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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DMS zur Messung der Atembewegung ---> Laptop


Autor: Mifsud (Gast)
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Hallo,

Im Rahmen eines Seminars möchte ich die Atembewegung des menschlichen 
Körpers beim Schlafen mit Hilfe eines DMSs aufnehmen und diese Daten an 
ein Laptop weiterleiten.

Jetzt stehe ich vor dem Problem, da ich trotz intensiver Recherche von 
Elektrotechnik nur das Grundlegendste verstehe , wie ich das Ganze 
realisieren kann und würde mich freuen,in diesem Forum bissl Hilfe zu 
bekommen.

Im Groben habe ich mir das wie folgt überlegt:

1) DMS an Brust bzw. Bauch befestigen
2) Signal wird an Messverstärker gesendet
3) Signal wird im A/D Wandler umgewandelt
4) Signal wird an Laptop übermittelt

Verstehe ich das richtig, dass ein DMS dafür zu einer Wheatstone 
Brückenschaltung zusammengeschlossen werden muss und die Spannung am 
Ausgang vom Ganzen dann an den Messverstärker gesendet wird ?

Kann man solche DMS Sensoren, die bereits zu einer DMS-Vollbrücke 
zusammengeschalten sind, für kleines Geld kaufen oder ist es einfach 
diese selber herzustellen ?

2. Zum Messverstärker:
Der GSV-2 gehört wohl zu dem gebräuchlichsten Messverstärkern.
Auf dieser Seite hier habe ich entsprechende Software dafür gefunden:

http://www.me-systeme.de/software.html

Das Gerät ansich braucht man dafür aber trotzdem,oder ?

----
Würde mich über eine gewisse Resonanz/Hilfe freuen ;)

: Gesperrt durch Moderator
Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Das Problem ist halt: Das Gewicht des Menschen ändert sich beim atmen 
wenig, was erfassbar sein könnte, ist die Gewichtsverlagerung duch die 
Atembewegung.

Für diesen Zweck sind DMS eigentlich weniger geeignet.

DMS erfassen die elastische Dehnung von Metallen, auf die sie aufgeklebt 
sind. Man könnte sich also eine Metallfeder, Platte oder so etwas als 
Unterlage denken, auf die DMS aufgeklebt sind und deren 
Widerstandsänderung erfassen.  So etwas hartes in der Schlaf-Unterlage 
mit den Zuleitungen zusammen ist wohl nicht das Rechte.
Die dazugehörige Messtechnik ist aber Präzisionssache, die viel know-how 
erfordert.

Eine andere, einfacher arbeitende Lösung wäre: Einen elastischen 
Schlauch, z.B. aus Silikongummi,(Siehe Flugmodellbau)mit Wasser füllen 
und am Ende einen Druckmesser anschließen. Wenn dieser Schlauch passend 
in die Unterlage eingebettet ist, könnte das vielleicht auch die 
Atembewegung erfassen.

Vielleicht müsste man mehrere solcher Schläuche auf der Unterlage 
nebeneinander anbringen, um die  durch die Atembewegung verursachten 
Gewichtsverlagerungen erkennen zu können.

Eine weitere Möglichkeit wäre eine Unterlage ähnlich eines Wasserbettes 
mit mehreren verbundenen Teilkammern. In den Verbindungsstellen der 
Teilkammern könnten dann Strömungssensoren die Atembewegungen erfassen.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Noch ein Vorschlag:
einen wassergefüllten Silikonschlauch (4mm) mit Drucksensor am Ende als 
Gürtel um Bauch oder Brust binden.
Die Atembewegung würde dann auch Druckänderungen im Schlauch erzeugen, 
die messbar sein könnten.

Autor: Tom Ekman (tkon)
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Einzelne DMS werden meist als dünne Metallstreifen auf einer dünnen 
Trägerfolie realisiert und sind dementsprechend sehr empfindlich. Für 
den Einsatz werden sie anschließend auf einem, der Dehnung im 
Anwendungsfall angepassten, Träger appliziert.

Für die Messung empfehle ich dir einen besseren AD-Wandler mit 
integriertem Verstärker (z.B. TI). Daran kannst du direkt die DMS 
anschließen und hast am Ausgang ein serielles Interface.

Als einfache Alternative gefällt mir allerdings die Wasserschlauchidee; 
mit einem dünnen Silikonschlauch könnt ich mir dies gut und vor allem 
als schnell umsetzbar vorstellen.

Autor: Matt (Gast)
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Geht es nur um die Atemfrequenz?

