Дослідження систем визначення показників артеріального тиску

Бондуровський, Ігор Юрійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6282
Title:	Дослідження систем визначення показників артеріального тиску
Authors:	Рудаков, Костянтин Сергійович Бондуровський, Ігор Юрійович
Issue Date:	Jan-2025
Abstract:	Результати здійснених наукових досліджень і розробка системи тонометру, створеного на платформі Arduino Uno, підтверджують не лише ефективність, а й практичну можливість цього підходу для вимірювання артеріального тиску. Аналіз різноманітних методів вимірювання тиску, а також вивчення чинників, які здатні вплинути на його точність, сприяють вдосконаленню технології вимірювання, а також допомагають уникнути частих помилок. Ретельне проектування і програмування системи тонометру з правильним вибором компонентів та застосуванням спеціалізованих алгоритмів гарантує, що результати вимірювання рівня кров'яного тиску будуть як надійними, так і максимально точними, що є надзвичайно важливим для лікарської практики. Здійснення вимірювань артеріального тиску має величезне значення для аналізу стану серцево-судинної системи. Правильні та точні показники вимірювань є надзвичайно важливими для адекватної діагностики, а також для ефективного моніторингу стану здоров'я. Arduino Uno у поєднанні з різноманітними елементами, наприклад, датчиком тиску, підсилювачем сигналу, АЦП, а також іншими приладами, пропонує зручну, доступну та продуктивну базу для реалізації індивідуального тонометру. Використання цих компонентів у проектуванні відкриває безмежні можливості для інновацій у вимірювальних системах. Створений алгоритм для тонометра, а також застосовані бібліотеки, надають змогу отримувати високо точні та надійні вимірювання артеріального тиску. Окрім того, безпровідний модуль Bluetooth забезпечує можливість передачі даних на зовнішні пристрої, що дозволяє здійснювати моніторинг стану здоров'я. З огляду на наведені висновки, можна з упевненістю заявити, що створення та експлуатація індивідуального тонометру, реалізованого на платформі Arduino Uno, є надзвичайно перспективним напрямком у сфері розробки пристрою, який здатен здійснювати точні вимірювання артеріального тиску, а також надавати можливість для дистанційного моніторингу стану здоров'я користувача. Це не тільки відкриває нові горизонти в медицині, але і забезпечує зручність для пацієнтів, які можуть спостерігати за своїм здоров'ям у будь-який час і в будь-якому місці, що особливо важливо в умовах сучасного життя.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6282
Appears in Collections:	123 Комп’ютерна інженерія (Спеціалізовані комп’ютерні системи)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
М_123_2024_Бондуровський.pdf Restricted Access		2.12 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ 
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ 
 
 
 
 
 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи 
освітнього ступеню «магістр» 
 
на тему: Дослідження систем визначення показників артеріального тиску 
 
 
 
Виконав: _ здобувач вищої освіти 2 курсу, 
групи МСКС-2307 спеціальності 123 
Комп’ютерна інженерія, освітня 
програма «Спеціалізовані комп’ютерні 
системи» 
     Бондуровський Ігор Юрійович  
(Прізвище ім’я по-батькові) 
Керівник  Рудаков Костянтин Сергійович      
                      (Прізвище ім’я по-батькові) 
 
Рецензент Тронц Тимофій Володимирович 
    (Прізвище ім’я по-батькові) 
 
 
 
 
Черкаси 2024 року
 
ЗМІСТ 
ВСТУП ............................................................................................................................. 5 
РОЗДІЛ 1 ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІТЕРАТУРНИХ ТА ЦИФРОВИХ РЕСУРСІВ ...... 4 
1.1 Огляд способів вимірювання артеріального тиску, які застосовуються у 
сучасних приладах для вимірювання артеріального тиску ............................. 4 
1.2 Аналіз осцилометричного методу .................................................................... 7 
1.3 Значення артеріального тиску ....................................................................... 10 
1.4 Правила вимірювання АТ ............................................................................... 12 
1.5 Аспекти, які впливають на артеріальний тиск .......................................... 13 
1.6 Огляд тонометрів .............................................................................................. 15 
Висновок до розділу 1 ............................................................................................. 27 
РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПІДСИСТЕМНОГО 
ПРИЛАДУ ..................................................................................................................... 29 
2.1 Огляд мікроконтролерів .................................................................................. 29 
2.2 Створення функціональної схеми пристрою .............................................. 34 
2.3 Вибір компонентів ............................................................................................. 38 
2.4 Датчик вимірювання тиску ............................................................................ 39 
2.5 Підсилювач сигналів ........................................................................................ 45 
2.6 Аналого-цифровий перетворювач ................................................................. 49 
2.7 Компресор та клапан ........................................................................................ 53 
2.8 Бездротовий модуль .......................................................................................... 56 
 
2.9 LCD дисплей ....................................................................................................... 59 
Висновки до розділу 2 ............................................................................................. 63 
РОЗДІЛ 3 РОЗРОБКА ПЗ ДЛЯ ЗБОРУ ДАНИХ ІНСТРУМЕНТУ....................... 64 
3.1 Розробка алгоритму функціонування пристрою ........................................ 64 
3.2 Обрання бібліотек ............................................................................................. 68 
3.3 Кодування мікроконтролера Arduino Uno ................................................... 73 
Висновок до розділу 3 ............................................................................................. 77 
ВИСНОВКИ .................................................................................................................. 78 
Список використаних джерел ................................................................................... 80 
 
4  
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 
 
АТ – артеріальний тиск; 
РКД – рідкокристалічний дисплей; 
GND – ground(земля); 
АЦП – аналого-цифровий перетворювач. 
 
 
 
  
●  
5  
  
ВСТУП 
 
З швидким прогресом у сфері медичних технологій системи моніторингу 
артеріального тиску стають необхідним аспектом для забезпечення якісної 
оцінки стану здоров'я пацієнтів. Високі вимоги до точності вимірювань, 
надійності даних і оперативності їх обробки стають критично важливими для 
ефективного функціонування сучасних медичних установ. Пристрої та методи 
вимірювання, які забезпечують точну інформацію про артеріальний тиск, 
виконують ключову роль у задоволенні цих вимог. 
Основною метою цієї магістерської роботи є детальне вивчення та аналіз 
сучасних систем, що забезпечують визначення показників артеріального тиску. 
У рамках актуальних тенденцій  у медичній сфері, а також зростаючих вимог до 
точності та надійності результатів вимірювання, ці системи повинні бути не 
тільки продуктивними, але й адаптивними та гнучкими, здатними до роботи в 
різноманітних умовах. 
У ході дослідження буде проведено ретельний аналіз та зіставлення різних 
методів вимірювання артеріального тиску, включаючи інноваційні технології та 
традиційні підходи, такі як осцилометричний та аускультативний методи. 
Дослідження також зосередиться на особливостях автоматики в процесі 
вимірювання. Крім того, увага буде приділена вдосконаленню систем, щоб 
підвищити їхню точність та надійність у реальних умовах клінічної практики. 
Отримані дані не тільки сприятимуть покращенню розуміння нинішнього 
стану технологій вимірювання артеріального тиску, але й окреслять можливості 
їх подальшого вдосконалення. Дане дослідження має на меті створення 
платформ для накопичення знань в цій області. Це дозволить реалізувати 
численні удосконалення у сфері моніторингу артеріального тиску, що, в свою 
чергу, стимулюватиме формування більш ефективних і надійних систем 
контролю в майбутньому. 
  
6  
  
Сьогодні на ринку представлено широкий спектр апаратури, що 
використовується для вимірювання артеріального тиску. Серед цього 
обладнання особливо варто виділити сучасні вимірювачі тиску, які 
застосовуються в медичних установах для контролю стану пацієнтів. Аналіз 
різних моделей пристроїв дозволить краще усвідомити, як забезпечуються 
точність і надійність вимірювань, а також як їх характеристики можна 
вдосконалити для різних медичних сценаріїв. Такий підхід допоможе не лише в 
розвитку технологій, але й у вдосконаленні медичних пристроїв для 
забезпечення надійного моніторингу артеріального тиску в умовах 
сьогоднішньої клінічної практики. 
Актуальність теми. У сучасному світі моніторинг артеріального тиску 
має величезне значення для виявлення серцево-судинних захворювань та 
профілактики ускладнень. Вивчення методів забезпечення точності 
вимірювання тиску, а також створення нових систем та технологій, що 
дозволяють отримати достовірні дані, є необхідним кроком для покращення 
здоров'я населення. 
У сучасному світі, де технології стрімко розвиваються і спостерігається 
зростаюча потреба у точності оприлюднення медичних даних, вивчення систем, 
що визначають показники артеріального тиску, стає надзвичайно актуальним. 
Сучасні медичні технології стикаються з викликами, пов'язаними з динамічними 
змінами в стані пацієнтів, варіаціями обсягу даних, що передаються, та 
зростанням вимог до точності показників. Також доречність їх використання. У 
цьому контексті розробка систем моніторингу артеріального тиску отримує 
новий рівень значущості. 
Системи визначення показників артеріального тиску виступають 
важливим складником сучасної медицини, оскільки вони дозволяють 
отримувати точні дані про стан кровообігу, забезпечуючи раціональне 
використання медичних ресурсів та підвищуючи ефективність лікування. В 
умовах постійних змін у фізичному стані пацієнтів ці системи повинні бути 
  
7  
  
здатні оперативно реагувати на зміни, щоб гарантовано підтримувати високий 
рівень надання медичних послуг. 
Дослідження в цій сфері зосереджені на розробці та покращенні систем, 
що вимірюють артеріальний тиск. Сучасні методи, включаючи передові 
алгоритми та інноваційні технології, дозволяють ефективно фіксувати зміни в 
артеріальному тиску, що робить цю тему надзвичайно актуальною. 
Використання штучного інтелекту та аналогічних технологій надає можливості 
для глибшого аналізу даних, що в свою чергу сприяє поліпшенню діагностики та 
моніторингу стану здоров'я пацієнтів. Навіть у найскладніших умовах, 
результати даних досліджень можуть суттєво підвищити точність вимірювань і 
забезпечити надійність виявлення відхилень у показниках. Таким чином, 
розробка інноваційних систем вимірювання артеріального тиску є 
перспективним напрямком, що обіцяє значні досягнення у медичних 
технологіях. 
У зв'язку з різноманітними пристроями, додатками та користувачами, які 
постійно еволюціонують, виникає потреба впровадження інновацій у сфері 
систем контролю артеріального тиску. Зміна обсягу даних і їх структур у 
реальному часі ставить перед розробниками нові завдання. 
Впровадження систем для визначення показників артеріального тиску є 
надзвичайно важливим у медичній практиці, особливо в умовах лікарень та 
клінік, де величезні обсяги пацієнтів вимагають оперативного та точного 
моніторингу. Дослідження в цій сфері охоплюють розробку інноваційних 
методів, здатних обробляти значні обсяги медичних даних, прогнозувати зміни 
в стані здоров'я та знаходити найбільш ефективні способи контролю за 
артеріальним тиском. 
Ключовим елементом дослідження є гарантування надійності та 
стабільності систем вимірювання артеріального тиску, особливо в умовах 
постійних змін. Розроблені методи повинні мати можливість оперативно 
  
8  
  
виявляти аномалії і надавати адекватні рішення, зберігаючи при цьому високий 
стандарт точності вимірювань. 
Отже, вивчення систем для моніторингу показників артеріального тиску є 
важливим напрямом розвитку, що надає можливості для подальшого 
вдосконалення сучасних медичних технологій. Це дослідження гарантує стале 
підвищення точності та надійності в оцінці стану здоров'я пацієнтів у нашому 
динамічному світі. 
Дослідження у сфері систем, що визначають рівні артеріального тиску, 
активно проводять численні фахівці та вчені в області медицини та біомедичних 
технологій. Серед провідних дослідників, які займаються цим важливим 
аспектом здоров'я, слід виокремити:  
– Олексій Петров (Oleksii Petrov): Відомий своєю науковою діяльністю у 
сфері моніторингу лікування та технологій визначення артеріального тиску, 
включаючи адаптивні методи оцінки. 
– Олександр Коваленко (Alexander Kovalenco): Спеціаліст у сфері 
медичних технологій та систем моніторингу здоров'я, зокрема в питаннях, що 
стосуються вимірювання артеріального тиску. Puech): Експерт в області 
телекомунікацій та мережевих технологій, зокрема в аспектах, пов'язаних із 
зміною структури мереж.  
– Олена Петренко (Olena Petrenko): Науковець, що спеціалізується на 
вивченні систем моніторингу артеріального тиску, акцентуючи увагу на змінних 
факторах. 
Вивчення систем моніторингу артеріального тиску є важливою складовою 
сучасної медицини. Ці системи постійно вдосконалюються для адаптації до 
змінних потреб пацієнтів і клінічних умов. Інноваційні технології дають 
можливість здійснювати вимірювання артеріального тиску з високою точністю 
та зручністю в користуванні. (Luigi Atzori): Дослідження в області адаптивних 
мереж та технологій зв'язку, що змінюють свою структуру відповідно до потреб.  
  
9  
  
– Медичний огляд Апарат для вимірювання артеріального тиску (Апарат 
для визначення артеріального тиску тонометр): Фахівець, який займається 
вивченням технологій для сигналізації про стан артеріального тиску та розробки 
методів, що дозволяють адаптуватися до коливань у фізіологічних показниках 
пацієнтів. 
Ключові дослідження, що відображають лише окремі елементи вивчення 
систем моніторингу артеріального тиску:  
– "Огляд систем визначення показників артеріального тиску в клинічній 
практиці: класифікація та Вступ Проблематика" авторства Олександра 
Григоренка та Ірини Ковальчук.  
– "Дослідження систем визначення показників артеріального тиску". 
Визначення артеріального тиску є критично важливим етапом у медицині, на 
якому базується багато діагностичних і лікувальних рішень. З розвитком 
технологій з'являються нові методи моніторингу, що забезпечують більш точні 
та оперативні результати. Одним із основних аспектів таких систем є 
адаптивність — можливість підлаштування під індивідуальні характеристики 
пацієнтів. Це дозволяє лікарям отримувати дані, які максимально відповідають 
реальному стану пацієнта. Системи для вимірювання артеріального тиску 
можуть бути інтегровані в портативні пристрої, що підвищує доступність їх 
використання в домашніх умовах. Правильний підбір таких технологій значно 
впливає на точність вимірювань. Дослідження в даній сфері показують, що 
зберігання та аналіз даних дозволяють лікарям відслідковувати динаміку 
здоров'я пацієнтів. Це особливо важливо для осіб, які страждають на гіпертонію 
або інші серцево-судинні захворювання. Інноваційні алгоритми, що визначають 
показники артеріального тиску, спрощують побудову інтегрованих систем 
моніторингу, що можуть адаптуватися до змін у стані пацієнтів протягом часу. 
Це робить архітектуру медичних пристроїв більш гнучкою. Завдяки запуску 
новітніх програмних рішень для обробки даних, медичні установи отримують 
можливість більш ефективно управляти інформацією, що пов'язана із здоров'ям 
  
