν ςτο ςθμείο κοπισ. Παρ όλα αυτά, κατόπιν αρκετισ μελζτθσ αντοχισ υλικϊν και δοκιμϊν, καταλιξαμε ςε ςυνκικεσ κατεργαςίασ που μασ πρόςφεραν το επικυμθτό αποτζλεςμα. Το βιμα κοπισ ορίςτθκε ςτα 0,6mm ανά βιμα, θ ταχφτθτα βφκιςθσ ςτα 2mm/s και θ ταχφτθτα πρόωςθσ ςτα 6mm/s για κοπι και 10mm/s για ρθχι χάραξθ βάκουσ 0,05mm. Το ποςοςτό των ταχυτιτων ζφταςε το 150% κατά τθ διάρκεια τθσ κατεργαςίασ (βλ εικ. 19 και εικ.20). Εικόνα 17: Κοπτικό Εργαλείο Εικόνα 18: Μοτζρ Kress 1050Watt Σελίδα 28

29 Εικόνα 19: Παράμετροι και Ταχφτητζσ Μοτζρ Εικόνα 20: Παράμετροι και Ταχφτητζσ Μοτζρ Σελίδα 29

30 Η τζλεια επιφάνεια κοπισ είναι το άλφα και το ωμζγα, όταν πρόκειται να ςυναρμολογιςεισ κομμάτια και να κολλιςεισ επιφάνειεσ. Το χλωροφόρμιο είναι το υλικό, το οποίο χρθςιμοποιείται για τθ διαδικαςία αυτι. Ζχει τθν ιδιότθτα να διαλφει επιφανειακά τθ ςφςταςθ του plexiglass και κακϊσ αυτό αναδομείται, γίνεται ςυςςωμάτωςθ με τθν άλλθ επιφάνεια. Άρα δεν μιλάμε πλζον για κόλλθςθ δφο επιφανειϊν αλλά για ομογενοποίθςθ. Εικόνα 21: Σφριγγα για ζκχυςη χλωροφόρμιου Ζχοντασ, λοιπόν, μια ςτακερι καταςκευι, ξεκινιςαμε τθν τοποκζτθςθ των καλωδίων, των αιςκθτθρίων, του με και τθσ LCD (βλ. εικόνα 22). Ζνα UTP καλϊδιο μασ ζδωςε τθ δυνατότθτα να ξεχωρίςουμε 7 χρϊματα, για διαφορετικι χριςθ ςτο κακζνα (πορτοκαλί, άςπρο-πορτοκαλί, πράςινο, άςπρο-πράςινο, γαλάηιο, άςπρο-γαλάηιο, κόκκινο). Με αυτό πετφχαμε ομοιομορφία και ςωςτι οργάνωςθ καλωδίωςθσ. Αφοφ ολοκλθρϊκθκε θ καταςκευι τθσ μακζτασ, δϊςαμε λίγθ ακόμα προςοχι ςτθν αςφάλειά, διότι αν και ςτακερι, δεν παφει να είναι ευπακισ-εφκραυςτθ καταςκευι. Θζλαμε μια ςτακερι ξφλινθ βάςθ, ειδικά καταςκευαςμζνθ για τθ μακζτα μασ, τθν οποία πραγματοποίθςε θ εταιρία ΑΦΟΙ Κιοςςζ και βελτίωςε κατά πολφ και το αιςκθτικό κομμάτι. Σελίδα 30

31 Εικόνα 22: Καλωδίωςη και τελικό αποτζλεςμα Μακζτασ Σελίδα 31

32 3 Σύζηεκα Απηνκάηνπ Παξνρήο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο 3.1 Μειέηε Πξνβιήκαηνο Έλα απφ ηα πην ζεκαληηθά πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδεη έλαο αζζελήο κε ηελ λφζν ηεο άλνηαο, είλαη ε ιαλζαζκέλε ιήςε ηεο θαξκαθεπηηθήο ηνπ αγσγήο. Σα πην ζπρλά ραξαθηεξηζηηθά είλαη ε ακέιεηα ιήςεο ησλ θαξκάθσλ, ε ιάζνο ιήςε αγσγήο ζε ιάζνο ψξεο θαη ην κεγαιχηεξν πξφβιεκα είλαη ε ππεξδνζνινγία. ην ηειεπηαίν, ν αζζελήο μερλψληαο φηη έρεη ήδε πάξεη ηα θάξκαθά ηνπ, επαλαιακβάλεη ηελ ιήςε, κε απνηέιεζκα λα θηλδπλεχεη άκεζα ε πγεία ηνπ. Μεξηθά παξαδείγκαηα είλαη ην ράπη γηα ηελ θαξδηά (κείσζε ή θαη αχμεζε παικψλ γηα απνθπγή θαξδηαθψλ επεηζνδίσλ), ην νπνίν φηαλ ιεθζεί ζε κεγαιχηεξε δφζε θέξλεη ην αληίζηξνθν απνηέιεζκα, ελψ φηαλ δελ ιεθζεί ην πξσί, δελ έρεη ζσζηφ απνηέιεζκα. Δπίζεο ηα θάξκαθα γηα δηαβεηηθνχο, ηα νπνία ζε ιάζνο δνζνινγίεο κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ αθφκε θαη ζάλαην. Με γλψκνλα ηα παξαπάλσ, ζρεδηάζακε θαη πινπνηήζακε έλαλ δηαλνκέα ραπηψλ, ν νπνίνο "έμππλα" ζα παξέρεη ηελ θαξκαθεπηηθή αγσγή. Απηφ ζηεξίρηεθε ζε ηξείο παξάγνληεο, απηή θαζαπηή ηελ ιήςε ησλ θαξκάθσλ, ηελ πξνζηαζία απφ ιάζνο ιήςε θαη ηέινο πξνζηαζία απφ ππεξδνζνινγία. Έηζη πξνέθπςε ν ΑΠΦΑ, ν νπνίνο εκπεξηέρεη ηα ηξία ππνζπζηήκαηα γηα ηελ πξνζηαζία, απφ ηνπο παξαπάλσ παξάγνληεο. Λήςε Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο ε απηφ ην ππνζχζηεκα ζειήζακε ν αζζελήο απιψο λα ιακβάλεη ηελ θαξκαθεπηηθή ηνπ αγσγή ζηηο ψξεο πνπ νξίδεη απηή. Μειεηήζακε ην πφζεο θνξέο πξέπεη λα ιακβάλεη ράπηα ηελ εκέξα θαη έηζη αλαπηχμακε ην πξφγξακκα, ην νπνίν, ζηηο πξνθαζνξηζκέλεο ψξεο ηεο εκέξαο θαη κε ηελ επέκβαζε ηνπ αζζελνχο (γηα απνθπγή ιάζνο δφζεο), παξέρεη ηα θάξκαθά ηνπ. Πξνζηαζία Λάζνο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Σν δεχηεξν κεγαιχηεξν πξφβιεκα πνπ εληνπίζακε ήηαλ ε ιάζνο αγσγή θαη ππνδνζνινγία. Πνιιέο θνξέο ν αζζελήο, είηε ιακβάλεη ην ιάζνο θάξκαθν ηελ ιάζνο ψξα, είηε ζε ιάζνο ψξεο θαη κέξεο, π.ρ. ιήςε ραπηνχ θαξδηάο ην κεζεκέξη ή ιήςε εβδνκαδηαίνπ θαξκάθνπ πεξηζζφηεξεο απφ κία θνξά. Απηφ θαηαθέξακε λα ην Σελίδα 32

