I. Giới thiệu về Thiết kế bơm tiêm điện đa chức năng tại HCMUTE
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế và thi công bơm tiêm điện đa chức năng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) tập trung vào việc phát triển một hệ thống bơm tiêm điện với ba chức năng chính: bơm tiêm thông thường, kiểm soát đau và sử dụng ngân hàng thuốc. Thiết kế bơm tiêm điện này nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến độ chính xác và hiệu quả trong quá trình tiêm thuốc, đặc biệt là về liều lượng và thời gian. Ngành y sinh HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn và hỗ trợ sinh viên hoàn thành đồ án này. Việc ứng dụng kỹ thuật y sinh HCMUTE trong thiết kế thiết bị y tế mang lại giá trị thực tiễn cao.
1.1 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế bơm tiêm điện đa chức năng, cho phép người dùng nhập liệu thời gian và thể tích truyền thuốc. Hệ thống sẽ tự động điều khiển quá trình bơm thuốc chính xác theo các thông số đã được cài đặt. Đồ án bao gồm các giai đoạn: nghiên cứu chức năng của bơm tiêm điện, lập trình luồng giải thuật, thiết kế mạch điện tử, lập trình vi điều khiển, thi công phần cứng, chạy thử nghiệm, hiệu chỉnh và viết báo cáo. Tuy nhiên, đồ án có một số giới hạn, chẳng hạn như không có khả năng lưu trữ dữ liệu khi mất điện hoặc thay đổi thông số trong quá trình vận hành. Thiết kế và chế tạo bơm tiêm này hướng đến việc ứng dụng công nghệ điện tử y sinh để nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe.
1.2 Phương pháp nghiên cứu
Đồ án áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với nghiên cứu lý thuyết. Sinh viên đã nghiên cứu tài liệu về bơm tiêm điện tự động, vi điều khiển, điều khiển động cơ bước, và thiết kế mạch điện tử. Quá trình thiết kế máy bơm tiêm bao gồm việc lựa chọn linh kiện phù hợp, thiết kế mạch điện tử và lập trình vi điều khiển PIC để điều khiển động cơ bước. Ứng dụng vi điều khiển trong y tế được thể hiện rõ nét trong đồ án này. Thiết kế điện tử y sinh được ứng dụng để đảm bảo độ chính xác và an toàn của hệ thống. Kết quả được kiểm tra và đánh giá bằng cách so sánh với các thông số lý thuyết. Phân tích thiết kế bơm tiêm giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống.
II. Phân tích thiết kế và thi công
Phần này trình bày chi tiết về quá trình thiết kế bơm tiêm điện. Thiết kế phần cứng bao gồm việc lựa chọn và kết nối các linh kiện như vi điều khiển PIC 16F877A, động cơ bước, driver, LCD, và nút nhấn. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống minh họa sự tương tác giữa các thành phần. Tính toán và lựa chọn linh kiện được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Lập trình vi điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển chính xác động cơ bước, đảm bảo độ chính xác của lượng thuốc được bơm. Giải pháp bơm tiêm hiện đại được ứng dụng trong đồ án.
2.1 Thiết kế phần cứng và phần mềm
Thiết kế mạch điện tử được thực hiện dựa trên sơ đồ nguyên lý. Việc lựa chọn các linh kiện như vi điều khiển, động cơ bước, driver, và LCD được thực hiện dựa trên các thông số kỹ thuật và yêu cầu của hệ thống. Thiết kế điện tử đảm bảo sự hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống. Lập trình vi điều khiển để thực hiện ba chức năng chính: bơm tiêm thông thường, kiểm soát đau, và sử dụng ngân hàng thuốc. Điều khiển bơm tiêm được thực hiện thông qua việc điều khiển động cơ bước. Tự động hóa bơm tiêm được thực hiện thông qua lập trình vi điều khiển. Mạch điều khiển bơm tiêm được thiết kế sao cho đơn giản, dễ sử dụng và bảo trì.
2.2 Quá trình thi công và kiểm tra
Sau khi hoàn thành thiết kế bơm tiêm điện thông minh, quá trình thi công được tiến hành. Thi công hệ thống gồm các bước: hàn mạch in, lắp ráp các linh kiện, kết nối với động cơ bước và bơm tiêm. Kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống được thực hiện để đảm bảo độ chính xác của lượng thuốc được bơm. An toàn sử dụng bơm tiêm điện được đặt lên hàng đầu trong quá trình kiểm tra. Kết quả thử nghiệm được ghi nhận và phân tích. Ứng dụng bơm tiêm điện trong y tế phụ thuộc vào độ chính xác và an toàn của hệ thống. Các loại bơm tiêm điện khác nhau có thể có thiết kế và cách thức hoạt động khác nhau.
III. Kết quả và đánh giá
Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đạt được độ chính xác cao trong việc bơm thuốc. Độ sai số về thể tích và thời gian nằm trong giới hạn cho phép. Phân tích thiết kế bơm tiêm cho thấy thiết kế này hiệu quả và đáp ứng được yêu cầu đề ra. Bơm tiêm điện đa chức năng giá rẻ có thể được phát triển dựa trên đồ án này. Nghiên cứu bơm tiêm điện tại HCMUTE đã tạo ra một sản phẩm có giá trị thực tiễn cao.
3.1 Đánh giá hiệu quả
Đồ án đã đạt được mục tiêu đề ra là thiết kế bơm tiêm điện đa chức năng với độ chính xác cao. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Bơm tiêm điện chất lượng cao có thể được phát triển dựa trên những kinh nghiệm thu được từ đồ án. So sánh các loại bơm tiêm cho thấy ưu điểm của hệ thống này. Việc ứng dụng công nghệ vi điều khiển đã giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của quá trình bơm thuốc. Giá bơm tiêm điện có thể được giảm thiểu bằng cách tối ưu hóa thiết kế và sử dụng linh kiện giá thành thấp.
3.2 Hướng phát triển
Đồ án này có thể được phát triển thêm nhiều tính năng, ví dụ như khả năng lưu trữ dữ liệu, tự động cảnh báo lỗi, và tích hợp với hệ thống quản lý bệnh viện. Bơm tiêm điện thông minh có thể được phát triển bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến. Mua bơm tiêm điện phiên bản nâng cấp sẽ được người dùng đón nhận. Nghiên cứu bơm tiêm điện tiếp theo nên tập trung vào việc nâng cao độ tin cậy và tính năng của hệ thống. Học thiết kế bơm tiêm điện sẽ giúp cho sinh viên có thêm kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn.