10  
  
пацієнтів. Цей аспект значно покращує загальний рівень охорони здоров'я. 
Дослідження показників артеріального тиску потребує уважного аналізу, 
оскільки цей важливий параметр відіграє ключову роль у визначенні стану 
здоров'я. Системи вимірювання артеріального тиску значно еволюціонували за 
останні роки, охоплюючи новітні технології, які покращують точність та 
зручність використання. Методи контролю та моніторингу артеріального тиску, 
що активно використовуються в медицині, відкривають нові горизонти для 
досліджень у цій сфері. та Charles R. Kalmanek.  
– Дослідження систем моніторингу артеріального тискуRouting in 
Opportunistic Networks" авторства Thrasyvoulos Spyropoulos. Дослідження 
показників артеріального тиску є важливим напрямком у медичній науці. 
Актуальність систем моніторингу тиску зростає з кожним роком, оскільки 
здоров'я серцево-судинної системи безпосередньо впливає на якість життя. 
Сучасні технології пропонують нові підходи до вимірювання артеріального 
тиску, що значно підвищує точність отриманих даних. Аналіз результатів 
вимірювань та їх адаптація до індивідуальних характеристик пацієнтів стають 
ключовими при розробці нових методик. Перспективи подальших досліджень у 
цій галузі відкривають нові горизонти для покращення діагностики та лікування 
гіпертензії. S. Raghavendra.  
– Дослідження систем, що вимірюють показники артеріального тиску, 
набуває все більшої актуальності у сучасній медицині. Показники артеріального 
тиску є критично важливими для оцінки стану здоров'я пацієнтів, оскільки вони 
відіграють ключову роль у діагностиці та моніторингу різних захворювань. 
Системи, що визначають ці показники, повинні бути адаптивними та 
пристосовуватися до змін у фізіологічному стані пацієнтів, що робить їх більш 
ефективними у клінічній практиці. Adaptive Routing in Multi-hop Wireless Ad Hoc 
Networks" авторства M. Tarique, Hossam Hassanein, та Hanbiao Wang.  
Сьогодні в галузі визначення показників артеріального тиску існує безліч 
нерозв'язаних або нагальних проблем. До них можна віднести: 
  
11  
  
1. Адаптивне управління медичними ресурсами: Створення методів, які 
забезпечують оптимальне використання таких ресурсів, як точність вимірювань 
та аналітична потужність, в умовах, коли структура та обсяги даних про 
артеріальний тиск змінюються. 
2. Оцінка характеристик безпосереднього вимірювання артеріального 
тиску: Розробка систем, які адаптують показники визначення артеріального 
тиску, вправно враховуючи особливості, такі як зміни в фізіологічних 
параметрах та вплив навколишнього середовища. 
3. Безпека та надійність: Створення методик, що не лише демонструють 
ефективність, але й гарантують захищеність та стабільність системи контролю 
артеріального тиску в умовах змінювання показників та зовнішніх впливів. 
4. Масштабованість: Розробка динамічних систем, здатних адекватно 
працювати при аналізі та вимірюванні артеріального тиску в умовах 
різноманітних клінічних сценаріїв, включаючи великі обсяги даних. 
5. Впровадження інноваційних технологій: Оцінка впливу сучасних 
технологій, наприклад, Інтернету речей (IoT), блокчейну та інших на системи 
моніторингу артеріального тиску. 
6. Моделювання та оцінка показників у реальному часі: Створення 
інноваційних методів для моніторингу та аналізу артеріального тиску в 
реальному часі, що забезпечує оперативну реакцію та ефективність у прийнятті 
рішень на основі актуальних даних. 
7. Оцінка показників артеріального тиску (безпосередньо та 
опосередковано). Управління якістю даних передбачає створення методів, які 
здатні ефективно контролювати показники артеріального тиску, змінюючи їх в 
умовах стабільних та динамічних факторів. Це вимагає адаптації систем для 
врахування різних впливів на організм. Важливо враховувати час, оскільки 
рівень артеріального тиску може коливатися. Аналіз та управління даними у 
реальному часі стають критично важливими у медицині. 
  
12  
  
Ці завдання вказують на те, що сфера систем контролю артеріального тиску 
залишається динамічним полем для наукових досліджень, і існує потреба в 
подальших дослідженнях, щоб знайти ефективні рішення для складних проблем 
у цій галузі. 
Мета і завдання дослідження. Основним завданням цієї роботи є 
вивчення та вдосконалення систем для вимірювання артеріального тиску, які 
постійно підлягають модифікаціям залежно від стану здоров'я пацієнтів та 
зовнішніх чинників. Головним пріоритетом є розробка надійних методик, що 
сприятимуть точному моніторингу артеріального тиску в складних умовах, 
враховуючи зміни в фізіологічному стані та індивідуальні особливості пацієнтів. 
Задля реалізації визначеної мети необхідно виконати ряд завдань: 
– Розробка інноваційних систем, які забезпечують гнучкість і точність 
вимірювань, відповідно до коливань артеріального тиску. 
– Дослідницька перевірка: Виконання досліджень та оцінка отриманих 
даних задля встановлення працездатності та результативності створених методів 
у реальних або змодельованих умовах. 
– Увага до безпеки: Аналіз проблем безпечності системи вимірювання 
артеріального тиску та їх інтеграція у сучасні методи контролю. 
– Масштабованість: Аналіз потенційної ефективності використовуваних 
систем для моніторингу артеріального тиску, враховуючи їх застосування у 
великих медичних установах. 
Дане дослідження має на меті поліпшення систем вимірювання показників 
артеріального тиску, що сприятиме ефективності їх роботи в умовах постійних 
змін та зростання потреб у медичному обслуговуванні. 
Тема дослідження – методи моніторингу та аналізу показників 
артеріального тиску, які можуть варіюватися протягом часу. Зокрема, 
розглядаються підходи до оптимального відбору та налаштування систем 
вимірювання для оцінки стану здоров'я у динамічно змінюваних умовах, де 
  
13  
  
змінюються фактори, такі як технічні характеристики пристроїв, параметри 
збирання даних та частота вимірювання кров'яного тиску.  
Об'єкт дослідження – техніки та інструменти покращення систем 
вимірювання артеріального тиску. 
Предмет дослідження – методи та засоби вдосконалення пристроїв 
вимірювання артеріального тиску. 
Методи дослідження – для досягнення поставлених цілей в даному 
дослідженні застосовувалися прийоми для оцінки, проектування та перевірки 
результатів. Нижче наведено кілька ключових стратегій, які були використані в 
процесі дослідження:  
– Огляд літератури: Здійснення ретельного дослідження наукових статей, 
публікацій та наявних методик, щоб сформувати усвідомлення поточного стану 
галузі та виявити проблеми, які потребують вирішення. 
– Моделювання та симуляція: Застосування комп'ютерних моделей і 
симуляцій для аналізу функціонування систем, що визначають показники 
артеріального тиску в різних умовах. 
– Проекція моделей: Створення моделей нових систем вимірювання 
артеріального тиску і їх перевірка в контрольованих умовах або на реальних 
медичних об'єктах. 
– Наукове дослідження: Виконання серії експериментів для акумуляції 
інформації та перевірки ефективності модернізованих методів у реальних або 
моделюючих умовах. 
– Дослідження даних: Застосування статистичних підходів для 
систематизації та обробки отриманих відомостей з метою формулювання 
висновків і кращого усвідомлення результатів досліджень. 
– Математичне моделювання: Застосування математичних моделей для 
аналізу властивостей та характеристик систем визначення показників 
артеріального тиску. 
  
14  
  
– Дослідження у реальних умовах: Перевірка створених систем для 
вимірювання артеріального тиску у практичних медичних умовах з метою оцінки 
їхньої ефективності та точності в реальному часі. 
Синергія цих підходів забезпечує глибоке розуміння ефективності та 
потенціалу систем визначення показників артеріального тиску, особливо в 
умовах динамічного середовища. 
Наукова новизна. В ході дослідження поставлених завдань автором були 
досягнуті наступні результати:  
– Дослідження наявних систем вимірювання артеріального тиску, що 
дозволило оцінити та зіставити різноманітні підходи до визначення цього 
важливого показника у змінних умовах. Змінних параметрів здоров'я та 
активності пацієнтів. 
– Розробка інноваційних методів, які дозволяють створити адаптивні 
системи, що покращують точність вимірювання артеріального тиску. Ці методи 
сприяють ефективній адаптації до змін, які можуть виникати завдяки фізичним 
показникам пацієнтів. 
– У процесі аналізу систем моніторингу артеріального тиску необхідно 
зосередитися на інтеграції сучасних принципів безпеки. Це передбачає 
адаптацію новітніх засобів захисту даних у нових методах вимірювання, що 
забезпечить надійність та точність отриманих показників. Адаптивність, яка 
дозволила дослідити потенціал використання створених систем у контексті баз 
даних для моніторингу артеріального тиску. 
Інноваційні аспекти результатів та досліджень у сфері оцінки показників 
артеріального тиску знаходять своє підтвердження у численних публікаціях. 
Актуальність отриманих даних у сфері медичних технологій. 
Значущість проведених досліджень пояснюється можливістю перетворення 
теоретичних висновків у практичні медичні рішення: 
– Дослідницька перевірка: Було здійснено серію тестів та ретельне 
вивчення результатів з метою оцінки продуктивності та надійності нових методів 
  
15  
  
для вимірювання артеріального тиску в реальних або змоделюваних умовах, що 
дозволило отримати порівняльні дані з уже наявними системами. 
– Створено апаратну платформу для моніторингу артеріального тиску, а 
також проведено експериментальні дослідження моделей, що дало змогу 
підтвердити ефективність цих рішень у рамках запропонованої системи. 
Висока надійність одержаних показників підкріплюється значною 
відповідністю теоретичних (аналізаторських) висновків з фактичними 
вимірюваннями, а також із результатами реального тестування і практичного 
застосування. 
Індивідуальний вклад студента. Теоретичні висновки даного 
дослідження, які представлені для захисту, були одержані автором самостійно. 
Практичні результати були здобуті в співпраці автора з колективами  ЧДТУ і 
Першої Черкаської міської лікарні. 
Апрбація результатів.  
Основні аспекти дослідницької роботи були представлені та обговорені під 
час науково-практичної конференції  ЧДТУ: 23 -24 квітня 2024 р.:(Україна,2024). 
Наукові публікації.За матеріалами роботи теза доповідей: / І. Ю. 
Бондуровський,К.С.Рудаков //Збірник тез доповідей студентської науково-
практичної конференції ЧДТУ : 23–24 квітня 2024 р. [Електронний ресурс] / 
[упорядник. Єгорова О.В.,Захарова О.В.,Тичков В.В. та ін.] ; Міністерство освіти 
і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2024. – с.4 
Склад і обсяги дослідження. Робота складається зі вступу, трьох розділів, 
висновків, списку використаних літературних джерел. Загальний обсяг складає 
98 сторінок, із них 86 сторінок основного тексту, 28 рисунків, 2 таблиць. 
Список використаних джерел містить 26 найменувань. 
  
 
 
РОЗДІЛ 1 ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІТЕРАТУРНИХ ТА ЦИФРОВИХ РЕСУРСІВ  
 
1.1 Огляд способів вимірювання артеріального тиску, які 
застосовуються у сучасних приладах для вимірювання артеріального 
тиску 
Сучасні пристрої для визначення артеріального тиску використовують 
різноманітні технології та підходи, щоб забезпечити точність вимірювань. 
Головними методами, які застосовуються для фіксації артеріального тиску, є 
безпосередня тонометрія, автоматична непряма тонометрія, а також методи 
тривалого моніторингу артеріального тиску. Вони дозволяють лікарям отримувати 
надійні дані про коливання тиску протягом доби.– (моніторинг артеріального тиску 
під час амбулаторних візитів, AMB). 
Метод прямого вимірювання артеріального тиску: цей технічний спосіб 
діагностики активно використовують у лікарнях, адже він включає вставлення 
катетера безпосередньо в артерію. Катетер з'єднується з тонометром, що має 
можливість фіксувати прямий артеріальний тиск. Зазначений метод забезпечує 
надзвичайно точні результати вимірювань, однак його використання є доволі 
рідкісним через інвазивний характер процедури, що може спричинити певний 
дискомфорт для пацієнта. Враховуючи всі ці фактори, лікарі вирішують, коли саме 
доцільно вдаватися до даного методу. 
Метод непрямої тонометрії, що також відомий як автоматизований тонометр, 
на сьогодні має широке застосування в медичній практиці, як на клінічному рівні, 
так і у комфорті домашнього середовища. Автоматичний тонометр складається із 
спеціальної манжетки, яка акуратно обгортається навколо верхньої частини руки 
пацієнта, а також електронного пристрою, призначеного для вимірювання 
артеріального тиску. Манжетка надувається до визначеного тиску, а після цього 
поступово спускається, що дозволяє приладу зафіксувати зміни тиску. Під час 
цього процесу пристрій фіксує артеріальний тиск, базуючи свої показники на 
  
 
коливаннях, які виникають у кровоносних судинах в момент, коли кров проходить 
через них. Цей спосіб вимірювання тиску є не лише досить зручним, але і 
неінвазивним, оскільки не вимагає жодних хірургічних втручань. Проте важливо 
враховувати, що його точність безпосередньо залежить від правильності 
експлуатації приладу, а також від ряду зовнішніх факторів. Серед таких можуть 
бути рухи пацієнта, а також неправильне застосування манжетки, що може 
призвести до помилкових результатів. 
Спосіб безперервного носіння апарату холтера (див. рис. 1.1): надає 
можливість здійснювати моніторинг артеріального тиску протягом тривалого часу 
(зазвичай це 24 години) у процесі звичних дій пацієнта. Пацієнт має при собі 
компактний пристрій, який автоматично реєструє тиск з певними інтервалами. 
Зібрані дані згодом піддаються аналізу для виходу на показники про зміни 
артеріального тиску протягом 24 годин. Ця методика здатна надати оцінку 
флуктуацій тиску протягом доби та ночі, а також виявити потенційні порушення, 
такі як підвищений артеріальний тиск (гіпертензія) або знижений (гіпотензія). Це 
надзвичайно корисний підхід для лікарів, оскільки надає детальну картину стану 
пацієнта в різноманітних умовах, включаючи моменти активності та спокою. 
 
Рис. 1.1 – Оцінка артеріального тиску із застосуванням моніторингу за методом 
Холтера 
Метод осцилографії: застосовується в ряді спеціалізованих медичних 
приладів. Цей підхід грунтується на осцилографічному дослідженні коливань 
  
 
артеріального тиску. Процедура передбачає фіксацію сенсора на поверхні шкіри, 
зазвичай на пальці або на вусі, який вловлює пульсові зміни. Ці коливання ретельно 
аналізуються з метою встановлення показників систолічного та діастолічного 
тиску в організмі. Даний метод характеризується швидкістю і зручністю, проте 
його точність може бути під впливом якості сенсору, а також зовнішніх чинників, 
таких як шкідливі шуми або рухи пацієнта, які можуть спотворювати результати. 
Спосіб пульсової тонометрії (див. рис. 1.2): застосовується в ряді 
портативних приладів. Він ґрунтується на детальному аналізі пульсових хвиль, які 
виникають у результаті проходження крові через артерії. Прилад зазвичай 
розміщується на шкірі, найчастіше на зап'ясті або на пальці, і фіксує пульсові 
коливання. Використовуючи алгоритми обробки інформації, цей пристрій здатний 
визначити показники систолічного та діастолічного тиску. Цей спосіб є зручним 
для домашнього контролю артеріального тиску, хоча його точність може бути під 
впливом таких факторів, як положення руки під час вимірювання або якість самого 
пристрою. Користувачі повинні бути уважними до умов, у яких проводиться 
вимірювання, адже навіть найменші зміни можуть вплинути на результати. 
 