33 ιχζνπκε, "δεζκεχνληαο" ηα θάξκαθα ζε έλα δνρείν, ην νπνίν δηαλέκεη, φηαλ εκείο νξίζνπκε λα ην θάλεη. Δπίζεο, πνιιέο θνξέο θάπνηα θάξκαθα είλαη πξνηηκφηεξν λα κελ ηα πάξεη θαζφινπ, παξά λα ηα πάξεη ιάζνο ψξα. Έηζη ν αζζελήο δελ ζπγρχδεηαη, αθνχ ε δφζε θαη ε θαξκαθεπηηθή ηνπ αγσγή, παξέρνληαη απηφκαηα. Πξνζηαζία Από Υπέξ-δνζνινγία Όπσο πξνείπακε, απηφ είλαη ην κεγαιχηεξν, εθ ησλ ηξηψλ πξνβιεκάησλ, ιφγσ ησλ θίλδπλσλ πνπ δηαηξέρεη ν αζζελήο, θαζψο είλαη πην άκεζνη απφ ηηο άιιεο δχν πεξηπηψζεηο. Όπσο παξαηεξήζεθε ζε αζζελείο ηεο λφζνπ, αιιά θαη ζε ειηθησκέλνπο ρσξίο ηελ λφζν, ππάξρεη κεγάιν πνζνζηφ ππέξ-δνζνινγίαο,ιφγσ ακέιεηαο. Αθφκε θαη ηα πγηή άηνκα, πνιιέο θνξέο μερλνχλ φηη έιαβαλ ην ράπη ηνπο θαη ζπεχδνπλ λα ιάβνπλ θη άιιν. Απηφ ζε λεαξά άηνκα (πνζνζηφ 17% ππέξ-δνζνινγίαο ζε ειηθίεο 18-45) δελ πξνθαιεί κεγάια πξνβιήκαηα πέξαλ ηεο δπζθνξίαο, αιιά ζηηο κεγαιχηεξεο κπνξεί λα νδεγήζεη αθφκε θαη ζε ζάλαην. Με ηελ ίδηα κεζνδνινγία πνπ αλαθέξακε θαη ζηελ πξνζηαζία απφ ιάζνο αγσγή δεζκεχνπκε ηα ράπηα, κε απνηέιεζκα ν αζζελήο, κε έρνληαο πξφζβαζε, λα κε κπνξεί λα ιάβεη κεγαιχηεξεο δφζεηο. Σελίδα 33

34 3.2 Λίζηα Τιηθψλ 1. Arduino Atmel ATmega AT24C32 Real Time Clock Module 3. Hitachi LCD 20x4 Blue Light Ω Αληίζηαζε (Resistor) 5. 10kΩ Αληίζηαζε (Resistor) 6. 10kΩ Πνηελζηφκεηξν (Potentiometer) 7. UTP Καιψδην CAT5 8. Button Γηαθφπηεο Με Οπίζζην θσηηζκφ (switch) 9. Micro Servo θηλεηήξαο 2.7V 10. Continuous Servo θηλεηήξαο 5V 11. IR Sensor Αηζζεηήξαο Τπέξπζξσλ Αθηηλψλ 12. Buzzer Ηρείν Σελίδα 34

35 3.3 Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ Γηα ηελ πεξηγξαθή ησλ πιηθψλ 1~7 αλαηξέμηε ζην ηκήκα 2.2 8) Οη δηαθφπηεο πνπ ρξεζηκνπνηήζακε γηα ηελ θαηαζθεπή ηνπ ΑΠΦΑ είλαη αινπκηλίνπ κε νπίζζην θσηηζκφ, θη απηφ πξνθεηκέλνπ λα δηεπθνιχλεηαη ν αζζελήο ζηελ παξαηήξεζε ηνπ. Η ιεηηνπξγία ηνπ είλαη ίδηα κε απηή ηνπ απινχ button κε ηελ δηαθνξά φηη ν ζπγθεθξηκέλνο δηαθφπηεο έρεη θαη κία επηπιένλ ζέζε φπνπ είλαη πάληα On θαη κε ην πάηεκα αληηζηξέθεηαη ζε Off (δελ έγηλε ρξήζε απηήο ηεο ιεηηνπξγίαο) Εικόνα 23: LED Button 9) O servo θηλεηήξαο πνπ δνπιέςακε είλαη γηα κηθξά θνξηία έσο 9g θαη απαηηεί ειάρηζην ξεχκα. Απηφ καο εμππεξεηεί ζε πεξίπησζε πνπ αξγφηεξα ζέιακε λα ιεηηνπξγήζεη ην ζχζηεκα απηφλνκα κε κπαηαξία (π.ρ. 9V). Η ιεηηνπξγία ηνπ είλαη φπσο θάζε απιφ ζέξβν λα θηλείηε απφ ηε ζέζε 0 ~180 θαη ελδηάκεζα. Εικόνα 24: Servo Motor 9g Σελίδα 35

36 10) Σν Continuous Servo ζε αληίζεζε κε ην απιφ servo θηλεηήξα δελ δηαζέηεη έλα γξαλάδη, ην νπνίν δεζκεχεη ηελ θίλεζε ζε γσλία 0 ~180, αιιά είλαη ειεχζεξν λα θηλείηε ζηηο δχν θηλήζεηο επ' άπεηξνλ. Απηφ καο εμππεξέηεζε γηα ηελ πινπνίεζε ην "ηξνρνχ" ηξνθνδνζίαο ησλ ραπηψλ. Ο θηλεηήξαο ιεηηνπξγεί κε 5V θαη κε θνξηία έσο 10kg, ραξαθηεξηζηηθφ ην νπνίν καο βνεζά ζηελ ιεπηνκεξή πεξηζηξνθή. Πεξεηαίξσ αλάιπζε γηα απηφ ζα ππάξμεη ζην θνκκάηη ηεο θαηαζθεπήο. Εικόνα 25: Continuous Servo 11) Ο αηζζεηήξαο ππέξπζξσλ αθηηλψλ είλαη έλαο απιφο πνκπνδέθηεο ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο. Τπάξρεη έλα LED εθπνκπήο θαη έλαο δέθηεο πνπ ζε ζπλδπαζκφ καο επηηξέπνπλ λα αληηιεθζνχκε ηπρφλ αληηθείκελα ζην ρψξν. Απηφ ζπκβαίλεη δηφηη ε ππέξπζξε αθηηλνβνιία αληαλαθιά ζηα αληηθείκελα θνληά ζηνλ αηζζεηήξα θαη επηζηξέθεη ζηνλ δέθηε κεηαβάιινληαο ηελ ηηκή ηεο έλδεημεο. Με ην παξαπάλσ ηξφπν θαηαθέξακε λα πξνζαξκφζνπκε ζσζηά ηε ζέζε ηνπ "ηξνρνχ" ηξνθνδνζίαο ραπηψλ. Με ηελ βνήζεηα ελφο ξννζηάηε ξπζκίδνπκε ηελ επαηζζεζία ηνπ αηζζεηήξα. Εικόνα 26: IR Sensor 12) Σν ερείν buzzer είλαη έλα απιφ καγλεηηθφ ηχκπαλν ην νπνίν φηαλ εθαξκνζηεί ηάζε ζηα άθξα ηνπ, αλαιφγσο ην κέγεζνο ηεο παξάγεη έλαλ κνλνηνληθφ ήρν. Απηφ καο βνήζεζε ζηελ εηδνπνίεζε ηνπ αζζελνχο γηα ηελ ιήςε ηεο θαξκαθεπηηθήο ηνπ αγσγήο. Εικόνα 27: Buzzer ηχείο Σελίδα 36