Dann sieh dir mal diesen Thread an:
http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?...
Bei einstelligen Materialkosten wäre es einen Versuch wert, so zu messen 
und auf dem Laptop das Signal durch einen steilflankigen digitalen 
Bandpass im Bereich der Atemfrequenz zu leiten. Wahrscheinlich muss 
etwas mehr Schaltungsaufwand (Ladungsverstärker) getrieben werden, um 
niedrige Frequenzen besser zu erfassen.

Grüße

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

ob ein DMS dafür am besten ist, weiß ich nicht. Alternativ würde ich 
beispielsweise an einen Beschleunigungssensor denken, den es z. B. von 
Analog Devices und Murata zu kaufen gibt (acceleration sensor).

> Verstehe ich das richtig, dass ein DMS dafür zu einer Wheatstone
> Brückenschaltung zusammengeschlossen werden muss und die Spannung am
> Ausgang vom Ganzen dann an den Messverstärker gesendet wird ?
Ja, im Prinzip schon. Wheatstone-Brücke bezeichnet allerdings immer eine 
Viertelbrücke.

> Kann man solche DMS Sensoren, die bereits zu einer DMS-Vollbrücke
> zusammengeschalten sind, für kleines Geld kaufen oder ist es einfach
> diese selber herzustellen ?
Die DMS selbst würde ich kaufen. Für eine Vollbrücke brauchst Du vier 
Stück, wobei zwei Stück gedehnt werden und zwei gestaucht.
Ich habe irgendwas von der Größenordnung 5€ pro DMS in Erinnerung, als 
ich mal danach geschaut habe.
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Interessant ist evtl. auch:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Wenn ich sowas selbst aufbauen würde - was mit dem entsprechenden Labor 
und Kenntnissen mit µC relativ einfach ist - würde ich folgenden Wandler 
nehmen:

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ads1232.html

Er enthält eine geeignete Beispielschaltung. Ich vermute, Du machst das 
als Uniprojekt. Wenn Du einen pfiffigen Kollegen/Studenten hast, der das 
für Dich programmiert, kannst Du die DMS-Daten mit diesem Chip 
verstärken und über die serielle Schnittstelle einlesen.

Wenn Du eine analoge Meßkarte zur Verfügung hast, kannst Du auch einen 
Operationsverstärker für die Verstärkung der Brückensignale nehmen. Die 
Hersteller werben unter dem Begriff "Zero Offset" bzw. "Zero Drift" für 
diesen Zweck am besten geeigneten OPV.

Geeignet ist beispielsweise
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparator...


> 2. Zum Messverstärker:
> Der GSV-2 gehört wohl zu dem gebräuchlichsten Messverstärkern.
> Auf dieser Seite hier habe ich entsprechende Software dafür gefunden:
>
> http://www.me-systeme.de/software.html
Ein fertiges Gerät ist - sofern Du Dich nicht mit µC auskennst - 
wahrscheinlich die bessere Lösung. Es geht Dir ja vor allem nicht um die 
Geräteentwicklung, sondern um die Untersuchung der Atembewegung.

> Das Gerät ansich braucht man dafür aber trotzdem,oder ?
Es ist verzichtbar, wenn Du die Daten per µC in den Computer 
überspielst.


Gruß,
  Michael

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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@ Mifsud

Du willst nur messen wie oft die Ein-/Aus- Atembewegungen dauern oder 
auch wie stark sie sind?

Wenn du nur das Ein/Aus/Stop-Atmen feststellen willst brauchst du ein 
kleines Gerät was man an die Nase befertigen kann.
(Ich würde soetwas jedenfalls besser als einen Schlauch um den Körper zu 
spannen.)

Ein kleines Blatt welches sich vor und zurück bewegt und jedesmal 
zwischen zwei Kontakten hin und her pendelt.

Ich weiß nicht ob das so extrem stören würde oder ob man es sich beim 
drehen abreißen würde.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>Wenn du nur das Ein/Aus/Stop-Atmen feststellen willst brauchst du ein
>kleines Gerät was man an die Nase befertigen kann.

Und wenn jemand schnarcht (mit dem Mund atmet), dann stellt das Gerät 
den Tod fest?

Dann könnte man auch gleich einen (Differenz-) Drucksensor in die Nase 
stecken...

Bei den typischen Atemtests benutzt man ja eine Maske, die Mund und Nase 
abdeckt, und misst das Luftvolumen.

