Bu yazımızda dijital bir tansiyon aletinin nasıl yapılabileceğini değerlendireceğiz. Bilindiği üzere tansiyon aletleri, daha eski zamanlarda mekanik aksamlı, hava basıncı oluşturularak çalışan bir alet idi. Sensörlerin gelişimi ile dijital tansiyona aletleri uzunca bir süredir hayatımızdalar.

Bu makale, medikal-sağlık alanında proje geliştiricileri için bir rehber olması için yazıldı. Sitemizde, zaman zaman bu tür teknik makalelere yer vererek, elektronik-medikal cihazlar geliştirme konusunda meraklı geliştiricilere yol gösterici olmak istedik.

Daha önce, nabız ölçümü için bir uygulama yapmıştık. Mikrodenetleyiciye bağlı bir nabız ölçer yardımıyla nabız verilerini alıp, bluetooth modülü yardımıyla Android telefona göndermiştik. Flutter-Dart diliyle geliştirdiğimiz Android uygulama ile, bluetooth adaptöründen aldığımız verileri telefon ekranında göstermiştik. Link: A BlueTooth-controlled Android App to Measure Heart Rate - Electronics World News (milivolt.news)

Dijital tansiyon aleti tasarımı ile ilgili detaylara geçmeden önce, tansiyon kavramını açıklayalım.

Tansiyon nedir?

Tansiyon, kanın kalp tarafından pompalanarak arterlere verildiği basınçtır. Tansiyon, arter duvarlarına uygulanan basınç ve arterlerin genişlemesine bağlıdır. Kan basıncı, nabız atışlarının arasındaki zaman aralığına ve kalbin dakikada kaç kez attığına bağlı olarak değişir.

Tansiyon, üst veya sistolik tansiyon ve alt veya diyastolik tansiyon olarak ölçülür. Üst tansiyon, kalp kası kasıldığında arterlere uygulanan en yüksek basınçtır ve diyastolik tansiyon, kalp kası gevşediğinde arterlere uygulanan en düşük basınçtır.

Tansiyon, mmHg (milimetre civa) birimiyle ölçülür ve normal olarak 120/80 mmHg olarak kabul edilir. Ancak yaş, cinsiyet, fiziksel aktivite, stres, yeme-içme gibi faktörler, tansiyon seviyelerini etkileyebilir. Yüksek tansiyon veya hipertansiyon, arterlere yüksek basınç uygulanması sonucu ortaya çıkar ve kalp hastalıkları, inme, böbrek hastalıkları gibi sağlık sorunlarına yol açabilir. Düşük tansiyon veya hipotansiyon ise, kan akışının yetersiz olduğu durumlarda ortaya çıkar ve baş dönmesi, bayılma, yorgunluk gibi belirtilere neden olabilir.

Dijital Tansiyon aletinin çalışma prensibi nedir?

Dijital tansiyon aletleri, non-invaziv yani kan dolaşımına müdahale etmeden çalışır. Alet, kol veya bilek gibi bir vücut bölgesine sarılan bir manşon ve manşona bağlı bir sensör içerir.

Tansiyon ölçümü, manşonun şişirilmesiyle başlar. Şişirme işlemi, manşondaki hava basıncını arttırarak arteriyel kan akışını engeller ve buna bağlı olarak koldaki arterdeki basıncı arttırır. Manşon, belirli bir basınç seviyesine ulaştığında, sensör kan basıncını ölçmek için kullanılır.

Manşonun havası yavaşça boşaltılırken, sensör kan akışındaki değişiklikleri ölçer ve bu değişiklikler, kan basıncını ölçmek için kullanılır. Bu ölçümler daha sonra, mikrodenetleyici tarafından işlenerek, sonuçlar ekranda veya diğer çıkış cihazlarında gösterilir.