37 3.4 Υπνζύζηεκα Λήςεο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Βαζηθή ηδέα απηνχ ηνπ ππνζπζηήκαηνο, φπσο ιέεη θαη ε νλνκαζία, είλαη ε ιήςε ησλ θαξκάθσλ απφ ηνλ αζζελή. Ακέζσο αλαθχπηεη ην πξφβιεκα ηεο εηδνπνίεζεο θαη κειέηεο αλ ε αγσγή έρεη ιεθζεί. Με απηφ ην γλψκνλα ην ππνζχζηεκα εμνπιίζηεθε κε κεραληθά θαη πξνγξακκαηηζηηθά εξγαιεία γηα ηελ πινπνίεζή ηνπ. Αξρηθά εγθαηαζηάζεθε έλα buzzer ερείν ην νπνίν κε βάζε ηηο πξνβιεπφκελεο ψξεο ιήςεο θαξκάθσλ, εηδνπνηεί έγθαηξα ηνλ αζζελή κε ερεηηθά ζήκαηα, ηα νπνία φκσο δελ είλαη ζπλερφκελα ψζηε λα κελ πξνθαινχλ, ζχγρπζε θαη δπζθνξία ζην άηνκν. Σα ζήκαηα απηά είλαη επαλαιακβαλφκελα αλά ηξία ιεπηά θαη γηα είθνζη ιεπηά ζχλνιν. Ο αζζελήο εηδνπνηείηαη επηά θνξέο ψζηε λα πξνζέιζεη θαη λα ιάβεη ηα θάξκαθά ηνπ. Όζνλ αθνξά ηελ ιήςε ή κε ηεο αγσγήο, ε παξαηήξεζε ηεο έγηλε πξνγξακκαηηζηηθά. Όπσο ζα δνχκε παξαθάησ(θαηαζθεπή ΑΠΦΑ - Τπνζχζηεκα πξνζηαζίαο ππέξ-δνζνινγίαο) ν αζζελήο γηα λα ιάβεη ηα θάξκαθά ηνπ πξέπεη λα παηήζεη έλα θνπκπί. Με ηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ θνπκπηνχ ν ΑΠΦΑ απειεπζεξψλεη ηα ράπηα απφ ην ηξνρφ ηξνθνδνζίαο ζε έλα δνρείν ζηε βάζε ηνπ(βιέπε εηθφλα 39(α)). Έηζη ήηαλ πνιχ εχθνιν λα εηζάγνπκε έλαλ κεηξεηή ζην πξφγξακκά καο γηα ηελ θαηακέηξεζε ησλ δφζεσλ πνπ ν αζζελήο πήξε ή δελ πήξε. Παξάιιεια, κε ηελ βνήζεηα ηνπ RTC κπνξνχκε λα θξαηάκε ζηνηρεία θαη γηα πνηέο αθξηβψο δφζεηο δελ πήξε ν αζζελήο θαη λα εηδνπνηείηαη ν θξνληηζηήο. Δπίζεο, ε LCD κπνξεί λα εκθαλίδεη θάπνην κήλπκα ή αθφκε θαη λα πξνβάιεη ηηο ρακέλεο - ιεθζείζεο δφζεηο. ηε δηθή καο εθαξκνγή δελ εθαξκφζηεθε φκσο ιφγσ έιιεηςεο ρψξνπ ζηελ LCD(εκθάληζε σξψλ δφζεσλ) Σν ππνζχζηεκα απηφ αλ θαη απιφ ζηελ φςε είλαη ν θνξκφο ησλ άιισλ δχν ππνζπζηεκάησλ. Όπσο ζα θαλεί παξαθάησ ηα ηξία ζπζηήκαηα είλαη αιιεινεμαξηψκελα, αιιειεπηδξφκελα θαη επηθαιππηφκελα ην έλα απφ ην άιιν. Σελίδα 37

38 3.5 Υπνζύζηεκα Πξνζηαζίαο Λάζνο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο Όπσο είπακε θαη ζηελ αλάιπζε ηνπ πξνβιήκαηνο, πνιιέο θνξέο ππάξρνπλ πεξηπηψζεηο ιάζνο ιήςεο θαξκάθσλ. Απηφ αθνξά πεξηπηψζεηο φπσο ιήςε ιάζνο ζθεπάζκαηνο, ιήςε ιάζνο δφζεο ελφο θαξκάθνπ(μερσξίδεη απφ ηελ ππέξ-δνζνινγία) κεγαιχηεξε ή κηθξφηεξε παξφιν πνπ είλαη ην ζσζηφ θάξκαθν θαη ιαλζαζκέλε σξνινγηαθή ιήςε ηεο αγσγήο. Γηα λα απνθχγνπκε ηα παξαπάλσ, ην πξψην πνπ έπξεπε λα θάλνπκε ήηαλ λα απνθχγνπκε ηελ εκπινθή ηνπ αζζελνχο κε ηελ αγσγή ηνπ. Απινπνηψληαο ηνλ ηξφπν ιήςεο ησλ θαξκάθσλ, ειαθξχλνπκε ηνλ αζζελή αιιά παξάιιεια πεηπραίλνπκε θαη ηνλ ζθνπφ καο. Απηή ε απινπνίεζε ήηαλ ε εμήο, δέζκεπζε ηεο δφζεο θαη ησλ θαξκάθσλ πνπ πξέπεη λα ιάβεη ν αζζελήο ζε έλα δνρείν, ζην νπνίν πξφζβαζε έρεη κφλν ν θξνληηζηήο. Έηζη δεκηνπξγψληαο ζέζεηο γηα ηηο δηάθνξεο ψξεο ηεο εκέξαο δψζακε ζηνλ θξνληηζηή ηε δπλαηφηεηα λα ηνπνζεηεί ηελ ζσζηή δφζε ζην αλάινγν ηνκέα ηνπ δνρείνπ θαη λα ξπζκίδεη ηελ ψξα ιήςεο ηεο δφζεο. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ε κφλε θίλεζε πνπ κέλεη είλαη ην πάηεκα ηνπ θνπκπηνχ ψζηε λα απειεπζεξσζεί ε αγσγή(έρεη ππάξμεη ήδε ερεηηθή εηδνπνίεζε). Έρνληαο σο βάζε ην παξαπάλσ ζθεθηήθακε αξθεηνχο ηξφπνπο πινπνίεζεο θαη θαηαιήμακε ζην θπθιηθφ ζρήκα κε 28 ηκήκαηα εηζαγσγήο θαξκάθσλ. Απηφ δηφηη ην κέγηζην πνπ κπνξεί λα πάξεη έλαο κέζνο αζζελήο είλαη ηέζζεξηο δφζεηο αλά κέξα, θαη γηα επηά εκέξεο. Μεγαιχηεξε αλάιπζε γηα ηνλ ζρεδηαζκφ θαη ηελ πινπνίεζε ηνπ ηξνρνχ ζα γίλεη παξαθάησ ζηελ Καηαζθεπή ΑΠΦΑ. Σν κεηνλέθηεκα ζην ππνζχζηεκα απηφ είλαη ε αλάγθε επέκβαζεο ηνπ θξνληηζηή. ηελ θαιχηεξε πεξίπησζε ν θξνληηζηήο ζα πξέπεη λα πξνζέξρεηαη θαη λα ηξνθνδνηεί ηνλ ΑΠΦΑ κε θάξκαθα κία θνξά θάζε 28 εκέξεο, εηδάιισο ζηελ ρείξηζηε κία θνξά θάζε εβδνκάδα. Όκσο, είλαη αξθεηά ξεαιηζηηθφ κνληέιν ιφγσ ηνπ φηη νη πνιππιεζέζηεξεο αγσγέο είλαη κία κε δχν δφζεηο ηελ εκέξα (π.ρ. δηαβήηεο, θαξδηαθέο θιπ) ελψ νη έθηαθηεο, βιέπε αληηβίσζε, είλαη εβδνκαδηαίεο. Άξα, ν θξνληηζηήο έρεη έλα θαιφ πεξηζψξην λα ηξνθνδνηεί ηνλ ΑΠΦΑ κε ηελ ζσζηή αγσγή αιιά θαη λα ηελ αιιάδεη αλ απηφ απαηηείηε. Σελίδα 38

