ECG Patiënt Simulator - De Behuizing.


De volledig afgewerkte behuizing

De volledig afgewerkte behuizing.

De Behuizing.

Om de reproduceerbaarheid van dit project zo makkelijk mogelijk te maken koos ik ervoor om de behuizing te maken in 3D geprint PLA materiaal.  Door zijn compact formaat is het mogelijk om het kastje zelfs op de kleinste 3D printertjes af te drukken.

In eerste instantie was ik gegaan voor een transparante Plexiglas behuizing die ik zou snijden op de lasercutter.  Omdat onze makerspace nog in oprichting is en dus nog geen onderkomen heeft en nog geen lasercutter voorhanden is, en omdat onze lokale FabLab op slot is door de heersende Corona pandemie, dan is de beste oplossing toch de 3D-Printer.

Het kastje moet alles zo compact mogelijk een plaats geven.  Om de voetafdruk klein te houden, zodat zelfs m'n kleine Velleman Vertex Nano 3D printer de behuizing kon afdrukken, moest ik ervoor kiezen om de 9V batterij op zijn zijkant te positioneren, waardoor het geheel een klein beetje hoger wordt.  De uiteindelijke buitenafmetingen zijn:   7,7 cm breed x 7,9 cm diep x 4,3 cm hoog geworden, grabber clip connectors inbegrepen.  Klein genoeg om in een jaszak of in het kostuumpje van het operatiekwartier te passen.

Het geheel bestaat uit een oranje bovenhelft met de nodige uitsparingen voor de druktoetsjes, de grabber clip connectors en de opschriften en een gele onderhelft waarin de 9V batterij, het luidsprekertje en het printplaatje bevestigd worden.  Verder zijn er de ondersteunings inlays in wit PLA waarop de grabber clips en de elektrode benamingen bevestigd worden. En tenslotte de inlays voor de golfvormafbeelging en de bedieningsopschriften in transparant PLA.  De boven- en onderhelft zijn aan elkaar bevestigd met 4 plaatschroefjes van 2 mm. 

Voor het maken van de 3D tekening koos ik voor Design Spark Mechanical van RS Components.  Dit programma kan gratis gedownload en gebruikt worden.  Enkel een eenvoudige registratie op de RS Components website is nodig.  Design Spark Mechanical is nog één van de weinige gratis 3D ontwerpprogramma's die je kan downloaden en installeren om vervolgens autonoom kan gebruiken.  De meeste gratis 3D ontwerpprogramma's zijn tegenwoordig zonder installatie online te gebruiken waardoor er steeds een goede internet verbinding aanwezig moet zijn wanneer je wil tekenen.  Hier op onze website van The STEAM Reactor kan je de Design Spark Mechanical software-download starten.

Ik maakte van elk onderdeel van de behuizing een apart .STL bestand. Bij de downloads van dit project kan kan je de verzameling van alle .STL bestanden van deze behuizing downloaden als één gecomprimeerd ZIP-Bestand.  Wanneer je een volwassen 3D printer gebruikt, en niet een mini-model zoals hier beschreven, dan kan je alle onderdelen makkelijk samen slicen naar één .gcode file voor je 3D-Printer en alles in één ruk laten afdrukken.  Voor de transparante inlay-delen zoals de golfvorm en de tekst inlays moet je dan wel weer een aparte .gcode genereren, tenzij je een happy-one bent met een dual of multicolor 3D-Printer.  Enfin,  iedereen moet dit projectje kunnen namaken, dus een apart .STL bestand voor elk onderdeel.

Het biologisch afbreekbaar PLA materiaal is in heel wat kleuren verkrijgbaar.  Alles is dus mogelijk.  De frisse kleuren die ik koos zullen zeker de aandacht trekken op het OK. :-)

De grabber-clip-connectors.

Om de grabber clips te bevestigen bestaan ongetwijfeld klemmetjes die in de handel verkrijgbaar zijn.  Tijdens m'n lange zoektocht hiernaar ving ik echter bot.  Ik kreeg het aanbod van een behulpzame technieker van medisch apparatuur om de klemmetjes te gebruiken van een defecte simulator die hij thuis nog liggen had. 

Ik zou de andere makers in de kou laten staan wanneer ik m'n eigen ECG Patiënt Simulator zou afwerken met deze klemmetjes zonder een makkelijker oplossing te zoeken die iedereen kan nabouwen.

De drukknoppen, bevestigingsschroefjes en soldeerhulp.

En de oplossing kwam van bij Veritas.

Jaja Veritas, het walhalla van menige Maker-Vrouw -  en nu maak ik oprecht een diepe buiging uit respect voor de makende vrouw, omdat heel wat vrouwen nog steeds van zichzelf vinden dat ze niet thuis horen in een Makerspace of een Makersgemeenschap -.  Bij deze, een meer dan welkom voor de makende vrouw. 