Barometrik basınç sensörleri, basınç değerlerini ölçmek için kullanılır. Tansiyon aletlerinde, bu sensörler manşonda kullanılır ve basıncı ölçmek için kullanılır. BMP280 veya BMP180 gibi sensörler, I2C arayüzü aracılığıyla mikrodenetleyiciye veri gönderir ve mikrodenetleyici, ölçülen değerleri işleyerek, tansiyon ölçümünü gerçekleştirir.

--

BMP180 sensörü, barometrik basınç ve sıcaklık sensörü nedir?

BMP180 sensörü, barometrik basınç ve sıcaklık ölçmek için kullanılan bir sensördür. Bu sensör, Bosch Sensortec tarafından üretilmiştir ve dijital bir arabirim ile iletişim kurar. BMP180, BMP085 sensörünün daha gelişmiş bir sürümüdür ve daha yüksek çözünürlük, daha düşük güç tüketimi ve daha yüksek ölçüm doğruluğu sağlar.

Sensörün çıkışı, I2C (Inter-Integrated Circuit) protokolü aracılığıyla okunur. BMP180, sıcaklık ölçümü için termistör ve basınç ölçümü için piezoresistif sensör kullanır. Basınç ölçümü, sensörün üzerindeki mikroişlemci tarafından yapılır ve sonuçlar 16 bit çözünürlükle dijital olarak okunabilir. Sensör, basınç ölçümü için 300 ila 1100 hPa aralığında ve sıcaklık ölçümü için -40 ila 85 derece Santigrat aralığında çalışır.

BMP180 sensörü, genellikle hava basıncı ölçümü, hava kalitesi ölçümü, yükseklik ölçümü ve meteorolojik uygulamalar gibi çeşitli projelerde kullanılır. Ayrıca drone ve insansız hava araçları gibi hava taşıtlarının yükseklik ölçümünde de kullanılır.

Dijital Tansiyon Aleti Proje Bileşenleri

Tansiyon cihazı yapmak oldukça hassas bir işlem gerektirir ve bu nedenle yalnızca profesyonel tıbbi cihazlarla sağlanan doğrulukta sonuçlar sağlaması beklenemez. Bununla birlikte, bir Arduino ile basit bir prototip oluşturarak tansiyonunuzu ölçmek mümkündür. İşte temel adımlar:

Arduino UNO veya Nano

BMP180 Barometrik basınç sensörü

Servo motor

LCD ekran

Breadboard

Jumper kabloları

9V pil veya USB kablosu

Bilgisayar

Adımlar:

BMP180 sensörün VCC pinini Arduino'nun 3.3V pinine, GND pinini GND pinine ve SDA ve SCL pinlerini A4 ve A5 pinlerine bağlayın.

Servo motorun VCC pinini 5V pinine, GND pinini GND pinine ve sinyal pinini de 9. pine bağlayın.

LCD ekranı GND, VCC, SDA ve SCL pinlerine bağlayın.

Servo motoru kullanarak bir manşon şişirin ve ardından yavaşça boşaltarak kan basıncını ölçün.

BMP180 sensörü kullanarak kan basıncı değerlerini okuyun.

LCD ekranda kan basıncı değerlerini ve servonun pozisyonunu görüntüleyin.

Kodları yazın ve Arduino'ya yükleyin.

**

Bu makalede, uygulamaya geçmeden önce bilmemiz gereken temel bilgilere değindik. Birinci aşamadaki uygulamalar gerçekleştirildikten sonra diğer aşamaya da geçilebilir. İkinci aşama, makalenin başında bahsettiğimiz Nabız Ölçer-Kalp atışı ölçer uygulamasında olduğu gibi, Android bir uygulama ile, bluetooth modülü üzerinden gelen tansiyon verilerini ekranda göstermek olacaktır.

Esasında, tansiyon verilerini, mikrodenetleyiciye bağlı LCD ekranında göstermek yeterli gibi gözükebilir fakat Android uygulama ile, tansiyon verilerini düzenli bir şekilde kaydetmek, daha sonra raporlamak gibi eklentiler de, projemizin kullanışlılığını artırır.