39 3.6 Υπνζύζηεκα Πξνζηαζίαο Υπέξ-Γνζνινγίαο Όπσο θαη ζην πξνεγνχκελν ππνζχζηεκα ε θηινζνθία πνπ αθνινπζήζακε ήηαλ ε ίδηα, δέζκεπζε ηεο θαξκαθεπηηθήο αγσγήο θαη πξνζηαζία ηνπ αζζελνχο. Όκσο ζην ελ ιφγσ ζχζηεκα πξνέθπςε ην εμήο πξφβιεκα. Αλ ν αζζελήο παηνχζε ην θνπκπί κία ιαλζαζκέλε ψξα ηεο εκέξαο, ηη ζα ζπλέβαηλε κε ηελ αγσγή. Γηα λα ιχζνπκε ην πξφβιεκα απηφ απαηηνχληαλ ηφζν πξνγξακκαηηζηηθή ιχζε φζν θαη κεραληθή. Πξνγξακκαηηζηηθά ήηαλ ζρεηηθά απιφ, αθνχ ην κφλν πνπ ρξεηάζηεθε λα θάλνπκε είλαη λα ζέζνπκε κία απιή παξάκεηξν ψξαο(rtc) ζην πάηεκα ηνπ θνπκπηνχ, δειαδή αλ παηεζεί ην θνπκπί ΚΑΙ αλ είλαη Υ ψξα. κεραληθά ν ιφγνο πνπ απαηηείηε επέκβαζε είλαη δηφηη ζέινπκε λα έρνπκε κία επηπιένλ πξνζηαζία ζε πεξίπησζε πνπ ην πξφγξακκα απνηχρεη. Έηζη κε βάζε πεηξακαηηζκνχο ζηελ πεξηζηξνθή ηνπ δνρείνπ θαη κε βάζε ην ζρήκα πνπ ηνπ δψζακε(βιέπε θαηαζθεπή ΑΠΦΑ) παξαηεξήζακε πσο εάλ πεξηζηξέςνπκε ηνλ θχιηλδξν θαηά 2/5 ηεο θαλνληθήο πεξηζηξνθήο ηα ράπηα απνκαθξχλνληαη απφ ηελ θαηαπαθηή θαη ηα επφκελα δελ κπνξνχλ λα πέζνπλ ιφγσ ηνπ πιαζηηθνχ βξαρίνλα πνπ βξίζθεηαη πιένλ ζηελ θαηαπαθηή. Με ηνπο δχν παξαπάλσ ηξφπνπο επηηπγράλεηαη ε ζσζηή πξνζηαζία ηνπ αζζελνχο απφ ππέξ-δνζνινγία. Καη κεραληθά θαη πξνγξακκαηηζηηθά ην άηνκν δελ είλαη δπλαηφλ λα ιάβεη θάπνην θάξκαθν εάλ δελ είλαη ζσζηή ε ψξα θαη δελ έρεη παηήζεη ην θνπκπί. Σελίδα 39

40 3.7 Σπλνιηθή Λεηηνπξγία ΑΠΦΑ Αθνχ είδακε ηα ηξία ππνζπζηήκαηα είλαη ζεκαληηθφ λα δνχκε θαη ηελ γεληθή ιεηηνπξγία ηνπ ΑΠΦΑ, δηφηη φπσο είπακε ηα ηξία ζπζηήκαηα είλαη αιιειέλδεηα. Ο ΑΠΦΑ θαηαζθεπάζηεθε κε έλαλ βαζηθφ γλψκνλα, ηελ απφιπηε δηεπθφιπλζε ηνπ αζζελνχο αιιά θαη ηνπ θξνληηζηή, θαη ηελ δηαζθάιηζε ηεο πγείαο ηνπ πξψηνπ. Σν ζχζηεκά καο απνηειείηαη απφ δχν επίπεδα, ην πξψην πεξηιακβάλεη ηνλ ηξνρφ ηξνθνδνζίαο, φπνπ ν θξνληηζηήο ηνπνζεηεί ηελ αγσγή, αιιά θαη ηνλ κδ, ηελ LCD θαη ηα θνπκπηά δηαλνκήο θαη ρεηξηζκνχ ηνπ κδ. ην δεχηεξν επίπεδν βξίζθεηαη ν αηζζεηήξαο ππεξχζξσλ θαη ηα δχν servo θηλεηήξηα πνπ πεξηζηξέθνπλ ηνλ ηξνρφ ηξνθνδνζίαο θαη αλνίγνπλ ην πνξηάθη δηαλνκήο. Όηαλ ινηπφλ ηα ηξία παξαπάλσ ππνζπζηήκαηα ιεηηνπξγνχλ, πξνθχπηεη ην παξαθάησ απνηέιεζκα. Ο θξνληηζηήο αθνχ ηνπνζεηήζεη ηελ θαξκαθεπηηθή αγσγή ζηα δηάθνξα ηκήκαηα ηνπ ηξνρνχ κε ηελ ζεηξά ιήςεο(εηθφλα 38), ζπεχδεη ζηνλ κδ θαη κε ηελ βνήζεηα ησλ θνπκπηψλ Menu, Up θαη Down επηιέγεη πφζεο δφζεηο αλά εκέξα ππάξρνπλ. ηε ζπλέρεηα παηψληαο μαλά ην θνπκπί Menu κπνξεί λα επέκβεη ζηελ ψξα ηεο θάζε δφζεο. Αθνινχζσο παηψληαο Exit επηζηξέθεη ζηελ αξρηθή νζφλε. Ο θξνληηζηήο κπνξεί λα επηιέμεη απφ κία δφζε(αλαηξνθνδνηεί κεηά απφ 28 κέξεο) έσο θαη ηέζζεξηο δφζεηο (αλαηξνθνδνηεί κεηά απφ επηά κέξεο). Με απηφλ ηνλ ηξφπν έρεη γίλεη ε πξνεηνηκαζία ηνπ ΑΠΦΑ γηα ηελ ρξήζε απφ ηνλ αζζελή. Αθνχ ελεξγνπνηεζεί ν ΑΠΦΑ απφ ηνλ θξνληηζηή, ν αζζελήο εηδνπνηείηαη κε ερεηηθφ ζήκα ζηελ ψξα πνπ έρεη νξίζεη ν θξνληηζηήο. Όπσο είπακε θαη παξαπάλσ εηδνπνηείηαη άιιεο επηά θνξέο πξηλ ε ιήςε ηεο δφζεο ηνπ γίλεη αλέθηθηε(πξνζηαζία απφ ιάζνο ιήςε θαη ππέξ-δνζνινγία). Ο ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπ ΑΠΦΑ ζηελ παξαπάλσ πεξίπησζε, αιιά θαη ε γεληθφηεξε κέζνδνο ιεηηνπξγίαο ηνπ είλαη ε παξαθάησ: Ο αηζζεηήξαο IR ζε ζπλδπαζκφ κε κία θαηαζθεπή απφ ζίδεξν κε νδνληψζεηο πνπ δηαρσξίδνπλ ηα ηκήκαηα ηνπ ηξνρνχ, κπνξνχλ λα καο δείμνπλ ηελ ζέζε ηνπ ηξνρνχ αλά πάζα ζηηγκή. Όηαλ ηεζεί ζε ιεηηνπξγία ν ΑΠΦΑ ιακβάλεη εληνιή απφ ηνλ κδ λα πεξηζηξέςεη ηνλ ηξνρφ έσο φηνπ λα βξεη ην θελφ, απηφ ζεκαίλεη φηη επάλσ απφ ην πνξηάθη δηαλνκήο βξίζθεηε έλαο απφ ηνπο βξαρίνλεο ΠΤ ηξνρνχ θαη ν ΑΠΦΑ είλαη έηνηκνο λα πεξηζηξέςεη ηνλ ηξνρφ γηα λα θέξεη ηελ επφκελε δφζε ζην πνξηάθη δηαλνκήο. Όηαλ ε ψξα πνπ έρεη νξίζεη ν θξνληηζηήο γηα ηελ επφκελε δφζε θζάζεη, ν κδ ζηέιλεη ζήκα Σελίδα 40

