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 ?
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Würde mich über eine gewisse Resonanz/Hilfe freuen ;)
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.
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.
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.
Geht es nur um die Atemfrequenz?
Dann sieh dir mal diesen Thread an:
http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=333775#333775
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
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/searchBrowseAction.html?method=retrieveTfg&binCount=12&Ne=4294958012&Ntt=DMS&Ntk=I18NAll&Nr=AND(avl%3ade%2csearchDiscon_de%3aN)&Ntx=mode%2bmatchallpartial&N=4294954448&Nty=1
Interessant ist evtl. auch:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=retrieveTfg&binCount=1&Ne=4294958012&Ntt=DMS&Ntk=I18NAll&Nr=AND(avl%3ade%2csearchDiscon_de%3aN)&Ntx=mode%2bmatchallpartial&N=4294956618&Nty=1
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-comparators/operational-amplifiers-op-amps/AD8628/products/product.html> 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
@ 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.
>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...
> 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 :)
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
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...
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.htmlhttp://www.naturheilpraxis-gustrau.de/resources/Atembiofeedback_Info.pdf
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
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.
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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