Рис. 1.2 – Процес визначення артеріального тиску з використанням 
пульсоксиметра 
Технології, що застосовуються для вимірювання артеріального тиску, 
активно використовуються в сучасних пристроях, надаючи можливість виконувати 
точне вимірювання тиску. Це, в свою чергу, сприяє ефективній діагностиці та 
  
 
моніторингу артеріальної гіпертензії, а також інших серцево-судинних 
захворювань, які можуть становити серйозну загрозу для здоров'я. Надзвичайно 
важливо дотримуватись вказівок виробника, а також слідувати радам медичних 
фахівців, щоб досягти максимально точних і коректних результатів. 
1.2 Аналіз осцилометричного методу 
Метод осцилометрії (див. рис. 1.3) є одним із найпоширеніших способів 
оцінювання артеріального тиску з використанням сучасних автоматизованих 
тонометрів. Цей метод ґрунтується на аналізі коливань артерій, які виникають під 
час циркуляції крові в судинах, коли серце скорочується. [9]. 
Вимірювання артеріального тиску, яке здійснюється за допомогою 
осцилометричного методу, зазвичай складається з ряду наступних етапів: 
1. Хворий розміщує свою руку (зазвичай це стосується верхньої кінцівки) у 
спеціально розроблену манжетку, яка одягається на плече або зап'ясток. Ця 
манжетка створена для того, щоб забезпечити надійне фіксування та комфорт під 
час проведення процедури. 
2. Манжетка повільно набирає об'єму, досягаючи визначеного тиску, що, в 
свою чергу, спричиняє стискання артерії. 
3. Манжетка акуратно спускається, що дає можливість крові вільно 
циркулювати через звужену артерію. В процесі цього, коли кров проходить крізь 
артерію, виникають пульсаційні коливання, які фіксуються спеціальним 
пристроєм. 
4. Автоматичний тонометр розшифровує ці коливання і встановлює 
результати систолічного та діастолічного кров'яного тиску. Даний аналіз базується 
на спеціально розроблених алгоритмах, які ретельно враховують не лише форму 
пульсацій, але й їхні ключові характеристики. Ці алгоритми, що використовуються 
в тонометрах, дозволяють точно оцінити стан серцево-судинної системи. Завдяки 
їм, використання тонометру стає не тільки простим, але й ефективним 
інструментом для моніторингу здоров’я людини. 
  
 
5. Дані, отримані в процесі вимірювань, включно з показниками 
артеріального тиску, можуть виводитися на екран апарату або ж зберігатися для 
подальшого дослідження. 
Осцилометричний метод визначення артеріального тиску є неінвазивним і 
зручним способом, адже він не вимагає застосування катетера або приладів на 
кшталт статоскопа. Цей метод знайшов широке застосування у медичній практиці, 
в тому числі й у домашніх умовах, та він дає змогу оперативно отримувати 
результати вимірювань. Важливо підкреслити, що точність вимірювань, виконаних 
осцилометричним методом, може зазнавати впливу багатьох різноманітних 
факторів. Серед них - рухи пацієнта, неналежне розташування манжети або інші 
можливі артефакти. Саме тому має значення дотримання рекомендацій виробника 
та, у разі потреби, звернення до медичних фахівців для отримання кваліфікованої 
допомоги. 
 
Рис. 1.3 – Методика вимірювання артеріального тиску за допомогою 
осцилометричного способу 
Метод осцилометричного вимірювання артеріального тиску володіє своїми 
позитивними сторонами, а також певними недоліками. Проаналізуємо декілька з 
цих аспектів, щоб отримати більш повне уявлення про цей метод.. 
Позитивні аспекти: 
  
 
1. Відсутність інвазій: Метод, заснований на осцилометрії, зовсім не 
потребує використання катетера чи системи для перфузії, що значно зменшує 
дискомфорт для хворих у порівнянні із альтернативними способами вимірювання 
артеріального тиску. Це особливо важливо для пацієнтів, які можуть бути 
чутливими до болю або стресу під час медичних процедур. 
2. Комфорт: Процес вимірювання артеріального тиску за допомогою 
осцилометра є надзвичайно швидким і легким. Багато сучасних осцилометрів 
спеціально розроблені для домашнього використання, що надає можливість 
пацієнтам зручно контролювати свій тиск власноруч. 
3. Широкий спектр застосування: Осцилометричний підхід надає можливість 
вимірювати тиск в численних ділянках тіла, охоплюючи як верхні, так і нижні 
кінцівки. Цей універсальний метод відрізняється своєю практичністю та 
ефективністю, завдяки чому стає незамінним інструментом у медичній практиці. 
Більш того, його можливості використовуються не лише в клініках, але й для 
домашнього моніторингу здоров'я, що робить його доступним і зручним для 
пацієнтів. 
Недоліки: 
8. Вплив умов вимірювання: Результати, отримані за допомогою 
осцилометричного методу, можуть піддаватися спотворенням через різноманітні 
чинники. Серед них варто виділити невірне розташування манжети, хаотичні рухи 
пацієнта або ж наявність артефактів, які можуть впливати на підсумкові дані. Такі 
обставини здатні спричинити значні неточності в показниках вимірювання, що, в 
свою чергу, може негативно позначитися на діагностиці та подальшому лікуванні. 
9. Вплив зовнішніх звуків: Звукові фактори, які оточують нас, наприклад, гул 
системи вентиляції або відволікаючі рухи пацієнтів, здатні серйозно вплинути на 
надійність отриманих даних. Саме тому важливо мінімізувати всі можливі джерела 
дистурбації, щоб забезпечити максимально точні результати досліджень.  
10. Обмежена точність: В окремих ситуаціях осцилометричний підхід 
здатний демонструвати нижчу точність у порівнянні з іншими способами 
вимірювання тиску. Це особливо стосується випадків, коли йдеться про 
  
 
артеріальну жорсткість або дихання через ніздрі. У таких обставинах результати 
даного методу можуть бути менш надійними, що викликає певні сумніви щодо його 
ефективності в клінічній практиці. Необхідно враховувати, що точність 
вимірювання тиску може суттєво варіюватися залежно від різних факторів, що 
можуть впливати на отримані результати. 
Хоча існують певні обмеження, осцилометричний спосіб вимірювання тиску 
залишається надзвичайно популярним і надійним методом для визначення 
артеріального тиску. Цей підхід використовується як в домашніх умовах, так і в 
медичній практиці, і демонструє свою ефективність. При правильному 
використанні та розумінні можливих обмежень, цей метод може надати цінні 
свідчення про стан серцево-судинної системи пацієнта, дбаючи про його здоров'я 
та загальну самопочуття. Завдяки зручності та доступності, осцилометричний 
метод стає невід'ємною частиною моніторингу артеріального тиску для багатьох 
людей, які прагнуть контролювати своє здоров'я і запобігти можливим 
ускладненням. 
1.3 Значення артеріального тиску 
Артеріальний тиск можна класифікувати на основі його значень, виміряних 
у стані спокою. Для цього часто використовують класифікацію, яку представила 
Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ). Ця система є широко визнаною у 
медичному середовищі, оскільки вона дозволяє стандартизувати оцінку. 
Визначення діагнозу артеріального тиску повинно проводитися кваліфікованим 
медичним працівником на основі всебічного аналізу стану пацієнта. Це включає в 
себе не лише особисту історію хвороби, але й детальний фізичний огляд, а також 
можливу необхідність проведення додаткових обстежень для точного 
встановлення причин, що ведуть до змін артеріального тиску. [10]. 
Оптимальний кров'яний тиск: 
– Систолічний артеріальний тиск (первинний показник) не перевищує 120 
мм рт. ст., що свідчить про нормальний стан серцево-судинної системи. За таких 
цифр ураження серця та судин є малоймовірним, тому важливо підтримувати даний 
рівень тиску через здоровий спосіб життя та регулярні фізичні навантаження. 
  
 
– Діастолічний артеріальний тиск (нижній параметр) перебуває на рівні, що 
не перевищує 80 мм рт. ст., що вказує на нормальне функціонування серцево-
судинної системи. 
Артеріальний тиск, що перевищує норму (гіпертонічний тиск): 
– Систолічний артеріальний тиск коливається в межах від 120 до 129 мм рт. 
ст., що свідчить про певні особливості функціонування серцево-судинної системи. 
– Діастолічний тиск, що знаходиться нижче 80 міліметрів ртутного стовпа. 
На першому етапі гіпертонічної хвороби: 
– Систолічний артеріальний тиск в межах 130-139 мм рт. ст. свідчить про 
легку гіпертензію. Це може бути сигналом для необхідності контролю за власним 
здоров'ям та впровадженням змін у спосіб життя, які допоможуть підтримувати 
нормальний рівень показників. За таких умов важливо прислухатися до 
рекомендацій лікарів та, можливо, вжити заходів для зниження тиску, що включає 
в себе як фізичні, так і дієтичні корективи. 
– Діастолічний артеріальний тиск варіює в діапазоні 80-89 мм рт. ст., що 
вказує на важливість контролю за цим показником для підтримання загального 
стану здоров'я. 
Етап 2 гіпертонічної хвороби: 
– Систолічний артеріальний тиск на рівні 140 мм рт. ст. або більше свідчить 
про гіпертензію, що може мати серйозні наслідки для здоров'я. Цей показник, що 
перевищує норму, викликає занепокоєння і вимагає уваги з боку медичних 
фахівців, оскільки високий тиск здатен призвести до різноманітних ускладнень, 
зокрема до серцево-судинних захворювань, інсультів та інших небезпечних станів. 
– Діастолічний показник кров'яного тиску, який становить 90 міліметрів 
ртутного стовпа або перевищує цю величину. 
Нестабільний артеріальний тиск: 
– Систолічний артеріальний тиск, що перевищує 180 мм рт. ст., може 
свідчити про серйозні проблеми зі здоров'ям. Важливо звернути увагу на причини, 
які можуть призводити до такого високого показника, оскільки він не лише може 
  
 
бути загрозливим для здоров'я, але й викликати різні ускладнення, якщо не вжити 
необхідних заходів. 
– Діастолічний артеріальний тиск, що перевищує 120 мм рт. ст. 
1.4 Правила вимірювання АТ 
Метод осцилометричного вимірювання артеріального тиску є одним з 
найпоширеніших та найбільш зручних підходів, які активно використовують у 
медичних пристроях, включаючи автоматизовані тонометри та електронні 
манометри. Цей метод дозволяє отримати точні результати вимірювань із високою 
швидкістю та зручністю, що робить його незамінним у клінічній практиці. Нижче 
ви знайдете загальний огляд ключових рекомендацій і правил, які стосуються 
вимірювання артеріального тиску за допомогою осцилометричного методу: 
Перед тим, як здійснити вимірювання артеріального тиску (див. рис. 1.4) 
дуже важливо створити спокійне та комфортне оточення для пацієнта. Пацієнт 
повинен бути в положенні сидячи або лежачи з максимально розслабленими 
м'язами. Рекомендується залишатися в стані спокою протягом 5-10 хвилин перед 
здійсненням вимірювання [11]. 
 
Рис. 1.4 – Увизначенні артеріального тиску за допомогою автоматичного 
тонометра 
  
 
Необхідно, щоб манжета тонометра була належним чином розташована на 
плечі пацієнта, точно над артерією. Зазвичай зручніше розміщувати манжету на 
лівій руці, яка ближча до серця. Важливо, щоб манжета була достатньо затягнута, 
щоб уникнути будь-якого витоку повітря під час вимірювання. Оптимальна 
ширина манжети повинна точно відповідати розміру плеча пацієнта для досягнення 
максимальної точності. 
Після того, як манжету успішно розміщено, слід активувати вимірювальний 
процес на тонометрі. Зазвичай ця процедура є автоматизованою, і апарат виконує 
надування манжети до визначеного рівня тиску самостійно. 
Коли манжета надута до визначеного тиску, пристрій здійснює налаштування 
тиску в манжеті в незначних періодах, що дозволяє крові вільно текти через 
артерію. У процесі проходження крові через артерію відбуваються коливання, які 
фіксуються тонометром. Цей пристрій проводить детальний аналіз цих осциляцій 
та визначає показники артеріального тиску, спираючись на спеціально розроблені 
алгоритми. Це забезпечує точність і надійність результатів вимірювання, що є 
надзвичайно важливим для моніторингу стану здоров'я. 
По завершенню процедури вимірювання, на екрані тонометра з'являються 
результати артеріального тиску. Вони зазвичай представлені у вигляді числових 
значень, які відображають верхній (систолічний) тиск, нижній (діастолічний) тиск 
та пульсовий тиск. 
Вкрай важливо слідувати коректній техніці під час вимірювання 
артеріального тиску, використовуючи осцилометричний метод. Дотримуючись цих 
рекомендацій, ви зможете забезпечити отримання стабільних та достовірних 
результатів, що суттєво вплине на якість діагностики та подальшого лікування. 
1.5 Аспекти, які впливають на артеріальний тиск 
Артеріальний тиск – це та сила, через яку кров чинить тиск на стінки судин, 
що її транспортують. Цей параметр формується під впливом кількох різних 
чинників, які здатні змінювати його величину. Основні чинники (див. рис. 1.5), що 
грають роль у формуванні артеріального тиску, включаються [12]: 
  
 
– Серцева діяльність: Функціонування серця виконує надзвичайно важливу 
роль у регуляції артеріального тиску. Підвищений серцевий викид, що позначає 
обсяг крові, який серце викидає за один цикл скорочення, а також прискорена 
частота серцевих скорочень, може призвести до зростання артеріального тиску. 
Навпаки, ненадійна або знижена діяльність серця здатна спровокувати зниження 
кров'яного тиску, що може створити різноманітні ризики для здоров'я. 
– Кількість крові в організмі також має значний вплив на рівень кров'яного 
тиску. Збільшений об'єм крові, наприклад, у разі накопичення надмірної рідини в 
організмі або активного зворотного всмоктування натрію, може привести до 
підвищення артеріального тиску. У той же час, недостатній об'єм крові, що 
спостерігається, наприклад, під час дегідратації, може викликати зниження тиску. 
Таким чином, баланс рідини в організмі є ключовим фактором для підтримання 
нормального кров'яного тиску, і будь-які відхилення від цієї рівноваги можуть 
суттєво вплинути на загальний стан здоров'я. 
– Стан здоров'я та еластичність як артеріальних, так і венозних судин грають 
важливу роль у визначенні опору кровоплину та регулюванні артеріального тиску. 
Коли артерії стискаються, а венозні судини твердіють, це може призвести до 
підвищення тиску. У той же час, якщо артерії розширюються і судини зберігають 
свою еластичність, це забезпечує можливість зниження тиску, що є вкрай 
важливим для підтримання стабільності кровообігу. Відтак, якісний стан судинної 
системи безпосередньо впливає на загальне здоров'я організму. 
– Гормони, зокрема адреналін і альдостерон, здійснюють суттєвий вплив на 
контроль за артеріальним тиском в організмі. Наприклад, посилення концентрації 
адреналіну в крові може сприяти збільшенню сили серцевих сокращень та 
стимулювати звуження кровоносних судин, що, в свою чергу, веде до зростання 
рівня тиску. 
– Нирки здійснюють ключову функцію в аспекті управління кров'яним 
тиском, регулюючи кількість рідини та солей в організмі. Цей орган виробляє 
особливу речовину, що носить назву ренін, яка має суттєвий вплив на тонус судин 
і загальний об'єм крові в судинній системі. 
  