41 ζην servo λα πεξηζηξαθεί έσο φηνπ ην αηζζεηήξην IR βξεη εκπφδην(ην επφκελν δφληη) νπφηε θαη ζηακαηά. Η δφζε ηνπ αζζελνχο είλαη πιένλ έηνηκε γηα δηαλνκή θαη ν αζζελήο εηδνπνηείηαη κε ην ερεηηθφ ζήκα. Πξνθχπηνπλ δχν πεξηπηψζεηο φπνπ ζηε κία ν αζζελήο παηά ην θνπκπί, ν κδ ελεξγνπνηεί ην δεχηεξν servo ην νπνίν αλνίγεη ην πνξηάθη θαη παξέρεη ηα θάξκαθα, θαη ζηε δεχηεξε πεξίπησζε φπνπ ν αζζελήο δελ παηά ην θνπκπί, πεξλάλε ηξηάληα ιεπηά θαη ν κδ ελεξγνπνηεί εθ λένπ ην πξψην servo πεξηζηξέθνληαο ηνλ ηξνρφ έσο φηνπ ην IR βξεη ην θελφ. Ο κδ κεηά "θιεηδψλεη" θαη δελ επηηξέπεη ηελ δηαλνκή άιινπ θαξκάθνπ κέρξη ηελ ψξα ηεο επφκελεο δφζεο νπφηε θαη ε δηαδηθαζία μεθηλά απφ ηελ αξρή. Η LCD νζφλε πιεξνθνξεί ηνλ θξνληηζηή γηα ηελ εκεξνκελία - ψξα θαη ηηο δνζνινγίεο ηνπ ΑΠΦΑ. Αλαγξάθεη πφζεο δφζεηο έρνπλ νξηζηεί θαη ηελ ψξα ηεο θάζε κίαο. Γηα ηελ θαιχηεξε παξαηήξεζε θαη ηελ εμνηθνλφκεζε ρψξνπ δεκηνπξγήζακε δχν λένπο ραξαθηήξεο πνπ αλαγξάθνπλ DO θαη SG, πνπ καδί ζρεκαηίδνπλ ηελ ιέμε dosage DOSG. Όηαλ κία δφζε δελ ρξεζηκνπνηείηαη εκθαλίδεηαη ην παξαθάησ ζχκβνιν --:-- σο έλδεημε αλακνλήο εηζφδνπ ψξαο. Σελίδα 41

42 3.8 Απηόκαηνο Γηαλνκέαο Φαξκαθεπηηθήο Αγσγήο εκαληηθφ είλαη λα αλαθέξνπκε εμ αξρήο φηη ζηα πιαίζηα ηεο ειαθξηάο κνξθήο άλνηαο, ν αζζελήο γλσξίδεη φηη πξέπεη λα παίξλεη ράπηα θαη δελ αληηζηέθεηαη ζε απηφ. Δδψ γελλάηαη έλα απφ ηα ζπρλφηεξα πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδνπλ άλζξσπνη κε άλνηα (αιιά θαη φρη κφλν) ην νπνίν έξρεηαη λα πεξηνξίζεη ε ζπζθεπή γηα ηελ νπνία ζα κηιήζνπκε παξαθάησ. Απηφ ηεο δπζθνιίαο λα αθνινπζήζνπλ ζσζηά ηε θαξκαθεπηηθή αγσγή ιφγσ ακέιεηαο ή πνιχ πξφζθαηεο απψιεηαο κλήκεο. Οη θίλδπλνη πνπ πξνζπαζήζακε λα απνθχγνπκε είλαη, ζηελ ρεηξφηεξε κνξθή ηνπο, νη αλεπαλφξζσηεο εγθεθαιηθέο ή ζσκαηηθέο βιάβεο αθφκα θαη ν ζάλαηνο. Σε ζπζθεπή απηή, αλαιακβάλεη λα ξπζκίζεη θαη λα γεκίζεη κε ράπηα ν εθάζηνηε θξνληηζηήο. Η ξχζκηζε γίλεηαη πνιχ εχθνια κε έλα θηιηθφ πξνο ην ρξήζηε menu ην νπνίν πξνγξακκαηίζακε κε πνιιή πξνζνρή. Η δηαδηθαζία ηεο ξχζκηζεο επαλαιακβάλεηαη κφλν αλ αιιάμεη ε αγσγή, δηαθνξεηηθά παξακέλεη ίδηα θαη ε κφλε ππνρξέσζε πνπ έρεη ν θξνληηζηήο είλαη ν έγθαηξνο αλεθνδηαζκφο ηνπ ΑΠΦΑ. Με κηα ζχληνκε πεξηγξαθή κπνξνχκε λα πνχκε ηα εμήο. Πξφθεηηαη γηα κηα θαηαζθεπή απφ εκηδηάθαλν Plexiglas ζην εζσηεξηθφ ηεο νπνίαο ππάξρεη κηα πεξηζηξεθφκελε ζηεθάλε 28 ζέζεσλ απφ ABS πιαζηηθφ "ρηηζκέλν" ζε 3D printer, έλαο κδ πνπ ειέγρεη ηελ δηαδηθαζία ηξνθνδνζίαο θαη κηα νζφλε LCD. 3.9 Σρεδηαζκόο ΑΠΦΑ Ο ζρεδηαζκφο έπαημε πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν γηαηί αληηκεησπίζακε πνιινχο πξνβιεκαηηζκνχο ιφγσ ησλ κεραληθψλ κεξψλ θαη ηηο επαηζζεζίαο-εππάζεηαο πνπ έρνπλ ηα ράπηα. Αθνχ θαηαιήμακε ζην φηη ε εμσηεξηθή κνξθή ηνπ ζα είλαη έλα απιφ νξζνγψλην θνπηί δηαζηάζεσλ 165,00mm x 255,00mm x 90,00mm (πιάηνο x κήθνο x χςνο) απνθαζίζακε λα ην ρσξίζνπκε ζε δχν επίπεδα (πάλσ θαη θάησ). ην θάησ επίπεδν ππάξρεη ρψξνο γηα ηα κεραληθά κέξε θαη γηα έλα αηζζεηήξην ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο. Σν πάλσ επίπεδν ρσξίδεηαη θαη απηφ ζε δχν κέξε (εκπξφζζην θαη πίζσ). ην πίζσ ππάξρεη ρψξνο κφλν γηα ηνλ κδ θαη αθξηβψο πάλσ απφ απηφ ζρεδηάζηεθε αλνηγφκελν θαπάθη κε ζέζε γηα νζφλε LCD θαη ηέζζεξα θνπκπηά γηα ην ρεηξηζκφ ηνπ menu. ην εκπξφζζην κέξνο ηνπ πάλσ επηπέδνπ βξίζθεηαη κηα ζηεθάλε 28 ζέζεσλ ηνπνζέηεζεο ραπηψλ κε δπλαηφηεηα πεξηζηξνθήο. ρεδηαζηηθά ινηπφλ, Σελίδα 42

43 αζρνιεζήθακε μερσξηζηά κε απηφ ην θνκκάηη. Η εμσηεξηθή κνξθή νινθιεξψλεηαη κε έλα αλνηγφκελν θαπάθη αθξηβψο πάλσ απφ ηε ζηεθάλε ζην νπνίν είλαη ηνπνζεηεκέλν θαη ην θνπκπί πνπ απειεπζεξψλεη ηα ράπηα απφ ηε ζέζε ηνπο ψζηε λα κπνξέζεη λα ηα πάξεη ν αζζελήο. Σα θνκκάηηα απφ Plexiglas ζρεδηάζηεθαλ ζε δχν δηαζηάζεηο ζην Corel ψζηε λα θνπνχλ κε ην CNC. Αθνινπζήζεθε ε ίδηα δηαδηθαζία κε απηήλ πνπ αλαθέξακε παξαπάλσ, ζην ζρεδηαζκφ ηεο καθέηαο. ρεδηαζηηθά ινηπφλ, απηφ ήηαλ ην εχθνιν θνκκάηη. Εικόνα 28: Σχζδιο ΑΠΦΑ Σελίδα 43