Vielleicht so:
Man setzt mehrere Elektroden auf die Haut und misst die Kapazität 
zwischen ihnen. Je nach Hebung könnte sie sich ändern. Ich habe es so 
(noch) nicht ausprobiert, und elektrischer Strom um Mensch passen nicht 
so richtig  gut zusammen.
Allerdings habe ich meine Finger öfter mal an einem Analyzer...

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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> Und wenn jemand schnarcht (mit dem Mund atmet), dann stellt das Gerät
> den Tod fest?
Na wenn das so ist kann man die Person mittels mini Elektroschock dazu 
bewegen endlich wieder mit der Nase zu atmen.

Oder zwei Sensoren und nachher dann die Daten vergleichen und auf 
Plausibilität prüfen.

OT:
Erst hat hier geschneit und jetzt scheint sogar die Sonne ... schön.

Geh gleich mal Fotos machen :)

Autor: Mensch_Z (Gast)
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DMS das ist was fuer Kraftprotze

warum nicht ein Mikrophon auf die Brust ?...oder so wie der Onkel Doktor 
praktiziert ?...der ''hoert'' ja auch !

Autor: Mifsud (Gast)
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Danke euch erstmal für eure Antworten.
Ich werde eure Vorschläge nachher noch genauer studieren,sehe da 
verständlicherweise noch nicht zu 100% durch.

Autor: Mensch_Z (Gast)
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die armen 'schweinchen'
lassen sich zum TV schauen ein DMS Joch anlegen ;-)
wir muessen ja Strom sparen !
wo kommen wir sonst hin?
irrenhaus !

Autor: Josie (Gast)
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hello
ich weiß das ist lange her aber ich habe bereit die selbe Aufgabe.Ich 
möchte gerne wissen wie du damals die Aufgabe gelöst hast.ich würde mich 
über eine schnelle Antwort freuen.
MfG Josie

Autor: kast (Gast)
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Josie schrieb:
> möchte gerne wissen wie du damals die Aufgabe gelöst hast.

Schlaflabor mit 4 DMS an den Bettfüßen:
http://www.htlpinkafeld.at/htluvapinkafeld/index.p...

Autor: Florian Rist (Firma: TU Wien) (frist)
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Hi,
vielleicht könnte man so was brauchen:

http://www.watterott.com/de/Flex-Sensor-45

Grüße
Flo

Autor: Josie (Gast)
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wow cool ich schaue mir das ganze .danke sehr.
lg Josie

Autor: Kein Troll (Gast)
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Das Wichtigste ist die Verbindung zum Notebook. Ein Kabel ist weniger 
optimal. Wenn sich der Schlaefer zweimal dreht, reisst das Kabel den 
Notebook vom Tisch runter...

Autor: Josie (Gast)
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aber ich denke die verbindung ist entweder per usb oder per bluetooth

Autor: Rainer V. (rudi994)
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Sensoren zur Atemkontrolle gibt es auch beim Atem-Biofeedback. Das sind 
mögl.weise Drucksensoren. Sie werden mittels Gurt umgeschnallt und sind 
evtl. eher für kurzzeitigen Gebrauch, wenn der Patient eine Weile ruhig 
auf dem Rücken liegt (also nicht für z.B. eine ganze Nacht). Zu bedenken 
ist auch, daß die Lungenatmung relativ flach ist, wenn jemand stark mit 
dem Bauch, also falsch atmet.

http://www.davita.de/biofeedback.html
http://www.naturheilpraxis-gustrau.de/resources/At...

Autor: Dimi (Gast)
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Rainer V. schrieb:

>Zu bedenken ist auch, daß die Lungenatmung relativ flach ist, wenn jemand
>stark mit dem Bauch, also falsch atmet.

Seit wann ist Bauchatmung falsch?? Ich habe mein Leben immer nur das 
Gegenteil gehört und gelesen.

Dimi

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Dimi schrieb:
> Seit wann ist Bauchatmung falsch?? Ich habe mein Leben immer nur das
> Gegenteil gehört und gelesen.

Also ich bin auch eher ein Bauchatmer (also es sieht nur so aus ... hört 
sich doof an), aber wenn man dann eine Rund läuft, dann atmet man eben 
doch wieder mit der Lunge da man damit ein größeres Volumen umsetzen 
kann.

Autor: Bauarbeiter (Gast)
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... ich würde einen Beschleunigungssensor nehmen

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Dimi schrieb:

>>Zu bedenken ist auch, daß die Lungenatmung relativ flach ist, wenn jemand
>>stark mit dem Bauch, also falsch atmet.
>
> Seit wann ist Bauchatmung falsch??

Ich glaube nicht, das das nach drei Jahren noch irgendeine Rolle spielt.

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