 
– Заняття спортом та психоемоційні навантаження здатні тимчасово 
активізувати артеріальний тиск. Коли ми піддаємося фізичному навантаженню, 
наше серце починає працювати в посиленому режимі, щоб максимально ефективно 
постачати кров до м'язових структур, що, у свою чергу, призводить до підвищення 
тиску. Психоемоційний стрес також може викликати зміни в нашому 
гормональному балансі, що негативно впливає на показники тиску. 
Рис. 1.5 – Параметри, які впливають на показники артеріального тиску 
1.6 Огляд тонометрів 
UA-777 – це відома модель тонометра, яка призначена для оцінки артеріального 
тиску. Цей пристрій є частиною асортименту медичного обладнання, виробленого 
компанією AND Medical, що славиться своєю якістю та інноваційним підходом до 
створення медичних гаджетів. Тонометр дозволяє пацієнтам легко контролювати 
своє здоров'я, надаючи точні та надійні показники тиску, що робить його важливим 
інструментом у профілактиці та лікуванні серцево-судинних захворювань. [13]. 
Тонометр UA-777 оснащений інноваційною функцією автоматичного 
накачування манжети, яка розташована навколо вашого плеча, після чого 
здійснюється контрольований викид повітря. Це технологічне рішення дозволяє 
здійснити надзвичайно точні вимірювання артеріального тиску. Таким чином, ви 
отримуєте швидкі й зручні результати вимірювання, при цьому немає жодної 
потреби в ручному накачуванні манжети. 
Величезний екран: тонометр обладнаний яскравим і простим у сприйнятті 
дисплеєм, на якому чітко відображаються результати вимірювань. Цей дисплей 
  
 
демонструє числові показники артеріального тиску, а також додаткову інформацію, 
включаючи пульс, що дозволяє швидко і зручно аналізувати стан здоров'я. Завдяки 
великим шрифтам та високій контрастності, дані читати легко, навіть у 
приміщеннях із недостатнім освітленням. 
Цей пристрій для вимірювання артеріального тиску зазвичай оснащений 
інтегрованою пам'яттю, яка дає змогу зберігати отримані показники вимірювань. 
Це надає можливість вам спостерігати за коливаннями вашого тиску впродовж 
певного часу й обмінюватися цією інформацією зі своїм лікарем. 
І  UA-777 (див. рис. 1.6) зазвичай відрізняється простим і зрозумілим для 
користувача інтерфейсом, що робить його надзвичайно зручним у щоденному 
використанні. Часто він постачається з м'якими манжетами різних розмірів, що 
забезпечують комфорт під час вимірювань для пацієнта. AND UA-777 є пристроєм 
медичного призначення високої якості, який відповідає всім необхідним 
стандартам точності та надійності. Для того щоб досягтимаксимально хороших 
результатів, надзвичайно важливо дотримуватися всіх рекомендацій виробника та 
правильно виконувати процедуру вимірювання. 
 
Рис. 1.6 – Прилад для вимірювання тиску AND UA-777 
  
 
Декілька моделей тонометра AND UA-777 можуть бути обладнані 
додатковими опціями, такими як розпізнавання нерегулярного пульсу чи 
сигналізація про можливий ризик розвитку гіпертонії. Ці функції мають потенціал 
не лише для виявлення серйозних проблем зі здоров'ям, але також можуть стати в 
нагоді для вчасного звернення до медичних спеціалістів за необхідною допомогою. 
Тонометр може отримувати енергію від батарей або акумуляторів. Дуже 
важливо перевірити джерело живлення перед його застосуванням, щоб бути 
впевненим у тому, що пристрій абсолютно готовий до проведення вимірювань. 
Зручність у транспортуванні: вчисленних варіантах даного тонометра 
присутні моделі, що вирізняються своїм малогабаритним та легким виконанням. Це 
робить їх надзвичайно зручними для взяття з собою під час подорожей, а також для 
використання в будь-якому зручному для вас місці чи обставинах. 
Вказівки та охорона: перед застосуванням тонометра AND UA-777 необхідно 
докладно ознайомитися з інструкціями, наданими виробником. Ці вказівки містять 
важливі поради стосовно коректного використання, очищення та зберігання 
пристрою. Крім того, надзвичайно важливо пам’ятати, що результати вимірювань 
можуть піддаватися впливу різноманітних зовнішніх факторів. До таких факторів 
належать фізична активність, стрес, кількість та якість спожитої їжі чи напоїв. Тому 
вкрай важливо суворо дотримуватись рекомендацій, наданих для підготовки до 
проведення вимірювань, щоб результати були максимально точними та надійними. 
Не нехтуйте цими порадами, адже вони можуть значно підвищити точність ваших 
показників. 
У цілому, тонометр AND UA-777 виступає не лише як надійний, а й вкрай 
зручний інструмент для проведення вимірювань артеріального тиску як у комфорті 
власного дому, так і в рамках медичних закладів. Цей прилад є важливим 
помічником у моніторингу вашого здоров'я, він забезпечує можливість своєчасного 
виявлення потенційних ускладнень, пов'язаних із коливаннями артеріального 
тиску, що може бути надзвичайно корисним у запобіганні серйозних медичних 
станів. 
  
 
Omron M6 Comfort (див. рис. 1.7) – це один з найбільш відомих і визнаних 
електронних тонометрів, створений компанією Omron Healthcare. Цей пристрій 
спеціально розроблений для точного вимірювання артеріального тиску і пульсу в 
комфорті домашнього середовища. Завдяки своїм технологічним інноваціям, 
Omron M6 Comfort забезпечує високу точність вимірювань, що робить його 
незамінним помічником для людей, які прагнуть контролювати своє здоров'я 
регулярно. Його зручний інтерфейс і компактний дизайн роблять процес 
вимірювання простим та зрозумілим. Окрім того, бренд Omron славиться своєю 
надійністю та високою якістю продукції, що ще більше підвищує довіру 
споживачів до цього тонометра. [14]. 
Основною характеристикою M6 Comfort є інтелектуальна манжета Intelli 
Wrap. Ця унікальна манжета гарантує надзвичайно точні та надійні вимірювання, 
незалежно від того, в якому положенні вона розташована навколо плеча. Вона 
охоплює 360 градусів навколо плеча, що дозволяє уникати помилок, які можуть 
виникнути через невірне розміщення манжети. Завдяки своїй розумній конструкції, 
Intelli Wrap адаптується до різних форм плеча, забезпечуючи ідеальну посадку та 
максимальний комфорт під час використання. Це особливо важливо для 
користувачів, які прагнуть отримувати найточніші результати без зайвих зусиль. 
Технологія IntelliSense у пристрої M6 Comfort інтегрована для автоматичного 
надування та регулювання манжети. Завдяки цьому, процес вимірювання стає не 
лише швидким, але й комфортним, позбавленим відчуття болю чи дискомфорту. 
Інноваційна система управління забезпечує ідеальне підстроювання тиску, що 
робить кожне вимірювання більш точним і приємним для користувача. З 
технологією IntelliSense, ви можете легко і без зайвих зусиль контролювати свій 
стан здоров'я, отримуючи точні результати в усьому їхньому обсязі. 
Тонометр обладнано великим екраном, на якому можна з легкістю прочитати 
показники артеріального тиску та пульсу. Екран також має функцію підсвічування, 
що робить можливим комфортне вимірювання показників навіть у умовах поганої 
видимості. Тонометр є важливим інструментом для моніторингу здоров'я. Цей 
тонометр наділений функцією пам'яті, що дозволяє зберігати результати 
  
 
вимірювань. Він здатний запам'ятовувати останні дані для двох користувачів, а 
також відображати середні показники артеріального тиску за останні 7 днів, що є 
надзвичайно корисним для стеження за змінами в самопочутті. 
Зєднання з мобільним телефоном: едекілька моделей M6 Comfort оснащені 
технологією Bluetooth, яка надає можливість інтегрувати тонометр з мобільним 
гаджетом та синхронізувати результати вимірювань з програмою, призначеною для 
здоров'я. Це забезпечує зручний спосіб ведення записів про вимірювання та 
спостереження за змінами артеріального тиску з часом, що є важливим для 
контролю за станом здоров'я. 
 
Рис. 1.7 – Прилад для вимірювання артеріального тиску Omron M6 Comfort, який 
забезпечує зручність і точність в процесі вимірювання. 
Тонометр обладнаний спеціальним індикатором, який допомагає виявляти 
будь-які неточності під час проведення вимірювань. У разі, якщо вимірювання було 
  
 
здійснене з похибками, тонометр надасть вам сигнал про це, щоб мти мали змогу 
повторити процедуру вимірювання. 
Ознака аритмії: M6 Comfort володіє також функцією ідентифікації аритмії 
серця. При проведенні вимірювання цей пристрій здатен сповіщати вас про 
можливі відхилення в ритмі серцевих скорочень, що є важливим для виявлення 
потенційних ризиків, які можуть виникнути в серцево-судинній системі. Завдяки 
цій технології, користувачі можуть отримувати своєчасні сигнали про 
нерегулярності, що стає ключовим фактором у запобіганні серйозним 
захворюванням. 
Акумулятори та енергозабезпечення: тонометр функціонує з живленням від 
акумуляторів. Як правило, модель Omron M6 Comfort потребує чотирьох елементів 
живлення типу AA, які здатні забезпечити тривалий період використання до 
необхідності їх заміни. Додатково підтримується режим автоматичного вимкнення, 
що істотно сприяє збереженню енергії акумуляторів, роблячи їх експлуатацію ще 
ефективнішою. 
Гарантія: Компанія Omron зазвичай пропонує гарантійне обслуговування для 
своїх тонометрів. Тривалість цього гарантійного терміну може змінюватися в 
залежності від регіону та місця продажу, тому доцільно ознайомитися з деталями 
гарантії перед тим, як зробити покупку тонометра. Це допоможе уникнути 
непорозумінь у майбутньому та забезпечить належну підтримку, якщо в пристрої 
виникнуть які-небудь несправності. 
Беручи до уваги його особливості, Omron M6 Comfort здобув велику 
популярність серед безлічі споживачів завдяки широкому спектру своїх функцій, 
високій точності та зручності під час використання. Вкрай важливо дотримуватися 
вказівок виробника при користуванні тонометром, а також регулярно виконувати 
перевірку його калібрування, щоб гарантувати надійність і точність усіх отриманих 
вимірювань. 
Gамма плюс (див. рис. 1.8) – це пристрій, призначений для вимірювання 
внутрішньоочного тиску (ВОТ), або ж тиску рідини, яка знаходиться всередині 
очного яблука. Здійснення вимірювання ВОТ є вкрай важливим складовим 
  
 
елементом діагностики у випадках глаукоми – це група захворювань очей, що 
можуть призвести до забруднення зорового нерва внаслідок підвищення рівня ВОТ 
[15]. 
Тонометр Gamma Plus оснащений компактним датчиком, який контактує з 
поверхнею ока, щоб визначити силу, яка потрібна для сплющення певної ділянки 
рогівки. Це, в свою чергу, може сигналізувати про зміни внутрішньоочного тиску 
(ВОТ). Процес цієї процедури зазвичай не викликає жодного дискомфорту і займає 
лише кілька секунд на кожне око. Використання цього сучасного обладнання 
робить його надзвичайно зручним для пацієнтів, оскільки швидка та безболісна 
діагностика є запорукою своєчасного виявлення можливих проблем із зором. 
Необхідно підкреслити, що на сучасному ринку існує безліч варіантів 
тонометрів, серед яких виділяються безконтактні та аплікаційні моделі. 
Безконтактні пристрої здійснюють вимірювання внутрішньоочного тиску (ВОТ) за 
допомогою технологій, які передбачають вдування повітря або її відбиття, при 
цьому не маючи потреби у прямому дотику до ока. На противагу їм, аплікаційні 
тонометри потребують безпосереднього контакту з оком, що забезпечується через 
спеціально розроблений рухомий датчик, який взаємодіє з рогівкою. Такий підхід 
дозволяє отримати більш точні дані про стан внутрішньоочного тиску, що є 
важливим для діагностики та моніторингу різних офтальмологічних захворювань. 
 
Рис. 1.8 – Прилад для вимірювання артеріального тиску Gamma Plus 
  
 
На відміну від звичайних тонометрів, які потребують прямого контакту з 
оком, тонометр Gamma Plus використовує близьке інфрачервоне світло для 
виявлення змін у відбитті, що виникають через коливання внутрішньоочного тиску. 
Відсутність безпосереднього контакту з оком робить процес вимірювання не лише 
швидким і зручним, але й практично безболісним для пацієнта. Таким чином, 
використання такого сучасного обладнання забезпечує комфорт та ефективність в 
оцінці стану зору, адже пацієнт може відчувати себе спокійніше під час проведення 
процедури. 
Легкість використання: тонометр Гамма Плюс виглядає досить зручним у 
користуванні і не потребує значної підготовки. Усе, що потрібно зробити - це 
розмістити датчик під необхідним кутом стосовно центру зіниці, натиснути кнопку 
для старту циклу вимірювання, а потім ознайомитися з результатами на дисплеї. 
Маленький розмір та портативність цього пристрою надають медикам можливість 
оперативно і результативно проводити обстеження. 
Точність вимірювань: численні клінічні дослідження свідчать про те, що 
тонометри серії Gamma Plus забезпечують результати вимірювань, які можна 
ставити в один ряд з даними, отриманими за допомогою традиційних медичних 
приладів. Здійснюючи середнє арифметичне кількох показників, зафіксованих 
протягом короткочасного проміжку, фахівці здатні визначити достовірну оцінку 
внутрішньоочного тиску (ВОТ), при цьому не покладаючись на особисті 
спостереження. Більш того, вбудовані алгоритми враховують варіації в товщині та 
формі рогівки, що суттєво знижує ймовірність помилок у вимірюваннях. 
Удосконалення профілю безпеки: безконтактна тонометрія усуває можливі 
загрози, які пов’язані з традиційними методами індентування, адже безпосередній 
тиск на рогівку може призвести до травмування ока. Крім того, в порівнянні з 
пристроями попередніх поколінь, новітні моделі використовують потужні 
світлодіодні джерела світла, які мають невелику небезпеку як для пацієнтів, так і 
для медичних працівників. Це забезпечує не тільки високу точність вимірювань, 
але й значно зменшує ризики для здоров'я, оскільки мінімізує фізичні контакти та 
полегшує процедуру для всіх учасників процесу. 
  