44 Γηα ηε ζηεθάλε, θξίλακε απαξαίηεηε ηελ πςειή αθξίβεηα δηαζηάζεσλ ζηα θνκκάηηα πνπ ηελ απαξηίδνπλ, δηφηη ε πεξηζηξνθή πξέπεη λα είλαη νκαιή θαη ρσξίο πξνβιήκαηα. Κάλακε ην ηξηζδηάζηαην ζρέδην ζην Solidworks (βι.εηθ.31) ην νπνίν απνηειείηαη απφ δχν βαζηθά θνκκάηηα (1:εμσηεξηθφ πεξίβιεκα θαη 2:δηαρσξηζηηθφ ζέζεσλ). Σν εμσηεξηθφ πεξίβιεκα είλαη έλαο θχιηλδξνο πάρνπο 3mm κε εμσηεξηθή δηάκεηξν mm θαη "πάησκα" θάξδνπο 27,00mm, ζην νπνίν ζρεδηάζηεθε ηξαπεδνεηδήο εζνρή γηα ηελ θαηαπαθηή απ φπνπ ζα πέθηνπλ ηα ράπηα. Σν πνξηάθη πνπ αλνηγνθιείλεη είλαη πξνθαλψο ηνπ ίδηνπ ζρήκαηνο φκσο γηα λα επηβεβαηψζνπκε ην ζσζηφ θιείζηκν κεηά ην άλνηγκά ηνπ, νη δχν απφ ηηο ηέζζεξεηο πιατλέο επηθάλεηεο δελ είλαη θάζεηεο, αιιά έρνπλ θιήζε (ίδηα θαη αληίζεηε έρεη θαη ην "πάησκα") ψζηε λα ιεηηνπξγήζνπλ ζαλ νδεγνί. Εικόνα 29: Κάτοψη ςτεφάνησ κφλιςησ Εικόνα 30: Άνοψη ςτεφάνησ κφλιςησ Σελίδα 44

45 Εικόνα 31: 3D απεικόνιςη ςτεφάνησ κφλιςησ Εικόνα 32: Θφρα απελευθζρωςησ φαρμάκων Εικόνα 33: 3D απεικόνιςη θφρασ απελευθζρωςησ φαρμάκων Σελίδα 45

46 ην δεχηεξν θνκκάηη, ιφγσ ηεο πεξηζηξνθήο, απνθαζίζακε λα δψζνπκε κηα θακππιφηεηα ζηα δηαρσξηζηηθά ηνηρία, ψζηε ηα ράπηα πνπ ζα βξίζθνληαη ζε θάζε ζήθε λα ηείλνπλ πξνο ην θέληξν ηεο θαηά ηελ θίλεζε ηεο ζηεθάλεο (βι.εηθ.34 κφλν ε ηνπξκπίλα). Δπίζεο, ιφγσ ηνπ φηη ε θαηαπαθηή έρεη ηξαπεδνεηδέο ζρήκα, θάλακε θάπνηεο βειηηψζεηο ζην ζρέδην ψζηε, παξ φιν πνπ νη δηαρσξηζηηθέο πιεπξέο είλαη θακπχιεο, φηαλ κηα ζήθε κε ράπηα βξεζεί πάλσ απφ ηελ θαηαπαθηή λα κελ έρνπκε πξνβιήκαηα (π.ρ. δελ έπεζαλ φια ηα ράπηα γηαηί θφιιεζαλ θάπνπ ή έπεζαλ θάπνηα απφ ηελ δηπιαλή ζήθε). Οη δηαζηάζεηο πνπ νξίδνπλ ηνλ ειεχζεξν ρψξν ηεο θάζε ζήθεο θαζνξίζηεθε έπεηηα απφ έξεπλα ζρεηηθά κε ην κέγεζνο ησλ ραπηψλ πνπ θπθινθνξνχλ (2,00mm-20,00mm) ψζηε λα ρσξάλε άλεηα αξθεηά ράπηα φισλ ησλ κεγεζψλ. ην θνκκάηη απηφ πξνζαξκφζακε αθφκα κηα ζηεθάλε (κεηαιιηθή) κε 28 αθίδεο κήθνπο 10mm θαη θάξδνπο 1,50mm, ζηελ θάησ επηθάλεηά ηνπ. Απηή ε ζηεθάλε είλαη εμσηεξηθήο δηακέηξνπ 80,00mm θαη θάξδνπο 8,00mm κε ηηο αθίδεο ηζαθηζκέλεο λα ζρεκαηίδνπλ γσλία 90 κνηξψλ κε ηε ζηεθάλε. Οη αθίδεο απηέο, ζε ζπλεξγαζία κε ηνλ αηζζεηήξα ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο ζπληεινχλ ζηελ πεξηζηξνθή ηεο ζηεθάλεο αλά κηα ζέζε θάζε θνξά. Με απηφλ ηνλ ηξφπν απινπνηήζακε ζεκαληηθά ηνλ θψδηθα ηνπ κδ. Εικόνα 34: Κάτοψη κυλίνδρου περιςτροφήσ Σελίδα 46

47 Εικόνα 35: 3D απεικόνιςη κυλίνδρου περιςτροφήσ Εικόνα 36: Κάτοψη κυλίνδρου περιςτροφήσ(αρχικό ςχζδιο) Σελίδα 47

48 3.10 Σπλαξκνιόγεζε - Καηαζθεπή ΑΠΦΑ Σα ζρέδηα ηεο εηθφλαο 28 είλαη απηά πνπ θφπεθαλ ζην CNC. Ρπζκίζακε θαη θαηεξγαζηήθακε ην plexiglass κε ηηο ίδηεο παξακέηξνπο πνπ νξίζακε γηα ηα ζρέδηα ηεο καθέηαο. Έπεηηα, ελψζακε νξηζκέλα θνκκάηηα κε ρισξνθφξκην νινθιεξψλνληαο έηζη ηελ βαζηθή εμσηεξηθή κνξθή ηνπ ΑΠΦΑ (βι.εηθ 38). Εικόνα 37: Πρόγραμμα λειτουργίασ CNC Σα 3D ζρέδηα δφζεθαλ ζηελ εηαηξία Palaplast ε νπνία αλέιαβε λα ηα ηππψζεη ζε ABS πιαζηηθφ κε 3D printer. Η ίδηα ράξαμε επηθαλεηαθά κε laser CNC, ζηα inox θνπκπηά ζχκβνια θαη ιέμεηο ψζηε λα είλαη αθφκα πην εχθνινο ν ρεηξηζκφο ηνπ κελνχ απφ ηνλ θξνληηζηή. Σα θνκκάηηα απηά θνιιήζεθαλ ζε ζπγθεθξηκέλε ζέζε κε ηαηλία δηπιήο φςεσο. Σν εμσηεξηθφ πεξίβιεκα θνιιήζεθε ζην πάησκα ηνπ πάλσ επηπέδνπ, ελψ ε πεξηζηξεθφκελε ζηεθάλε, πάλσ ζηε βάζε ηνπ DC θηλεηήξα. Γηα ηελ ζηεξέσζε θαη ην θεληξάξηζκα ηνπ θηλεηήξα θνιιήζακε ηελ εηδηθή βάζε απφ plexiglass ζην πάησκα ηνπ θάησ επηπέδνπ. Ο θελφο ρψξνο ηνπ πάλσ επηπέδνπ ζην πίζσ κέξνο ζπκπιεξψλεηαη απφ κηα PCB πιαθέηα, ζηελ νπνία ηνπνζεηήζακε ηνλ κδ. ην πάησκα ηνπ ίδηνπ επηπέδνπ, ζην εκπξφζζην κέξνο αιιά απφ ηελ θάησ κεξηά, Σελίδα 48

49 ηνπνζεηήζακε έλα κηθξφηεξν DC θηλεηήξα, ν νπνίνο είλαη ππεχζπλνο γηα ην άλνηγκα θαη ην θιείζηκν ηεο θαηαπαθηήο. Σν πάλσ κε ην θάησ επίπεδν ζπλδένληαη κε δπν κεληεζέδεο, πνπ θνιιήζεθαλ ζηελ πίζσ φςε ηεο θαηαζθεπήο θαη αζθαιίδνπλ κε δχν ηζρπξνχο καγλήηεο πνπ είλαη ηνπνζεηεκέλνη εζσηεξηθά ζην εκπξφζζην κέξνο. Έηζη κπνξνχκε λα επέκβνπκε γηα αιιαγέο θαη επηδηνξζψζεηο αλά πάζα ζηηγκή. Σέινο, ηα αλνηγφκελα θαπάθηα ζπλδένληαη θαη απηά κε ηελ ππφινηπε θαηαζθεπή κε ρξήζε κεληεζέδσλ. ην πίζσ ηνπνζεηήζεθε ε LCD νζφλε θαη ηα ηέζζεξα θνπκπηά ρεηξηζκνχ ηνπ κελνχ θαη ζην εκπξφζζην ηνπνζεηήζεθε κφλν ην θνπκπί πνπ απειεπζεξψλεη ηα ράπηα. Εικόνα 38: ΑΠΦΑ αρχικό ςτάδιο ςυναρμολόγηςησ Σελίδα 49