Enfin, Ik ben als gozer fantastisch geholpen door de verkoopster van Veritas  Genk. In het doolhof van levensgevaarlijke naalden, draden en voor mij nog steeds niet gedefinieerde gereedschappen, werd ik zonder omweg geleid naar het winkelrek waar alle drukknoppen hingen, zoals we deze kunnen terug vinden op bloezen, broeken, jassen en andere kledingstukken.  Na mijn omschrijving van het probleem en met veel gejesticuleer, kon de verkoopster, zonder de minste aarzeling en in één vloeiende beweging, de drukknoppen van 10mm van het merk Prym met artikel nummer 390 107 en de naam Jersey, in mijn richting duwen.  Jawadde, als dat geen productkennis is?  Sommige doe-het-zelf zaken zouden hier nog een puntje aan kunnen zuigen.  De grabber clips van een ECG kabel passen  perfect op deze drukknoppen.

Natuurlijk is zulke drukknop, of pitser zoals ik deze nog steeds noem, niet voorzien om met een schroefje op een plastic behuizing vast te maken.  Dus moest ook hiervoor nog een oplossing gezocht worden.  

Nu blijkt zo'n pitser heel goed te solderen.  Dus al snel kwam ik op het idee om aan de onderzijde het kopje van een klein boutje van 2mm in de opening van de drukknop te duwen en dit vervolgens vast te solderen.  Met een constructie van m'n mini bankschroefje en het klemmetje van een half gedemonteerde 3de hand, die ik voor soldeerwerk gebruik, had ik in een handomdraai een hulpmiddel om het schroefje recht te houden in de drukknop tijdens het solderen.

In het voorfront van de behuizing zijn uitsparingen gemaakt voor de druktoetsjes.  Deze staan op dezelfde afstand uit elkaar als voorzien op de printplaat.  Het volstaat om een kleine verhoging te voorzien op de printplaat door middel van wat vrouwelijke pinconnectoren en daarop de drukknopjes in te pluggen.  Hierdoor steken deze boven de andere componenten van de printplaat uit en komen deze net hoog genoeg om door het frontplaatje te komen.  De drukknopjes komen bijna gelijk met de voorfront.  Zo is de kans dat deze ingedrukt worden in je jaszak kleiner terwijl ze toch nog vlot te bedienen zijn.  De LED staat op de printplaat tussen de beide drukknopjes.  Deze komt overeen met de plaats van de golfvorm inlay in de voorfront.  Hierdoor licht de golfvorm op als gevolg van de oplichtende LED en zorgt voor een mooi optisch effect.

Bij het monteren van de behuizing dient er op gelet dat de schroefjes, waarmee het kastje is dichtgeschroefd, niet te hard worden aangedraaid.  Wanneer je PLA gebruikt als 3D materiaal gebruikt, hetgeen een redelijk zacht materiaal is, zouden de schroefjes de schroefdraad kunnen stuk trekken.  Het gebruik van ABS als printer-filament geeft een steviger eindresultaat maar is dan weer niet milieuvriendelijk.

De bevestigingsschroefjes van de grabber-clip-connectortjes, die net boven het batterijtje aan de binnenkant van het voorfront staan, kan je best wat elektrisch isoleren.  Wanneer het metalen omhulsel van de batterij tegen deze schroefjes (aansluitingen) komt, kunnen deze kortgesloten worden.  Dit zal de schakeling niet beschadigen maar er zou geen ECG signaal meer meetbaar zijn aan de uitgangen.  Ik gebruikte hiervoor een druppel warme lijm uit het lijmpistool.  Het luidsprekertje heb ik eveneens met het lijmpistool vastgekleefd.

De inlays voor de teksten en de houders van de grabber-clip-connectortjes kleefde ik vast met wat secondenlijm.

De elektrode-benamingen maakte ik met zelfklevende ronde stickertjes in de kleuren van de grabber clips samen met kleeflettertjes, beide van het merk pickup. (Ronde stickertjes 8mm set van 6 kleuren = Pickup Art. nr. 9059.  De rode lettertjes 5mm = Pickup Art. nr. 01322005 en de witte lettertjes 5mm = Pickup Art. nr. 01312005).  Om te voorkomen dat de kleeflettertjes en de ronde stickertjes zouden loskomen heb ik deze geseald met wat transparant vernis.  Je merkt aan de afbeelding van de voorzijde van het kastje dat de vernis het PLA materieel wat opgelost heeft.  Hierdoor is een oranje schijn van de voorzijde zichtbaar op de witte achtergrond van de V elektrode.  

 

Ziezo,  hierna volgen nog enkele foto's van de afgewerkte binnenzijde van de ECG Patiënt simulator.  Een proper resultaat vind ik.  Iedereen die toegang heeft tot een 3D printer kan alle STL bestanden van de behuizing downloaden en dit kastje zelf fabriceren.  

Laat vooral je eigen fantasie z'n gang gaan en maak eventueel zelf een behuizing.  De voldoening wordt des te groter. 

 

Veel plezier met de bouw van dit ontwerpje.

 

Johan Smets
11/2020

 



image/svg+xmlOpen Source Licenses HardwareSoftwareDocumentationCERN-OHL-S-2.0-or-laterGPL-3.0-or-laterCC-BY-SA-4.0

Dit ECG Patiënt Simulator project wordt beschermd onder een Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 internationale licentie.