 
Різноманітне використання: ооскільки тонометри Gamma Plus не вимагають 
анестезії чи застосування очних крапель, їх можна використовувати для пацієнтів, 
які перебувають у свідомості, як у звичайних, так і у надзвичайних ситуаціях. Вони 
ідеально підходять для вимірювання внутрішнього очного тиску у дітей і дорослих, 
які відчувають тривогу, пов'язану з проведенням стандартних медичних процедур. 
Завдяки своїй простоті в експлуатації та комфортному використанню, ці тонометри 
становлять чудову альтернативу, особливо для тих, хто обходиться без додаткових 
медичних втручань, що робить їх незамінними в якості надійного засобу для 
моніторингу очного тиску у різних медичних сценаріях. 
Таким чином, тонометр Gamma Plus є надзвичайно ефективним пристроєм, 
який отримав широке визнання серед медичних фахівців для визначення тиску 
всередині ока. У разі, якщо вас турбують питання, пов'язані із зором або наявні 
фактори ризику розвитку глаукоми, дуже важливо звернутися за консультацією до 
офтальмолога. Цей фахівець зможе провести детальну діагностику та надати 
професійні рекомендації щодо необхідних медичних втручань і процедур, щоб 
забезпечити ваше здоров'я та запобігти можливим ускладненням. Все це є 
важливим кроком у догляді за вашими очима. 
Апарат для вимірювання артеріального тиску ProMedica Expert. ProMedica 
являє собою торгову марку, що належить швейцарській компанії Medhaus Schweiz 
(Медхауз Швайц). Ця інноваційна фірма спеціалізується на створенні та 
виготовленні високоякісного медичного устаткування, яке призначене для 
професійного моніторингу і контролю за станом здоров'я пацієнтів. Продукція 
компанії відзначається надійністю та точністю, що робить її ідеальним вибором для 
медичного обслуговування. Забезпечення комфортного та ефективного процесу 
вимірювання тиску — один із пріоритетів ProMedica, що підтверджує їхню 
відданість до якості та професіоналізму у сфері охорони здоров'я. [16]. 
Сучасні технології, що пропонує Medhaus Schweiz (Медхауз Швайц), 
забезпечують незаперечну якість продукції ProMedica, яка вирізняється 
надзвичайною точністю, високим рівнем надійності та тривалим терміном 
  
 
експлуатації. Крім того, інновації, впроваджені в процес виробництва, роблять дану 
продукцію ще більш привабливою для споживачів. 
Продукція компанії ProMedica, зокрема її тонометри, вирізняється високим 
рівнем якості та надійності, що дає змогу надати гарантію на ці вироби тривалістю 
аж 10 років. В Україні функціонує найширша мережа Сервісних Центрів ProMedica, 
яка гарантує професійне обслуговування технічних засобів цього бренду як під час 
дії гарантійного терміну, так і по його завершенню. 
Тонометри бренду ProMedica були успішно протестовані в рамках клінічних 
випробувань, і їхня точність в проведенні вимірювань повною мірою відповідає 
вимогам Європейської директиви щодо медичного обладнання 93/42/ЕСС (MDD) 
– CE 0413. Таким чином, якість цих виробів засвідчена відповідними 
сертифікатами, виданими як в Європі, так і в Україні. Ці сертифікати додатково 
підтверджують високу надійність та стандарти безпеки техніки, що задовольняє 
вимоги як лікарів, так і пацієнтів. 
У 2022 році тонометри компанії ProMedica здобули престижну нагороду 
"Вибір Країни", що є вагомим доказом надійності та популярності серед 
українських користувачів. Швейцарський медичний бренд ProMedica – є відмінним 
вибором для тих, хто дійсно дбає про своє здоров'я і прагне отримувати якісну 
продукцію.. 
Тонометр ProMedica Expert славиться своєю винятковістю і є кращою 
моделлю поміж усіх пристроїв цього бренду. Цей пристрій оснащений розширеною 
пам'яттю, яка здатна зберігати дані для двох користувачів, по 30 проведених 
вимірювань для кожного з них, що робить його надзвичайно зручним у 
використанні. Окрім цього, він має манжету більших розмірів (від 22 до 42 см), що 
забезпечує комфортніше використання. Завдяки великому дисплею, оваційний 
апарат дозволяє з легкістю стежити за важливими показниками. Він надає 
вичерпний перелік інформації, необхідної для належного контролю артеріального 
тиску обох користувачів. 
Унікальні риси ProMedica Expert: 
  
 
– Широкий LCD екран діагоналлю 74х68 мм, на якому чітко відображені 
цифри, є ідеальним рішенням для осіб, які страждають від порушень зору. Завдяки 
великому розміру, цей дисплей дозволяє легше сприймати інформацію, що 
особливо важливо для тих, хто має труднощі з їхнім сприйняттям. Люди, котрі 
переживають проблеми зі зоровими функціями, знайдуть у цьому пристрої 
справжній комфорт, адже такі деталі, як контрастність і ясність цифр, роблять його 
використання надзвичайно зручним та практичним. 
– Упровадження інноваційних технологій IHD для раннього виявлення 
аритмій. Коли проводиться вимірювання, індикатор під назвою "серце" відображає 
всі можливі відхилення від нормального ритму серця. Це дозволяє лікарям 
своєчасно реагувати на будь-які аномалії, що виникають у функціонуванні серцевої 
системи, вживаючи необхідні заходи для запобігання серйозним ускладненням. 
Завдяки цим новітнім технологіям, пацієнти отримують шанс на раннє лікування 
та покращення якості життя, адже своєчасне виявлення аритмії може суттєво 
вплинути на прогноз їхнього здоров'я. 
– Метод усереднення для трьох вимірювань (технологія AVG) сприяє 
отриманню найбільш точного показника артеріального тиску. Фахівці в медицині 
радять ретельно аналізувати середнє арифметичне з трьох послідовних вимірів, 
виконаних з перервами в 2-3 хвилини. Ця інноваційна функція автоматично 
обчислює середнє значення вимірювань, зберігаючи їх у пам'яті пристрою, що 
дозволяє забезпечити точність і надійність отриманих даних. Систематичне 
використання цього методу може покращити моніторинг змін артеріального тиску 
і дозволяє лікарям краще оцінювати стан пацієнтів, заснований на даних, які 
відповідно до часу проведення вимірювань є максимально правдивими та 
достовірними. 
– Застосування технології НАУКОВОЇ ЛОГІКИ, що інтелектуально регулює 
процес вимірювання, беручи до уваги особисті характеристики та потреби кожного 
користувача, є досить ефективним. Ця система автоматично встановлює 
найкращий рівень накачування манжети, що дозволяє уникнути її перевантаження, 
  
 
а також забезпечує максимальний комфорт і швидкість отримання результатів 
вимірювання. 
– Індикатор «Світлофор» служить для систематизації результатів 
проведеного вимірювання відповідно до стандартів Всесвітньої організації 
охорони здоров'я. Це швидкий та зручний механізм, котрий забезпечує наочний 
аналіз і дозволяє миттєво оцінити фізичний стан користувача. Показники 
відображаються у формі кольорової шкали, розташованої по лівому краю монітора, 
що робить сприйняття інформації простим та зрозумілим. 
– Сигнал звуку сповіщає про закінчення процесу вимірювання та відтворює 
частоту серцевих скорочень користувача в ході цього вимірювання. Це забезпечує 
можливість слідкувати за ритмом пульсу і дотримуватися здорових норм. 
– Манжета має конусоподібну конфігурацію та охоплює розміри від 22 до 42 
см. Ця універсальна манжета ідеально підійде для переважної більшості 
користувачів. Камера манжети спроектована для витримки максимального тиску, 
вона характеризується еластичністю та тривалістю у використанні. На 
текстильному боці манжети представлені рекомендації щодо правильного 
закріплення та оптимального місця розміщення на руці, що є надзвичайно 
важливим для забезпечення точності під час використання. 
 
Рис. 1.9 – Прилад для вимірювання артеріального тиску ProMedica Expert 
  
 
Висновок до розділу 1 
У цьому розділі детально аналізуються численні аспекти, пов'язані з 
вимірюванням артеріального тиску, які використовуються в актуальних приладах. 
Вивчення осцилометричного методу відкриває можливість для отримання 
надійних результатів вимірювання тиску за рахунок реєстрації коливань стінок 
артерій у процесі кровотоку. Цей метод базується на тому, що під час пульсації 
серця кров створює хвилі, які передаються крізь судини, і їх фіксація дозволяє 
точно визначити рівень артеріального тиску. Важливість коректного вимірювання 
тиску не може бути переоцінена, оскільки від цього залежить діагностика та 
лікування багатьох серйозних захворювань серцево-судинної системи. 
Артеріальний тиск є ключовим критерієм для оцінки стану серцево-судинної 
системи людини. Значення артеріального тиску складається з двох компонентів - 
систолічного тиску (верхній показник) та діастолічного тиску (нижній показник). 
Вимірювання артеріального тиску здійснюється в умовах спокою, при цьому слід 
дотримуватись певних рекомендацій, які забезпечують високу точність отриманих 
даних. Правильні умови для проведення вимірювань включають комфортну 
обстановку, адекватний відпочинок перед процедурою та уникнення фізичних 
навантажень, оскільки це може суттєво вплинути на результати. Крім того, 
важливим є використання каліброваного обладнання, аби показники були 
максимально достовірними. 
Коректне вимірювання артеріального тиску може бути ускладнене багатьма 
обставинами, такими як фізичні навантаження, емоційний стан, споживання їжі чи 
напоїв, а також помилки, пов'язані з діями оператора. Важливо дотримуватися 
належної методики вимірювання тиску та зводити до мінімуму вплив цих факторів, 
адже це є запорукою отримання вірних результатів. Слід зазначити, що для 
забезпечення точності результуючих показників важливо створити спокійну 
атмосферу і уникати стресових ситуацій перед вимірюваннями. Такі дрібні, але 
критично важливі деталі можуть суттєво вплинути на ефективність процедури. 
Вивчення методів оцінки артеріального тиску, а також чинників, які 
безпосередньо впливають на рівень кров'яного тиску, буде корисним для 
  
 
покращення техніки проведення вимірювань і зменшення частоти поширених 
помилок. Ці знання є надзвичайно важливимидля подальших розділів цієї роботи. 
 
 
 
 
 
 
  
 
РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПІДСИСТЕМНОГО 
ПРИЛАДУ 
2.1 Огляд мікроконтролерів 
Мікроконтролери є основою для створення електричних підсистемних 
приладів завдяки своїй багатофункціональності, доступності та можливості 
адаптації до різних завдань. У цьому підрозділі буде розглянуто два популярних 
представника платформи Arduino (Arduino Uno та Arduino Mega), а також кілька 
мікроконтролерів із сімейства STM32. Розглянемо їх особливості, технічні 
характеристики та типові сфери застосування. 
Arduino Uno (рис. 2.1) є однією з найпоширеніших плат мікроконтролерів. 
Його ключові характеристики: 
– Процесор: ATmega328P (8-бітний). 
– Тактова частота: 16 МГц. 
– Оперативна пам’ять (SRAM): 2 КБ. 
– Постійна пам’ять (Flash): 32 КБ (з них 0,5 КБ зарезервовано для 
завантажувача). 
– Цифрові входи/виходи: 14 (з них 6 можуть працювати як PWM-виходи). 
– Аналогові входи: 6. 
– Живлення: 5 В (USB) або 7–12 В (зовнішній джерело). 
 
Рис. 2.1 – Принципово-електрична схема мікроконтролера Arduino UNO 
 
  
 
Переваги Arduino Uno: 
– Простота використання та велика кількість навчальних матеріалів. 
– Наявність багатої екосистеми бібліотек і модулів. 
– Ідеальний для початківців і прототипування. 
Недоліки: 
– Обмежена продуктивність через 8-бітний процесор. 
– Невеликий обсяг пам’яті, що може стати проблемою для складних 
проектів. 
Типові застосування: Arduino Uno використовується для простих 
електронних пристроїв, таких як датчики, регулятори, світлодіодні проєкти та 
невеликі роботи. 
Arduino Mega розроблений для більш складних проектів із більшими 
вимогами до ресурсів. Ключові характеристики: 
– Процесор: ATmega2560 (8-бітний). 
– Тактова частота: 16 МГц. 
– Оперативна пам’ять (SRAM): 8 КБ. 
– Постійна пам’ять (Flash): 256 КБ (з них 8 КБ зарезервовано для 
завантажувача). 
– Цифрові входи/виходи: 54 (з них 15 можуть працювати як PWM-виходи). 
– Аналогові входи: 16. 
– Живлення: 5 В (USB) або 7–12 В (зовнішнє джерело). 
– Переваги Arduino Mega: 
– Велика кількість входів/виходів. 
– Більший обсяг пам’яті дозволяє створювати складніші програми. 
Недоліки: 
– Вища вартість у порівнянні з Arduino Uno. 
– Обмежена продуктивність у порівнянні з сучасними 32-бітними 
мікроконтролерами. 
  
 
Типові застосування: Arduino Mega часто використовується у проектах, що 
вимагають роботи з великою кількістю сенсорів, дисплеїв або приводів, наприклад, 
у автоматизації, робототехніці та IoT. 
STM32 — це сімейство мікроконтролерів на основі архітектури ARM Cortex-
M, які пропонують високу продуктивність і гнучкість. Розглянемо кілька 
популярних моделей. 
STM32F103 ("Blue Pill"). Характеристики: 
– Процесор: ARM Cortex-M3 (32-бітний). 
– Тактова частота: до 72 МГц. 
– Оперативна пам’ять (SRAM): 20 КБ. 
– Постійна пам’ять (Flash): 64 КБ. 
– Цифрові входи/виходи: до 37 GPIO. 
– Аналогові входи: 10 (12-бітні). 
– Переваги: висока продуктивність за низької вартості; підтримка складних 
обчислень і швидкодії; велика кількість периферійних модулів, таких як SPI, I2C, 
UART, CAN. 
STM32F407 (рис. 2.2). Характеристики: 
– Процесор: ARM Cortex-M4 (з FPU). 
– Тактова частота: до 168 МГц. 
– Оперативна пам’ять (SRAM): 192 КБ. 
– Постійна пам’ять (Flash): 1 МБ. 
– Додаткові функції: підтримка DMA, Ethernet, USB OTG. 
– Переваги: висока продуктивність для обробки сигналів і реального часу; 
підходить для вимогливих застосувань, таких як мультимедіа, мережеві пристрої 
або робототехніка. 
  
 
 
 
Рис. 2.2 – Розпіновка STM32F41xxx 
STM32H743 (рис. 2.3). Характеристики: 
– Процесор: ARM Cortex-M7. 
– Тактова частота: до 480 МГц. 
– Оперативна пам’ять (SRAM): до 1 МБ. 
– Постійна пам’ять (Flash): до 2 МБ. 
  
 
– Додаткові функції: підтримка дисплеїв, високошвидкісних 
комунікаційних інтерфейсів. 
– Переваги: підтримка інтенсивних графічних і обчислювальних задач; 
висока надійність і швидкодія. 
 
Рис. 2.3 – Розпіновка STM32H753x 
 
  
 
Залежно від завдань, Arduino підходять для простих проектів, тоді як STM32 
забезпечує масштабованість і високу продуктивність для складніших систем. 
Таблиця 2.1 показує порівняння розглянутих контролерів. 
Таблиця 2.1 – Порівняння та вибір 
Платформа Процесор Тактова ОЗУ Flash GPIO Переваги Недоліки 
частота 
Arduino Uno ATmega328P 16 МГц 2 КБ 32 14 Простота, Обмежені 
КБ доступність ресурси 
Arduino ATmega2560 16 МГц 8 КБ 256 54 Велика кількість Слабка 
Mega КБ GPIO продуктивність 
STM32F103 Cortex-M3 72 МГц 20 64 37 Висока Складніша у 
КБ КБ продуктивність, програмуванні 
доступна 
STM32F407 Cortex-M4 168 МГц 192 1 МБ Багато Підтримка FPU, Вища ціна та 
КБ периферія складність 
STM32H743 Cortex-M7 480 МГц 1 2 МБ Багато Висока Висока вартість 
МБ швидкодія 
 
2.2 Створення функціональної схеми пристрою 
Схема функціонування пристрою виступає ключовим елементом у процесі 
розробки будь-якого електронного пристрою. Вона надає детальне описання 
функціональних блоків, показує їх взаємозв'язки та способи взаємодії, що, у свою 
чергу, дозволяє усвідомити, як пристрій функціонує в загальному контексті. 
Головним завданням, яке ставиться перед створенням функціональної схеми, є 
виявлення функціональних вимог, які має виконувати пристрій, а також наступна 
деталізація цих вимог у вигляді окремих блоків. Кожен з блоків може мати свою 
певну роль або виконувати частину загальної функціональності пристрою, га 
даючи змогу більш глибокого аналізу та оптимізації роботи. [17]. 
У процесі створення функціональної схеми може бути застосовано безліч 
різноманітних компонентів, таких як мікропроцесори, мікросхеми, реле, сенсори, 
датчики, а також як аналогові, так і цифрові блоки тощо. Кожен із цих елементів 
має свої специфічні вхідні та вихідні параметри, котрі чітко визначаються його 
призначенням у загальній схемі. Після того, як функції розділили на окремі блоки, 
  
 
вони встановлюють з'єднання між собою шляхом передачі сигналів, які 
пересилаються з одного компонента в інший. Ці сигнали можуть мати як аналогову, 
так і цифрову природу, що залежить від конкретного типу пристрою та критеріїв 
точності, необхідних для передачі даних. 
Крім основної функціональної архітектури, проектування охоплює ще й 
встановлення джерела живлення пристрою, а також визначення необхідних 
інтерфейсів, таких як USB, HDMI, Ethernet. Водночас, важливими елементами є й 
внутрішні системи зберігання та обробки інформації, зокрема оперативна пам'ять, 
процесори та інші компоненти, які забезпечують ефективність роботи пристрою. 
Вся ця інформація формує цілісну картину проекту та гарантує, що обране рішення 
відповідає сучасним вимогам технічного прогресу. 
Процес створення функціональної схеми, як правило, реалізується 
інженерами-розробниками, які використовують різноманітні спеціалізовані 
програмні засоби для проектування схем. Зокрема, такими засобами є CAD-
системи (Computer-Aided Design), що забезпечують можливість чіткої візуалізації 
функціональної схеми. Завдяки цим програмам, спеціалісти можуть не лише 
створювати візуальні зображення, але й налагоджувати зв'язки між окремими 
блоками, визначати параметри сигналів, а також здійснювати симуляцію роботи 
пристрою ще до його фізичного втілення у реальності. Це дозволяє виявити 
можливі проблеми на ранніх етапах, перед тим як приступити до виготовлення 
реального обладнання. 
Ключовим аспектом створення функціональної схеми є оцінка її 
ефективності та відповідності запланованим критеріям. Це може включати в себе 
проведення математичного аналізу, моделювання, а також симуляцію роботи схеми 
в різних умовах. Отже, процес створення функціональної схеми для пристрою є 
досить комплексним, який необхідно детально розглянути функціональні вимоги, 
обрати підходящі елементи, а також налагодити їх взаємодію. Цей етап є критично 
важливим перед реалізацією пристрою в фізичній формі і його подальшим 
тестуванням на працездатність. 
  