50 Εικόνα 39(α): Ημι-ολοκληρωμζνοσ & ολοκλξρωμζνοσ ΑΠΦΑ Εικόνα 39(β): Ολοκληρωμζνοσ ΑΠΦΑ Άνω όψη Σελίδα 50

51 4 Σύζηεκα Δληνπηζκνύ Θέζεο & Βηνκεηξηθώλ Σηνηρείσλ 4.1 Μειέηε Πξνβιήκαηνο Όπσο αλαθεξζήθακε θαη παξαπάλσ, ν αζζελήο θηλδπλεχεη κε απνπξνζαλαηνιηζκφ θαη απψιεηα ηεο αίζζεζεο ηνπ ρψξνπ κε απνηέιεζκα λα ραζεί θαη λα κελ κπνξεί λα επηζηξέςεη ζε θάπνην γλσζηφ κέξνο. Γη' απηφ ην ιφγν αλαπηχμακε ην απηφκαην ζχζηεκα εληνπηζκνχ ζέζεο. Σν ελ ιφγσ ζχζηεκα ρξεζηκνπνηψληαο αηζζεηήξεο ζέζεσο GPS βξίζθεη ηελ ζέζε ηνπ κδ αλά πάζα ζηηγκή κε βάζε ηα ζηνηρεία πνπ ζπιιέγεη απφ ηνπο δνξπθφξνπο. Σν ζχζηεκα απηφ απνηειείηαη απφ δχν ππνζπζηήκαηα, ην θχξην πνπ είλαη απηφ ηνπ εληνπηζκνχ ηνπ αζζελή, θαη ην δεπηεξεχνλ πνπ είλαη ν έιεγρνο ησλ θαξδηαθψλ παικψλ ηνπ αζζελή. Καηά ηελ δηάξθεηα ηεο αλάπηπμεο ηνπ "έμππλνπ" ζπηηηνχ, παξνπζηάζηεθε ην πξφβιεκα ηεο ζσζηήο κειέηεο ησλ βηνκεηξηθψλ ζηνηρείσλ ηνπ αζζελνχο. Σν ππνζχζηεκα πξνζηαζίαο χπλνπ πνπ έρνπκε εηζάγεη ήδε, θξνληίδεη έκκεζα γηα ηελ πξνζηαζία ηνπ αζζελή απφ θάπνην πηζαλφ επεηζφδην. Δπνκέλσο, ε αλάγθε γηα άκεζν έιεγρν νξηζκέλσλ βηνκεηξηθψλ ζηνηρείσλ, φπσο ησλ θαξδηαθψλ παικψλ, καο νδήγεζε ζην λα εμνπιίζνπκε θαηαιιήισο ην ππνζχζηεκα Δ.Θ.Β.. Σνπνζεηήζεθε ινηπφλ αηζζεηήξην θαηαγξαθήο παικψλ. Σα θχξηα πξνβιήκαηα πνπ αλέθπςαλ είλαη ε ζσζηή θαη αθξηβήο εχξεζε ηεο ζέζεο ηνπ αζζελνχο θαη ε ζσζηή κειέηε ησλ θαξδηαθψλ παικψλ ηνπ αζζελνχο. Τπήξμε επίζεο θαη ε ζθέςε εηζαγσγήο γπξνζθνπηθνχ αηζζεηήξα, ψζηε λα κειεηάκε θαη ηελ ζέζε ηνπ αζζελνχο ζε ζπλδπαζκφ κε ηνπ παικνχο, πξάγκα πνπ ζα καο έδηλε κία πην νινθιεξσκέλε εηθφλα γηα ηελ θαηάζηαζε ηεο πγείαο ηνπ αζζελνχο, φκσο απηφ ήηαλ δχζθνιν, ιφγσ ηεο έιιεηςεο απαξαίηεησλ εηζφδσλ ζηνλ κδ γηα ηελ επηθνηλσλία κε ην νινθιεξσκέλν ηνπ γπξνζθνπηθνχ. Σελίδα 51

52 4.2 Λίζηα Τιηθψλ 1. Arduino Atmel ATmega GSM/GPRS & GPS shield for Arduino 3. GSM & GPS Antenna 4. Heart Rate Pulse Sensor 4.3 Αλαιπηηθή Πεξηγξαθή Τιηθψλ 1) Ο κδ πνπ ρξεζηκνπνηήζακε ζε απηή ηελ εθαξκνγή είλαη ν κηθξφο αδεξθφο ηνπ mega2560 ν Arduino ATmega32. Ο ιφγνο είλαη νη κηθξέο αλάγθεο ζε ςεθηαθέο ζχξεο, αιιά θαη ε ρακειή θαηαλάισζε ζε ζρέζε κε ηνλ κεγάιν ηνπ αδειθφ. Δπίζεο, νη "αζπίδα" GPS-GSM έρεη ζρεδηαζηεί γηα ηνλ ελ ιφγσ κδ. Ο κδ απηφο δηαζέηεη 14 ςεθηαθέο ζχξεο θαη 6 αλαινγηθέο. Η ηάζε ηξνθνδνζίαο είλαη ίδηα κε απηή ηνπ mega2560. Εικόνα 40: Arduino ATmega320 2) Η ζπγθεθξηκέλε "αζπίδα", φπσο νλνκάδεηαη, είλαη κία πιαθέηα ε νπνία πεξηιακβάλεη φια ηα ειεθηξνινγηθά ζηνηρεία πνπ είλαη απαξαίηεηα γηα ηελ ζσζηή ιεηηνπξγία ηνπ αηζζεηήξα GPS. Παξάιιεια, καδί κε ην GPS ππάξρεη θαη ην ζχζηεκα GSM θηλεηήο ηειεθσλίαο, ην νπνίν καο επηηξέπεη ηελ επηθνηλσλία απφ θαη πξνο ηνλ κδ κε ηελ ρξήζε θηλεηψλ ηειεθψλσλ. Σν ζχζηεκα GPS ρξεζηκνπνηψληαο ηηο ηηκέο πνπ ιακβάλεη απφ ηνπο δηάθνξνπο δνξπθφξνπο, εθηειεί ηηο απαξαίηεηεο καζεκαηηθέο πξάμεηο θαη κε ηελ κέζνδν ηνπ ηξηγσληθνχ εληνπηζκνχ ζέζεο καο επηζηξέθεη δηάθνξεο ηηκέο φπσο γεσγξαθηθφ πιάηνο, γεσγξαθηθφ κήθνο, πςφκεηξν θ.α. Σν ζχζηεκα GSM καο επηηξέπεη λα έρνπκε φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο πνπ έρεη κία Σελίδα 52

53 ζπζθεπή θηλεηήο ηειεθσλίαο, φπσο θιήζε, απνζηνιή SMS θαη είζνδνο ζην δηαδίθηπν. Εικόνα 41: GPS-GSM Shield 3) Οη δχν θεξαίεο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ είλαη απιέο νκναμνληθέο θεξαίεο κε θαιψδηα ραιθνχ πνπ εληζρχνπλ ην ζήκα ηνπ GPS θαη GSM. Εικόνα 42: GPS-GSM Antenna 4) Ο αηζζεηήξαο παικψλ είλαη έλα νινθιεξσκέλν ην νπνίν ιεηηνπξγεί κε βάζε έλα νπηηθφ αηζζεηήξην ην νπνίν αληηιακβάλεηαη ηελ αιιαγή ζηελ θσηεηλφηεηα. Όηαλ ην αίκα πεξλά απφ ην ζεκείν πνπ έρνπκε ηνπνζεηήζεη ην αηζζεηήξην ε θσηεηλφηεηα πέθηεη θαη αιιάδεη ε ηάζε εμφδνπ. Έηζη κε ηελ κειέηε ηεο κεηαβνιήο ηεο ηάζεο κπνξνχκε λα κειεηήζνπκε ηνπο παικνχο. Σν αηζζεηήξην είλαη πνιχ αθξηβέο θαζψο πεξηιακβάλεη θαη θχθισκα απαινηθήο ζνξχβνπ. Εικόνα 43: Heart Rate Sensor Σελίδα 53

