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開源硬件呼吸傳感器項(xiàng)目

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資料介紹

描述

（2020 年 5 月 3 日發(fā)布）

目前市場(chǎng)上有一些胸式或橫膈式呼吸傳感器，但這些傳感器非常昂貴、難以獲得并且使用壽命非常有限，或者隨著最常用的呼吸測(cè)量而惡化和變化。所以我設(shè)計(jì)了我的第一個(gè)功能版本，它可以糾正已經(jīng)提到的那些問(wèn)題，它更便宜，傳感器電子設(shè)備不會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化或改變響應(yīng)，而且相對(duì)簡(jiǎn)單

并且由于 COVID-19 的并發(fā)癥直接影響呼吸系統(tǒng)，因此呼吸正是您可以研究和分析的地方之一，以了解一個(gè)人是否患有或正在演變與 COVID-19 相關(guān)的并發(fā)癥或癥狀。這是由于當(dāng)患者的呼吸能力受到影響時(shí)，后者會(huì)改變其呼吸頻率和幅度，通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)和比較呼吸值（頻率、幅度、吸氣、呼氣）可以知道這些變化何時(shí)發(fā)生

很明顯，可以向該傳感器添加溫度、心率和血氧合其中之一，從而獲得一種更好的方法來(lái)檢測(cè)可能與 COVID-19 感染和疾病有關(guān)的患者癥狀。

但是這個(gè)項(xiàng)目：呼吸傳感器 1，將直接處理這個(gè)簡(jiǎn)單的呼吸傳感器（將其與其他設(shè)備的耦合留給其他以前的項(xiàng)目）

工程

原理是佩戴能感知呼吸時(shí)胸腹部寬度變化的腰帶（吸氣時(shí)周長(zhǎng)擴(kuò)大或增加，呼氣時(shí)周長(zhǎng)收縮或減?。?/font>

這是通過(guò)使用不可拉伸材料制成的腰帶來(lái)實(shí)現(xiàn)的，除了一小部分由可拉伸材料（彈性紡織彈簧）制成，因?yàn)檫@是唯一可以拉伸的部分，這部分將反映由呼吸引起的膨脹或線性收縮，并測(cè)量為線性距離的簡(jiǎn)單變化

詳細(xì)照片

我選擇用一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外 LED 測(cè)量這種距離變化的方法，它向一個(gè)半圓柱形的白色反射器發(fā)射紅外光，該反射器位于發(fā)射器幾厘米內(nèi)，旁邊是一個(gè)紅外光光電晶體管檢測(cè)器朝向反射器，由織物隔開

功能說(shuō)明圖

彈簧（傳送帶上唯一反映由呼吸的膨脹和收縮引起的線性距離變化的區(qū)域）發(fā)生的情況是，通過(guò)改變發(fā)射器-接收器和反射器之間的距離，紅外光的強(qiáng)度是反射和檢測(cè)變化，改變光電晶體管的電壓輸出

傳感器電子圖

1 該傳感器帶有一個(gè)有源濾光片，用于消除紅外 LED 發(fā)出的外部光線的干擾，由傳感器對(duì)光電晶體管進(jìn)行 2 個(gè)采樣組成：A：在紅外 LED 亮的情況下，使光電晶體管捕獲光紅外發(fā)光 LED 在反射器中反射 + 環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的自然光 B：關(guān)閉紅外 LED，光電晶體管僅捕獲環(huán)境中的自然光，然后它所做的就是讀數(shù) A - B = 的簡(jiǎn)單減法（來(lái)自環(huán)境的自然光 + 從紅外 LED 在反射器中反射的光） - 來(lái)自環(huán)境的自然光 = 從紅外 LED 在反射器中反射的光

2 但是當(dāng)環(huán)境光太強(qiáng)以至于它使您需要的光電晶體管飽和時(shí)：需要一個(gè)形狀有點(diǎn)像外殼的外殼來(lái)保護(hù)呼吸傳感器免受陽(yáng)光（紅外線源）和其他可能影響測(cè)量的強(qiáng)大紅外光源的影響。