 
Для створення даної схеми застосовано програмне забезпечення Proteus. Ця 
програма є потужним інструментом, який дозволяє не тільки проектувати, але й 
моделювати електронні системи з високою точністю. 
Protheus – є комплексним середовищем для створення електронних схем і 
моделювання функціонування пристроїв. Це програмне забезпечення активно 
застосовується як фахівцями, так і студентами для генерації та перевірки 
електронних компонентів ще до того, як вони будуть втілені в реальності. Протей 
виступає могутнім засобом для інженерного проектування електронних пристроїв, 
здатним надавати спеціалістам можливість проводити віртуальне проектування, 
моделювати поведінку схем та аналізувати їх ефективність безпосередньо перед їх 
фізичною реалізацією. 
Ключові елементи системи Proteus: 
1. ISIS (Інтерактивне програмне забезпечення для інтегрованих симуляцій): 
цеунікальний модуль, призначений для створення різноманітних електричних 
схем. Цей потужний інструмент пропонує зручний графічний інтерфейс, який 
дозволяє користувачам створювати схеми, обирати компоненти зі спеціалізованої 
бібліотеки, з'єднувати їх за рахунок електричних проводів та виконувати 
налаштування їхніх кінцевих параметрів. Крім того, ISIS має можливість симуляції 
роботи створеної схеми, що дає змогу тестувати всю її функціональність і 
перевіряти, чи правильно вона виконує задані функції. Додатково, програма 
забезпечує користувачам гнучкість у конфігурації проектів, дозволяючи 
адаптувати різні елементи під особисті потреби та вподобання. 
2. ARES (Програмне забезпечення для вдосконаленого маршрутизації та 
редагування) – це спеціалізований модуль, призначений для розробки друкованих 
плат (PCB). Завдяки цьому інструменту, користувачі мають можливість легко 
трансформувати електричну схему з модуля ISIS на фізичну друковану плату. 
ARES надає зручні засоби для розташування електронних компонентів на платі, 
прокладання маршрутів для з'єднань, а також автоматично генерує необхідні 
файли, що потрібні для виробництва друкованої плати. Це забезпечує ефективність 
  
 
процесу створення електронних пристроїв, дозволяючи оптимізувати час та 
зусилля на проектування. 
3. VSM (Моделювання Віртуальних Систем) – це спеціалізований модуль, 
призначений для реалістичної симуляції роботи мікроконтролерів і різноманітних 
електронних приладів в умовах реального часу. Завдяки даному інструменту, 
користувач має можливість запускати програмний код, який був розроблений для 
мікроконтролерів, та ретельно спостерігати за його функціонуванням, моделюючи 
умови, близькі до реального середовища, в якому експлуатується сам пристрій. Цей 
підхід відкриває нові перспективи для тестування та оптимізації розробок, що 
значно підвищує ефективність процесу створення електронних рішень. 
4. Бібліотека. Proteus володіє широкою колекцією електронних елементів, що 
включають в себе мікросхеми, різноманітні датчики, периферійні пристрої та інші 
артефакти. Завдяки цьому користувач має можливість без труднощів підбирати 
необхідні компоненти та впроваджувати їх у своїх проектах, що значно спрощує 
процес розробки. 
Proteus також надає можливість візуалізувати результати симуляцій, що 
включає в себе зміну показників сигналів, створення графіків, аналіз частотних 
спектрів та інші практичні інструменти, які сприяють глибокому аналізу роботи 
електронних пристроїв. Цей програмний продукт доступний для операційних 
систем Windows та пропонується в різних комплектах, зокрема Proteus PCB Design 
Suite, Proteus Professional і Proteus Starter. Кожен з цих наборів надає специфічний 
спектр функцій і можливостей, адаптуючи їх відповідно до потреб користувачів. 
Прийнято рішення використати мікроконтролерр Arduino Uno. Повна 
електрична схема представлена на малюнку 2.4. Цей мікропроцесор ідеально 
відповідає вимогам, що стоять перед нами в цій задачі [1]. 
  
 
 
Рис. 2.4 – Функціональна схема розроблюваного приладу 
2.3 Вибір компонентів 
Вибір елементів для тонометру – є ключовим кроком у процесі розробки, що 
передбачає умілий відбір інтегральних схем, сенсорних пристроїв, датчиків тиску, 
мікроконтролерів, а також інших важливих компонентів, необхідних для 
забезпечення оптимального функціонування цього медичного приладу. Основні 
критерії для вибору компонентів тонометру охоплюють кілька важливих аспектів: 
– У пристрої для вимірювання артеріального тиску, який ми називаємо 
тонометром, надзвичайно важливим показником є точність оцінювання тиску. 
Саме тому необхідно ретельно обрати елементи та складові, які здатні гарантувати 
потрібну точність. Наприклад, варто використовувати високоточний датчик тиску, 
який сприятиме досягненню гарантованих результатів. 
– Для медичних апаратів надзвичайно критично важливо, щоб їх складові 
були надійними, оскільки вони зобов'язані функціонувати бездоганно і з точністю 
  
 
протягом тривалих періодів. Рекомендується надавати перевагу деталям, що 
виготовлені від перевірених фабрик, які мають усі необхідні сертифікати якості. 
– Залежно від обраного джерела енергії, будь то акумулятори або електрична 
сітка, надзвичайно важливо звертати увагу на специфікації щодо споживаної 
потужності всієї системи. Тому правильний вибір енергоефективних 
мікроконтролерів здатен значно подовжити час функціонування тонометра, який 
живиться від батарей. Це не лише забезпечить зручність у використанні, а й 
підвищить загальну ефективність пристрою, що особливо актуально при тривалому 
користуванні. 
– Для коректної роботи тонометра може знадобитися підключення до 
різноманітних зовнішніх апаратів, або ж передача даних за допомогою інтерфейсів, 
таких як USB чи Bluetooth. Таким чином, під час вибору комплектуючих необхідно 
враховувати їхню підтримку всіх необхідних інтерфейсів, аби забезпечити 
комфортну взаємодію з іншими пристроями або системами. 
– Ціна на елементи також становить істотний аспект. Під час створення 
тонометра необхідно визначити гармонію між якістю та ціною складових, щоб 
досягти найкращого поєднання витрат та функціональних можливостей пристрою. 
2.4 Датчик вимірювання тиску 
Прилади для вимірювання тиску, відомі як датчики тиску, є спеціалізованими 
пристроями, розробленими для визначення тиску в різних середовищах. Ці 
технології знайшли своє застосування в багатьох галузях, таких як автомобільна 
індустрія, охорона здоров'я, промислове виробництво, електроніка та численних 
інших секторах, де важливість точних показань тиску важко переоцінити. 
Існує безліч різновидів датчиків тиску, і кожен з цих пристроїв має свої 
унікальні характеристики та методи функціонування. Деякі з найпоширеніших 
класів датчиків тиску включають: 
П'єзорезистивні сенсори: здійснюють вимірювання, спираючись на зміни 
електричного опору в напівпровідникових речовинах, які залежать від величини 
тиску. Їхня робота базується на феномені п'єзорезисторного ефекту, при якому 
зростання або зменшення тиску призводить до відповідних змін опору в сенсорах. 
  
 
Ці п'єзорезистивні датчики здатні проявляти високу чутливість та 
характеризуються доволі широким діапазоном для проведення вимірювань, що 
робить їх універсальними у застосуванні. 
Капацитивні сенсори: застосовують варіацію ємності між парою електродів, 
яка залежить від величини тиску. У момент зміни тиску відбувається коливання 
відстані між електродами, що безпосередньо впливає на ємнісні характеристики. 
Такі датчики здатні продемонструвати високу точність і стабільність результатів 
вимірювань, що робить їх незамінними у багатьох сферах, таких як промисловість 
та наука. 
П'єзоелектричні сенсори: задіюють речовини, що володіють 
п'єзоелектричними характеристиками, інакше кажучи, вони мають потенціал 
змінювати електричний заряд у відповідь на зміну механічного напруги. Коли 
відбувається варіація тиску, матеріал з п'єзоелектричними властивостями виробляє 
електричний імпульс, який може бути зафіксований і проаналізований для 
визначення значення тиску. Технологія, заснована на таких принципах, широко 
використовується в різних галузях, включаючи медицину, промисловість, а також 
в автомобільній інженерії. Окрім цього, ці датчики можуть бути інтегровані в різні 
системи управління для підвищення точності та ефективності вимірювань. 
Датчики терморезисторного типу: працюють на основі варіації опору, яка 
залежить від тиску, що впливає на температуру самого датчика. Ці терморезисторні 
детектори здатні здійснювати вимірювання коливань опору та застосовують 
алгоритмічні рішення для трансформації отриманих значень опору у відповідні 
показники тиску. Чим вища температура, тим більші зміни в опорі; цим 
інноваційним підходом вдається досягти точної оцінки рівнів тиску в різних 
системах. Сучасні технології дозволяють впроваджувати ці датчики в широкий 
спектр промислових та наукових застосувань, що підкреслює їхню значущість у 
сфері контролю та моніторингу. 
Коли ви вибираєте датчики тиску, важливо звертати увагу на низку таких 
ключових аспектів, як межі вимірювань, рівень точності, габарити приладу, 
ціновий сегмент та навколишнє середовище, в якому буде експлуатуватися датчик. 
  
 
По-перше, діапазон вимірювання є критично важливим, оскільки потрібно 
переконатися, що обраний датчик адекватно реагує на діапазон тисків, з якими він 
буде взаємодіяти. Далі, варто зосередитися на точності, яка забезпечить 
правильність отриманих даних та відповідність регламентованим стандартам. Ще 
одним важливим нюансом є розміри приладу, адже обсяги простору, в якому він 
встановлюється, можуть суттєво вплинути на легкість монтажу та подальшу 
експлуатацію. Не можна оминути і питання вартості: вибір економічно вигідного 
датчика, який все ж відповідає усім технічним вимогам, може значно знизити 
витрати без втрати якості. Нарешті, оточуюче середовище, в якому планується 
використання датчика, може впливати на його продуктивність, тому важливо 
забезпечити стійкість приладу до зовнішніх факторів, таких як температура, 
вологість та агресивні хімічні сполуки. 
BMP280 (див. рис. 2.5) – це прилад для вимірювання атмосферного тиску і 
температури, створений компанією Bosch. Даний датчик користується великою 
популярністю в численних пристроях, включаючи мобільні телефони, планшети, 
смарт-годинники, а також побутові електронні обладнання та багато іншого. 
Завдяки своїм компактним розмірам і точності, BMP280 став незамінним 
елементом у світі сучасної електроніки. Функціонування BMP280 базується на 
концепції компенсованого тиску. Він оснащений мембраною, котра дуже чутливо 
реагує на будь-які зміни в атмосферному тиску, а також п'єзорезистивним 
сенсором, котрий виконує перетворення цих змін у електричний сигнал. Окрім 
того, датчик оснащений вбудованим термометром, що дозволяє здійснювати 
вимірювання температури з високою точністю. 
  
 
 
Рис. 2.5 – Схематичне зображення датчика тиску типу BMP280 
Головні властивості датчика BMP280 охоплюють: 
– Область, в якій здійснюється вимірювання тиску, складає від 300 до 1100 
гектопаскалів (гПа). Для точності вимірювань важливо враховувати ці параметри, 
адже вони можуть суттєво впливати на результати, отримані в умовах діючих 
наукових експериментів. 
– Температурний діапазон для вимірювання складає від -40 до +85 градусів 
за Цельсієм. 
– Надзвичайно висока точність у вимірюванні тиску: ±1 гПа. 
– Чудова точність у визначенні температури: ±1 градус за Цельсієм. 
– Низьке енергоспоживання: орієнтовно 2.7 мкА під час активного процесу 
вимірювання. Це свідчить про високу ефективність пристрою, що особливо 
важливо для використання в умовах обмежених ресурсів. Низький рівень енергії 
дозволяє значно зменшити витрати на живлення, а також подовжити термін служби 
батареї, що, в свою чергу, робить його ідеальним вибором для довготривалих 
експериментів і досліджень. 
MPXA6115A6U – представляє собою один з найбільш затребуваних датчиків 
тиску, виготовлених компанією NXP Semiconductors. Цей пристрій обладнаний 
вбудованим сенсором, який відповідає за вимірювання тиску, а також включає в 
себе систему обробки сигналів, що надає змогу визначати абсолютний тиск з вкрай 
  
 
високою точністю та надійністю. Завдяки своїм властивостям, він знаходить 
широке застосування в різних областях, де критично важливо контролювати тиск. 
Основні особливості та параметри датчика MPXA6115A6U: 
– Ширина вимірювання: цей датчик має можливість визначати абсолютний 
тиск в межах від 15 до 115 кПа (кілопаскалів). Крім того, він демонструє високу 
точність вимірювань, становлячи ±1,5% при умовах номінальної температури в 
25°C. Важливо зазначити, що ці характеристики роблять пристрій надзвичайно 
корисним у різних сферах, де контроль тиску є необхідним. Своєю стабільною 
роботою в таких умовах датчик забезпечує надійні результати, що спрощує 
процеси вимірювання та аналізу. 
– Сигнал, який генерує датчик, має аналоговий характер і прямо 
пропорційний вимірюваному рівню тиску. Щоб спростити процес обробки цього 
сигналу, датчик застосовує внутрішній механізм компенсації, завдяки якому 
усувається вплив температурних коливань на точність проведених вимірювань. 
Цей механізм дозволяє підтримувати стабільність роботи датчика в різних умовах, 
забезпечуючи таким чином високу надійність та точність отриманих даних. 
– Типовий аналоговий вихідний сигнал, що може бути з'єднаний з 
аналоговим вхідним каналом мікроконтролера або будь-якого іншого пристрою, 
призначеного для подальшої обробки і аналізу інформації. Це дозволяє забезпечити 
точну передачу даних, що дозволяє у подальшому ефективно використовувати ці 
дані для різних цілей. Зазначений вихідний сигнал є важливим компонентом для 
інтеграції в системи різного напряму, що відкриває можливості для розширення 
функціональних можливостей приладів. 
– Цей сенсор функціонує на живленні 5 вольт. Завдяки інтегрованому 
внутрішньому регулятору напруги, він здатний забезпечувати стабільність роботи 
навіть за умов змінного живлення. 
– Габарити: елегантний та малогабаритний корпус, який надає можливість 
без особливих зусиль інтегрувати його в широкий спектр електронних пристроїв. 
Було ухвалено рішення використати датчик MPXA6115A6U (див. рис. 2.6) 
[18]. Це рішення стало важливим кроком у нашій роботі. 
  