54 4.4 Τπνζχζηεκα Δληνπηζκνχ Θέζεο (GPS) Όπσο είπακε παξαπάλσ ην GPS ρξεζηκνπνηεί ηα δεδνκέλα πνπ ιακβάλεη απφ ηνπο δνξπθφξνπο γηα λα εληνπίζεη ηελ ζέζε καο. Πην αλαιπηηθά, νη δηάθνξνη δνξπθφξνη πνπ έρνπκε ζέζεη ζε ηξνρηά εθπέκπνπλ έλα ζήκα πξνο ηελ Γή ην νπνίν κπνξνχκε εκείο λα αλαιχζνπκε. Έηζη φηαλ ιακβάλνπκε ην ζήκα απφ έλαλ δνξπθφξν παίξλνπκε πιεξνθνξίεο φπσο ε απφζηαζε θαη ν ρξφλνο πνπ θάλεη ην ζήκα λα θζάζεη ζηνλ ειεγθηή. Έηζη κε ηελ ιήςε ηξηψλ ή θαη παξαπάλσ ζεκάησλ απφ δηαθνξεηηθνχο δνξπθφξνπο θαη κε ηελ ρξήζε ηξηγσλνκεηξίαο κπνξνχκε λα βξνχκε ηελ ζέζε καο. Ο κδ ιακβάλνληαο ηα ζηνηρεία ησλ δνξπθφξσλ επηζηξέθεη δχν δηαλχζκαηα ηα νπνία φηαλ ηα εθαξκφζνπκε είηε ζην Google maps είηε ζε θάπνην άιιν ζχζηεκα ράξηε καο δίλεη ηελ ζέζε καο πάλσ ζηνλ ράξηε. Πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν έπαημε θαη ην ζχζηεκα επηθνηλσλίαο GSM ην νπνίν καο επέηξεςε ηφζν λα επηθνηλσλνχκε κε ηνλ κδ ζηέιλνληαο εληνιέο είηε κέζσ SMS είηε κέζσ θιήζεο, φζν θαη λα ιακβάλνπκε ηελ ζέζε ηνπ αζζελνχο κέζσ ελφο κελχκαηνο. Τπάξρεη θαη ε δπλαηφηεηα απνζηνιήο κέζσ ηνπ κδ. Σν ζχζηεκα GSM ζε αληίζεζε κε ην ζχζηεκα GPS είλαη πνιχ πην ζηαζεξφ θαη ε ρξήζε ηνπ αξθεηά επθνιφηεξε. Ο κδ ιακβάλεη κία εληνιή είηε κε ηελ κνξθή θιήζεο, είηε κε ηελ κνξθή SMS θαη εθηειεί κία πξνθαζνξηζκέλε ιεηηνπξγία. ηε δηθή καο πεξίπησζε έγηλε ρξήζε ηεο εληνιήο κέζσ θιήζεο. Ο Φξνληηζηήο φηαλ αληηιεθηεί φηη ν αζζελήο ιείπεη θαιεί ηνλ κδ. Ο κδ φηαλ ιάβεη ηελ θιήζε "θιείλεη" ηελ γξακκή γηα λα κελ ππάξμνπλ ρξεψζεηο, αιιά θαη γηα ηνλ έκκεζν έιεγρν ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ κδ. Δάλ ν κδ "θιείζεη" ηελ γξακκή αληηιακβαλφκαζηε φηη ν κδ βξίζθεηαη εληφο εκβέιεηαο ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο θαη ιεηηνπξγεί θαλνληθά. ε αληίζεηε πεξίπησζε ζα αθνχγακε ην πξνθαζνξηζκέλν ηειεθσληθφ κήλπκα "Ο ζπλδξνκεηήο πνπ θαιέζαηε δελ είλαη δηαζέζηκνο". Μεηά ην θιείζηκν ηεο γξακκήο ν κδ "δεηά" ηα βαζηθά ζηνηρεία ζέζεο απφ ην GPS, Γεσγξαθηθφ κήθνο, πιάηνο θαη χςνο. Έπεηηα ζπληάζζεη έλα SMS ην νπνίν απνζηέιιεηε ζε έλα πξνθαζνξηζκέλν αξηζκφ. Φπζηθά νη δπλαηφηεηεο είλαη πνιιέο φπσο θαη ζε έλα θαλνληθφ θηλεηφ, φπσο απνζηνιή ζε πνιιά λνχκεξα, απνζηνιή SMS θαη , θιήζε ζε πξνθαζνξηζκέλν αξηζκφ-κνπο, αιιά απηή ε κέζνδνο δελ ρξεζηκνπνηήζεθε ιφγσ ηνπ θφζηνπο ηεο ρξήζεο ησλ ππεξεζηψλ ηνπ δηαδηθηχνπ. Ο κδ κε έρνληαο ηα ζπζηήκαηα ιεηηνπξγίαο ελφο θηλεηνχ, φηαλ ελεξγνπνηήζεη ηελ επηθνηλσλία κε ην δηαδίθηπν δελ ηελ δηαθφπηεη κέρξη λα ηεζεί εθηφο ιεηηνπξγίαο, πξάγκα πνπ ζεκαίλεη φηη φιν ην ππφινηπν ηνπ ινγαξηαζκνχ θαηαλαιψλεηαη ζηελ επηθνηλσλία ηνπ κδ κε ην δηαδίθηπν. Η κνξθή πνπ έρεη ην κήλπκα είλαη ε εμήο : Σελίδα 54

55 Εικόνα 44: SMS από Arduino Σα παξαπάλσ ζηνηρεία είλαη πξαγκαηηθά θαη απνηεινχλ θάπνηα απφ ηα 25 πεηξακαηηθά δεδνκέλα. Γηα ηελ κειέηε ηεο αθξίβεηαο ηνπνζεηήζακε ηνλ κδ ζε έλα πξνθαζνξηζκέλν ζεκείν θαη θαινχζακε αλά ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα(θάζε 10 ιεπηά πεξίπνπ) αηηνχκελνη ηελ ζέζε. Παξαηεξήζακε φηη φζν δελ άιιαδε ε ζέζε ηνπ κε ηα κελχκαηα ήηαλ ίδηα(φπσο θαίλεηαη ζηε εηθφλα 44) έηζη αιιάδακε ηελ ζέζε ηνπ κδ θαηά ιίγα εθαηνζηά θάζε θνξά γηα λα δνχκε ηελ δηαθνξά. Δθαξκφδνληαο ηα παξαπάλσ ζηνηρεία ζην Google Maps θαη ιακβάλνληαο ππ' φςηλ ηελ πξαγκαηηθή ζέζε ηνπ κδ θαηαιήμακε ζην ζπκπέξαζκα φηη ν κέζνο φξνο απφθιηζεο - ζθάικαηνο είλαη 5~7m ζηελ χπαηζξν, θαη 15~25m φηαλ ν κδ βξίζθεηαη ζε ππφζηεγν, ελψ ην πςφκεηξν έρεη απφθιηζε 4~5m. Όηαλ ν κδ βξίζθεηαη εληφο θηεξίνπ ην πνζνζηφ επηζηξνθήο ηηκψλ είλαη πνιχ κηθξφ θαη ζπλήζσο επηζηξέθεη ηελ ηηκή "0" φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 45. Εικόνα 45: SMS από Arduino (μηδενικζσ τιμζσ) Σελίδα 55