 
 
Рис. 2.6 – Схематичне представлення датчика для вимірювання тиску 
MPXA6115A6U 
Цей сенсор здатний виконувати функції в багатьох сферах, де критично 
важливо визначати абсолютний тиск. Наприклад, його можна застосовувати в 
медичних приладах, що включають у себе тонометри, а також у системах 
моніторингу і вимірювання, автоматизованих регуляторних системах, кліматичних 
установках і в ряді інших промислових підходів, де надзвичайно важливо 
отримувати точні дані про тиск. Завдяки своїй універсальності, цей датчик 
забезпечує надійність та високу точність в усіх цих сферах. 
Аналіз різноманітних датчиків представлено у таблиці 2.2, де детально 
розглядаються їхні характеристики, функції та можливості. 
Таблиця 2.2 – Аналіз і зіставлення датчиків тиску 
 Діапазон Напруга Струм Мін. Точність Час 
диску (Vdc) (mАdc) Зміщення відгуку 
(кПа) тиску (мс) 
(вофф)  
MPXA6115A6U 15-115 5 6 0.2 ±1.5 1 
MPXH6115A6U 15-115 5.25 6 0.26 ±1.5 1 
BMP280 30-110 1.8 2.8 1.5 ±1.7 2 
 
  
 
З наведеного у таблиці аналізу випливає, що датчик MPXA6115A6U 
вирізняється вищими показниками точності, а також має значно менше зміщення в 
показниках тиску. 
2.5 Підсилювач сигналів 
Пристрій, що виконує функцію підсилення сигналу, більш відомий під 
назвою підсилювач, представляє собою електронну апаратуру або схему, яка має 
на меті збільшити амплітуду вхідного сигналу. Це дає можливість зручнішої 
обробки цього сигналу або подальшої передачі його на наступну стадію 
електронної системи. Підсилювачі сигналу знаходять своє широке застосування у 
різноманітних електронних пристроях і системах, до яких належать аудіо-, радіо-, 
телекомунікаційні технології, а також медичної, наукової сфери й багатьох інших 
пристроїв та систем, які виконують різні функції. 
Головна роль підсилювача сигналу полягає у підвищенні амплітуди вхідного 
сигналу з мінімальним спотворенням. Ці прилади можуть функціонувати як з 
аналоговими, так і з цифровими сигналами, в залежності від їх призначення та типу 
застосування. Підсилювачі відіграють ключову роль у багатьох електронних 
системах, де якість сигналу є критично важливою. Використовуючи технології 
сучасної електроніки, вони здатні забезпечити ефективну обробку сигналів, 
завантажуючи їх до потрібного рівня, що дозволяє здійснювати передачу 
інформації без втрат, що особливо цінно в сферах зв'язку та обробки даних. 
Посилювач оснащений вхідним терміналом, до якого підключається 
незначний вхідний сигнал, а також вихідним терміналом, з якого можна отримати 
підвищений вихідний сигнал. Цей пристрій виконує роль посилення електричних 
імпульсів, що дозволяє надалі використовувати їх для різних цілей. 
Існує безліч різноманітних категорій підсилювачів, серед яких можна 
виділити підсилювачі потужності. Вони здатні значно збільшити сигнал, щоб мати 
змогу ефективно приводити в дію навантаження з високим опором. Інший тип — 
підсилювачі напруги, які фокусуються на підвищенні амплітуди електричного 
сигналу, при цьому не здійснюючи зміни його потужності. Важливо розуміти 
призначення кожного виду підсилювачів в електронних системах. Коефіцієнт 
  
 
підсилення визначає ступінь, до якого підсилювач здатний посилити вхідний 
сигнал. Цей коефіцієнт може бути як фіксованим, так і змінним, що залежить від 
конкретного моделі або призначення використовуваного підсилювача. Тому 
важливо враховувати особливості підсилювачів при їх виборі для різних проектів. 
Підсилювачі можуть мати визначені межі частот, у межах яких їхня робота є 
найбільш ефективною та продуктивною. Вони можуть бути адаптовані до роботи з 
різними типами сигналів, такими як низькочастотні, високочастотні або ж 
широкосмугові, в залежності від конкретних вимог застосування. Якісний 
підсилювач повинен відрізнятися низьким рівнем спотворень, що означає, що 
вихідний сигнал має бути максимально вірним відображенням вхідного сигналу, не 
додаючи жодних небажаних спотворень чи артефактів. 
Сигнальні підсилювачі можуть бути реалізовані в найрізноманітніших 
топологіях та конфігураціях, серед яких однотактні, двотактні, а також операційні 
підсилювачі і ще безліч інших варіантів. Вибір конкретного підсилювача 
здійснюється в залежності від вимоги до підвищення сигналу, враховуючи певні 
критерії якості та ефективності. Необхідно мати на увазі, що застосування 
підсилювача сигналу може викликати різноманітні проблеми, які потребують 
ретельної уваги, зокрема, питання контролю шумів, стабільність при зміні 
температурних умов, впливи на енергоспоживання, а також електромагнітна 
сумісність. 
У цій дослідницькій праці та застосовано AD620 (див. рис. 2.7) [19]. 
 
Рис. 2.7 – Пристрій для підсилення сигналу AD620 
  
 
Підсилювач AD620 користується великою популярністю як ефективний 
інструмент для точного підсилення електричних сигналів. Це один з численних 
продуктів, розроблених компанією Analog Devices, що славиться своєю репутацією 
у виробництві високоякісних аналогових пристроїв та інноваційних технологій у 
даній сфері. 
Ключові особливості підсилювача AD620: 
– Прилад з малим рівнем звуку, який надає можливість посилювати нестійкі 
сигнали без суттєвого підвищення рівня шуму. Це має особливе значення в тих 
сферах, де критично важливими аспектами є точність та чутливість вимірювань, 
адже навіть невеликі похибки можуть суттєво вплинути на результати. 
– AD620 гарантує високу ступінь точності підсилення, а також чудову 
стабільність характеристик упродовж тривалого часу та різних температурних 
умов. Ці властивості роблять його надзвичайно цінним для засобів вимірювання і 
багатьох інших застосувань, де є критично важливою потреба в максимальній 
точності. 
– Широкий спектр посилення, який може бути просто адаптований із 
застосуванням зовнішніх резисторів. Це відкриває можливість регулювати 
підсилення відповідно до специфічних потреб певного застосування. 
– AD620 функціонує як з однополярними, так і з двополюсними джерелами 
живлення в межах від ±2,3 до ±18 Вольт. Цей пристрій оснащений стандартними 
вихідними контактами, що створює прості умови для його інтеграції в 
комунікаційні та контрольні системи. 
– Упристрої передбачено ряд захисних механізмів, серед яких можна 
виділити захист від перевантажень, функцію, що запобігає зворотному 
підключенню енергопостачання, а також систему проти електромагнітних завад 
(ЕСП). Ці елементи гарантують не лише стабільність, а й безпечність експлуатації 
пристрою. Додатково, він укомплектований спеціалізованими фільтрами, які 
суттєво зменшують рівень зовнішніх шумів і спотворень, надаючи можливість не 
лише якісно виконувати свої функції, але й забезпечують оптимальні умови для 
роботи. 
  
 
Завдяки своїм унікальним характеристикам, підсилювач AD620 отримав 
надзвичайно широке застосування в різноманітних вимірювальних системах, 
медичних пристроях, промислових контролерах, а також у сенсорних інтерфейсах 
та в інших сферах, де важливі високоточні та надійні функції підсилення. Це 
пристрій широко використовується в наукових дослідженнях, а також для 
просунутих технологічних розробок, де кожен нюанс має значення. AD620 
представляє собою високоякісний підсилювач сигналу, що відповідає суворим 
вимогам численних додатків, в яких необхідне точне й низьке спотворення 
підсилення. Завдяки використанню AD620, система отримує можливість 
забезпечення надійного та якісного оброблення сигналів, що, в свою чергу, сприяє 
покращенню загальної продуктивності та стабільності роботи різних електронних 
пристроїв. 
Схема підключення цього посилювача продемонстрована на малюнку 2.8. 
 
Рис. 2.8 – Схема змістом посилювача AD620 
  
 
2.6 Аналого-цифровий перетворювач 
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) — це електронний пристрій, 
покликаний приймати аналогові сигнали та перетворювати їх у відповідний 
цифровий формат, що відкриває можливість обробки даних за допомогою цифрової 
електроніки. АЦП виконує надзвичайно важливу функцію в багатьох сферах 
діяльності, включаючи, але не обмежуючись, електронікою, зв'язком, медициною, 
автоматизацією та різноманітними іншими галузями, де точне оброблення сигналів 
є надзвичайно актуальним. 
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) отримує сигнал, який називається 
зразком, що має аналогову природу. Це може бути електрична напруга, 
електричний струм, тиск у системі або ж будь-який інший фізичний параметр, 
безпосередньо пов'язаний із об'єктом вимірювання. АЦП виконує процес 
квантування, в ході якого аналоговий сигнал розбивається на обмежену кількість 
дискретних рівнів або квантів. Цей важливий етап полягає в тому, що аналого-
цифровий перетворювач аналізує значення поточного сигналу і призначає йому 
найближче можливе значення з вибраного набору дискретних значень. 
Вибірка: після процесу квантування аналого-цифровий перетворювач (АЦП) 
обирає наступні значення сигналу, спираючись на розбиті рівні. Ця процедура 
здійснюється з певною частотою, яка, у свою чергу, визначає частоту, з якою 
виконується вимірювання сигналу. Залежно від специфікації, ця частота може 
значно варіюватися, що впливає на точність та узгодженість отриманих даних. 
Кодування: ззначень, які були отримані шляхом квантування та вибірки, 
перетворюються у цифровий формат. Це може бути виконано за допомогою 
бінарного кодування, де кожен рівень представлений специфічною послідовністю 
бітів, або застосуванням інших форматів кодування, таких як двійковий десятковий 
код (BCD) або код Грея, які мають свої особливості та переваги. Отримані цифрові 
значення мають широкі можливості використання — їх можна застосовувати для 
обробки інформації, зберігання даних, передачі їх через різноманітні канали зв'язку 
або для подальшого використання в різних системах, адаптуючи процеси до 
конкретних потреб. 
  
 
Ключові особливості аналога-цифрового перетворювача: 
– Роздільна здатність (бітовість) — це кількість бітів, які використовуються 
для відображення кожного окремого зразка сигналу. Чим вища ця роздільна 
здатність, тим точніше ми можемо відобразити аналоговий сигнал у цифровому 
форматі. Вона є ключовим фактором, що впливає на якість та достовірність 
передачі інформації, оскільки дозволяє захоплювати деталі, які інакше могли б 
загубитись. Наприклад, підвищення бітовості може суттєво поліпшити звучання 
музики або чіткість зображення у відео, що, в свою чергу, робить сприйняття більш 
приємним та реалістичним. 
– Швидкодія (частота дискретизації) – це показник, що відображає кількість 
зразків, які аналого-цифровий перетворювач (АЦП) здатен обробити протягом 
однієї секунди. Цей параметр вимірюється у семплах за секунду (спс) і є ключовим 
для встановлення максимальної частоти сигналу, яку АЦП може адекватно 
відтворити. Вища частота дискретизації дозволяє забезпечити точніші результати 
вимірювання та відтворення звукового або електронного сигналу, що є особливо 
важливим у звуковій інженерії та цифровій обробці сигналів. Її оптимальний вибір 
суттєво впливає на якість кінцевого продукту. 
– Ширина діапазону вимірювання: це максимальне і мінімальне значення 
сигналу, яке аналого-цифровий перетворювач (АЦП) здатен зафіксувати без 
спотворень або втрат точності. Цей параметр встановлює межі, в яких АЦП зможе 
функціонувати максимально ефективно, забезпечуючи оптимальну обробку 
вхідних даних. Правильне налаштування діапазону вимірювання є критично 
важливим для досягнення високої точності роботи пристрою, адже, якщо вхідний 
сигнал вийде за межі цих параметрів, це може призвести до значних помилок у 
вимірюваннях. 
Адаптивно-цифровий перетворювач (АЦП) має можливість бути 
інтегрованим безпосередньо в мікроконтролери, різноманітні датчики або інші 
цифрові пристрої. Крім того, він може функціонувати як автономний елемент, 
призначений для перетворення аналогових сигналів у цифрову форму. Вибір 
конкретного типу АЦП має вирішальне значення і залежить від специфічних вимог, 
  
 
що постають перед конкретним застосуванням. Це може включати, але не 
обмежуючись, параметрами, такими як роздільна здатність, швидкість обробки, 
діапазон вимірювання та численні інші чинники, які можуть суттєво впливати на 
точність і загальну ефективність системи. 
У даній статті обрано для використання аналого-цифровий перетворювач 
ADS1115 (див. рис. 2.9) [20]. Важливо зазначити, що цей пристрій надає 
можливість високоточного зчитування аналогових сигналів, що робить його 
надзвичайно корисним у різноманітних застосуваннях. 
 
Рис. 2.9 – Аналогово-Цифровий Перетворювач ADS1115 
ADS1115 – є 16-бітним аналого-цифровим конвертером, створеним 
компанією Texas Instruments. Цей надзвичайно популярний інтегрований пристрій 
широко застосовується для високоточного вимірювання аналогових сигналів у 
системах з обмеженими можливостями розширення. Його висока точність та 
надійність роблять його ідеальним вибором для багатьох електронних додатків, де 
важливо отримувати чіткі та стабільні показники в умовах обмеженого простору. 
Головні властивості ADS1115: 
– Роздільна здатність: 16 бит, що надає можливість здійснювати 
вимірювання сигналів з вражаючою точністю та деталізацією. Висока роздільна 
  
 
здатність дозволяє отримувати більш точні й вичерпні результати вимірювань, 
забезпечуючи при цьому глибше розуміння досліджуваних явищ. 
– Продуктивність: від 8 до 860 зразків щосекунди (SPS). Продуктивність 
вимірює частоту, з якою оновлюються дані вимірювань, і її можна налаштувати 
відповідно до специфічних потреб програми. 
– Обмеження вимірювань: від ±256 мВ до ±6,144 В. Завдяки цьому пристрій 
здатен здійснювати вимірювання сигналів з різними рівнями інтенсивності, що 
дозволяє йому ефективно підлаштовуватися відповідно до специфічних вимог 
кожної окремої системи. Така гнучкість в спектрі вимірювань робить його дуже 
корисним у широкому спектрі застосувань у різних галузях. 
– Інтегрований мультиплексор: чотирьохканальний мультиплексор, що 
надає можливість одночасного підключення до чотирьох аналогових джерел. Це 
значно полегшує процес зчитування даних з декількох джерел в рамках одного 
циклу вимірювання, зменшуючи при цьому витрати часу та зусиль. Таке рішення 
дозволяє ефективно управляти інформацією, забезпечуючи високу продуктивність 
та швидкість обробки даних. 
– Інтерфейс: I2C, що використовується для взаємодії з мікроконтролером чи 
іншими електронними приладами. Цей протокол надає можливість простої 
інтеграції в широкий спектр платформ мікроконтролерів, що робить його 
ідеальним вибором для багатьох проектів в електроніці. Завдяки своїй гнучкості, 
I2C стає незамінним інструментом у сучасному розвитку технологій. 
– Ряд конструкцій, що містять в собі вбудовані функції, наприклад, 
програмований рівень переривань, внутрішній резистор опору, засоби усереднення 
й багато інших, які значно спрощують взаємодію з пристроєм і виконання 
додаткових процесів обробки сигналів. 
ADS1115 є надзвичайно корисним аналого-цифровим перетворювачем, 
котрий підходить для ряду застосувань, де важливо досягти високої точності та 
значної роздільної здатності під час вимірювання аналогових сигналів. Цей 
пристрій широко використовується в автоматизації, вимірювальних системах, 
інтерфейсах для сенсорів, медичних устаткуваннях, а також у безлічі інших 
  
 
галузей, що вимагають точних вимірювань. Його популярність зростає завдяки 
універсальності й надійності, що робить його важливим інструментом для 
інженерів та спеціалістів, які працюють у різних сферах. 
2.7 Компресор та клапан 
Компресори та клапани становлять критично важливі елементи в системах, 
які використовують стиснені гази чи рідини. Вони виконують функції, що 
забезпечують належну роботу подібних технологій, і їх значення неможливо 
переоцінити. Компресори і клапани зазвичай працюють у тандемі в комплексних 
системах, де компресор відповідає за процес стиснення речовини, тоді як клапани 
мають завдання контролювати витік та напрямок руху цієї речовини. Це створює 
можливість точно регулювати тиск, швидкість потоку та інші важливі параметри в 
системі, орієнтуючись на специфічні вимоги та потреби конкретного застосування. 
Завдяки такій взаємодії, досягається висока ефективність і надійність у 
функціонуванні цілого механізму. 
Компресори – це спеціалізовані апарати, які здатні генерувати високий тиск 
шляхом стиснення газоподібних або рідинних субстанцій. Вони здійснюють 
переміщення робочого матеріалу з умов низького тиску до виходу, де тиск значно 
вищий. Такі компресори знаходять широке застосування в різноманітних сферах, 
включаючи повітряне та газове постачання, виробництво холоду, а також в різних 
промислових секторах. Серед численних типів компресорів можна виділити 
роторні, поршневі, відцентрові, вихрові та багато інших. Кожен з цих підвидів має 
свої окремі характеристики, специфічні особливості і варіанти використання, що 
робить їх універсальними інструментами в багатьох прикладних галузях. 
Клапани – є спеціалізованими пристроями, які призначені для регулювання 
руху речовини в різноманітних системах. Вони дозволяють контролювати або 
забезпечувати односторонній рух речовини та здійснюють керування відкриттям і 
закриттям каналів або отворів. Клапани виконують численні функції, включаючи 
регулювання тиску, вентиляційні процеси, напрямок потоку, попередження 
зворотного руху, а також відключення газів або рідин у системі. Існує безліч 
різновидів клапанів, зокрема шарові, затворні, кришталеві, дискові, мембранні, 
  
 
голкові та інші, кожен з яких має унікальні характеристики та сфери використання, 
що залежать від вимог конкретної системи. Ці пристрої часто є критично 
важливими для забезпечення ефективної і безперебійної роботи різних інженерних 
систем, оскільки від них залежить не лише продуктивність, а й безпека загального 
процесу. 
У цій системі було застосовано компресор KPM14A [21] з метою 
забезпечення його компактності, низького рівня шуму, а також зниженого 
споживання електроенергії. Головні технічні характеристики даного компресора 
представлені на малюнку 2.10, а сам прилад ілюстровано на рисунку 2.11. 
 
Рис. 2.10 – Властивості компресора KPM14A 
 
Рис. 2.11 – Прилад для стиснення повітря KPM14A 
  
 
Окрім компресора, в системі використовується клапан JQF1 (див. рис. 2.10), 
що представляє собою компактний елемент, який призначений для регулювання 
потоку рідини або газу в різноманітних системах. Цей клапан володіє рядом 
характеристик, які роблять його привабливим для впровадження в численних 
застосуваннях. Середвидатних особливостей та технічних характеристик клапану 
JQF1 [22]: 
– Маленькі габарити: компактні розміри, що дозволяють з легкістю 
розмістити пристрій в умовах з обмеженим простором. 
– Знижена напруга енергопостачання, що сприяє ефективному застосуванню 
в різноманітних електронних приладах та системних комплексах. Це може 
включати в себе як побутову електроніку, так і промислові рішення, що 
максимально підвищують ефективність використання наявних ресурсів. 
– Досконале управління сигналом гарантує детальне налаштування потоку 
рідини або газу в залежності від вхідного сигналу. Це, у свою чергу, надає 
можливість здійснювати точну та контрольовану експлуатацію системи, що сприяє 
підвищенню її ефективності та надійності. Відтак, завдяки високій якості 
контролю, система може більш відповідально реагувати на різноманітні зміни, 
поліпшуючи загальну продуктивність. 
– Вентиль характеризується високоякісною ізоляцією, що забезпечує 
надійне утримання тиску в спеціалізованій системі і запобігає можливим витокам. 
 
Рис. 2.12 – механізм клапан JQF1, що виконує специфічні функції в системі 
  
 
2.8 Бездротовий модуль 
Bluetooth-модулі, призначені для платформи Arduino, набули великої 
популярності завдяки своїй здатності забезпечувати бездротове з'єднання не лише 
з Arduino, але й з багатьма іншими пристроями, такими як смартфони, ноутбуки, 
планшети, а також з різними мікроконтролерами. Ці модулі відкривають широкий 
спектр можливостей для обміну даними за допомогою технології Bluetooth, що у 
свою чергу дозволяє реалізувати безліч цікавих та різноманітних бездротових 
проектів, які раніше здавалися неможливими. [8]. 
Одними з найбільш відомих Bluetooth-компонентів для платформи Arduino є 
модулі HC-05 і HC-06, які функціонують на основі мікросхеми BC417 Bluetooth. Ці 
обидва пристрої функціонують на основі версії Bluetooth 2.0 та інтегрують 
підтримку серійного порту (Serial Port Profile), що створює комфортні можливості 
для спілкування з Arduino через послідовний інтерфейс. З їхньою допомогою 
можна організувати бездротовий зв'язок та легко передавати дані між різними 
пристроями, що робить ці модулі популярними серед розробників та ентузіастів. 
Для того щоб використовувати Bluetooth-модулі в поєднанні з Arduino, 
необхідно правильно з'єднати їх із відповідними пін-контактами. Зазвичай дані 
модулі оснащені чотирма основними пинами: VCC (джерело живлення), GND 
(земельний контакт), TX (вихідний сигнал для передачі даних) та RX (вхідний 
сигнал для прийому даних). Залежно від конкретної моделі модуля, можуть також 
бути доступні додаткові піни, які призначені для налаштування та управління.Ці 
піни можуть використовуватися для проведення різних операцій. Після того як 
Bluetooth-модуль буде успішно підключено до плати Arduino, ви 
зможетевикористовувати серійний порт для налагодження і здійснення комунікації 
з ним.Цей процес дає змогу передавати дані з вашої платформи Arduino на 
підключений Bluetooth-пристрій, а також отримувати інформацію з Bluetooth-
пристроїв на Arduino. В результаті, ви відкриваєте для себе нові можливості для 
проєктування безпровідних систем.Обмін даними між цими пристроями може 
стати основою для багатьох цікавих і корисних застосунків.Крім цього, 
  
 
досліджуючи можливості Bluetooth, ви можете розширити функціональність своїх 
проектів. 
Наприклад, можнанарозробити захоплюючий проект, у якому плата Arduino 
зможе отримувати інформацію з різноманітних сенсорів, а потім безпосередньо 
передавати цю інформацію на ваше мобільний пристрій чи комп'ютер за 
допомогою технології Bluetooth. Цей процес дозволяє створити інтерактивну 
систему, яка може реагувати на зміни зовнішнього середовища. Також 
можнанакерувати Arduino через ваш смартфон, надсилаючи команди й інструкції 
безпосередньо через Bluetooth-з'єднання. 
При розробці програм для Bluetooth-модулів на Arduino, зазвичай, 
застосовуються стандартні команди, які використовуються для управління 
послідовним портом.Окрім того, завжди є можливість скористатися різними 
бібліотеками, такими як «SoftwareSerial» які дозволяють створювати додаткові 
послідовні порти. Це значно полегшує взаємодію з Bluetooth-модулем, 
розширюючи можливості комунікації. 
Було ухвалено рішення застосувати модуль HC-06 (див. рис. 2.13 та його 
функціональні можливості.. 
HC-06 є одним з найвідоміших Bluetooth-модулів, призначених для 
використання з Arduino. Цей модуль ґрунтується на мікросхемі BC417 Bluetooth і 
функціонує за стандартом Bluetooth 2.0. HC-06 представляє собою Bluetooth-
компонент «слейв», що свідчить про те, що він здатний бути з'єднаним з іншим 
Bluetooth-пристроєм, який виконує роль «мастера» [23]. Цей модуль широко 
використовується у різних проектах, оскільки забезпечує легкий доступ до 
бездротового зв'язку та інтеграції з іншими пристроями. 
  
 
 
Рис. 2.13 – Бездротовий модуль Bluetooth HC-06  
 
Головні особливості модуля HC-06: 
– Інтерфейс: послідовний (UART) це тип інтерфейсу, який надає змогу 
ефективно спілкуватися з Arduino через комунікаційний порт. Суть його роботи 
полягає в тому, що дані передаються у вигляді послідовності, що робить обмін 
інформацією простим і зручним. Завдяки цьому типу підключення, ви можете легко 
передавати команди та дані, які необхідно обробити на пристрої.. 
– Контакти: основні чотири контакти включають VCC (постачання 
електроенергії), GND (земля), TX (сигнал для передачі інформації) та RX (сигнал 
для прийому інформації). Крім того, модуль забезпечений додатковими 
контактами, які призначені для управління і налаштування його функцій. 
– Швидкість обміну інформацією досягає 115200 біт на секунду, що гарантує 
миттєве та результативне спілкування з пристроями Arduino. 
– Операційна напруга складає 3,3 В, що забезпечує його відповідність 
більшості мікроконтролерів, включаючи популярну платформу Arduino. Ця 
характеристика робить його надзвичайно універсальним і зручним для 
  
 
використання в багатьох електронних проектах, що потребують інтеграції з 
різними чіпами та системами. 
– Два має два основні режими функціонування: режим з'єднання та режим 
налаштування. Коли модуль активується в режимі з'єднання, він здійснює 
синхронізацію з Bluetooth-пристроєм, що виконує роль "мастера". У режимі 
налаштування, користувач має можливість внести зміни в налаштування модуля, 
задаючи такі параметри, як назва, пароль для доступу, швидкість обміну даними та 
інші важливі параметри. Ці два режими забезпечують гнучкість і можливість 
адаптації під різні потреби користувача, що значно підвищує зручність 
використання. 
– Легкість у застосуванні: існує можливість без зусиль з'єднати з Arduino 
через послідовний інтерфейс, і він надає сприятливі умови для ефективної передачі 
та отримання інформації. Це робить роботу з ним надзвичайно приємною та 
зручною, адже всі необхідні функції доступні безпосередньо на відстані руки. 
Модуль HC-06 здатен застосовуватись в ряді різноманітних проектів, серед 
яких можна виокремити управління Arduino через мобільний телефон, трансфер 
інформації з датчиків на ПК за допомогою Bluetooth, а також збори даних з інших 
пристроїв, що підтримують Bluetooth. Його користувальницькі характеристики, які 
вважаються простими та надійними, роблять HC-06 відомим і затребуваним 
рішенням для здійснення бездротового з'єднання з платформою Arduino. З огляду 
на це, багато розробників обирають його у своїх проектах внаслідок вражаючих 
можливостей, які він надає для реалізації інноваційних ідей. 
2.9 LCD дисплей 
Рідкокристалічний екран (LCD) став одним із найбільш розповсюджених 
варіантів дисплеїв для Arduino та численних проектів на базі мікроконтролерів, 
завдяки своїй простоті використання. [2]Цей тип дисплея дозволяє виводити не 
лише текст, а також числові дані та графічні зображення, що відкриває широкі 
можливості для створення інтуїтивно зрозумілих інтерфейсів користувача, які 
можуть значно полегшити взаємодію з вашими проектами. 
  
 
Основна маса рідкокристалічних дисплеїв, що застосовуються у проектах з 
Arduino, базується на матричній структурі типу «характер-сегмент» (character-
segment). Ці дисплеї складаються з рядків знаків (characters), які можуть ефективно 
демонструвати текстові або числові відображення, а також з сегментів, які здатні 
показувати графічні символи або різного роду індикатори. Окрім них, існують і 
графічні LCD-екрани, які дають змогу виводити значно складніші графічні 
ілюстрації. 
Розмір рідкокристалічних екранів може значно змінюватись, починаючи від 
скромних конструкцій, що містять всього кілька рядків з обмеженою кількістю 
символів, і закінчуючи великими дисплеями, що здатні продемонструвати значно 
більше символів або різноманітні графічні елементи. Роздільна здатність є 
критично важливою характеристикою, що визначає, скільки символів чи графічних 
пікселів може бути представлено на екрані, і вона суттєво впливає на якість 
зображення. 
Рідкокристалічні дисплеї часто застосовують спеціалізовані контролери, 
наприклад HD44780, які забезпечують ефективне керування екраном. Ці 
контролери інтегровані безпосередньо у сам дисплей, що дозволяє комфортно 
взаємодіяти з Arduino за допомогою паралельного або послідовного протоколів 
зв'язку, які забезпечують гнучкість у налаштуванні та використанні. 
Оцінюючи більшість рідкокристалічних дисплеїв, можна зазначити, що вони 
зазвичай оснащені паралельним інтерфейсом, що потребує значної кількості 
контактів для з'єднання з Arduino. Проте є також певні модулі LCD, які обладнані 
вбудованими інтерфейсами I2C або SPI. Завдяки цим технологіям, їх можна 
підключити до Arduino, використовуючи менше пінів, що спрощує весь процес. 
Невеликі рідкокристалічні дисплеї часто маніпулюють параметром 
контрастності, щоб гарантувати ясне і чітке зображення не лише тексту, а й 
графічних елементів. Крім того, численні екрани оснащені інтегрованим 
підсвічуванням, що надає можливість комфортно експлуатувати їх навіть в умовах 
недостатнього освітлення або темряви. 
  
 
Щоб взаємодіяти з рідкокристалічними екранами на платформі Arduino, 
застосовуються спеціалізовані бібліотеки, які істотно спрощують процес роботи з 
дисплеєм. Ці бібліотеки пропонують різноманітні функції, що дозволяють 
відображати текстові рядки, числові дані та графічні зображення на екрані. 
Рідкокристалічні дисплеї представляють собою надзвичайно ефективні засоби для 
розробки інтерфейсів для користувачів, а також для візуалізації інформації у ваших 
проектах на базі Arduino. Вони надають зручну і просту можливість виводити дані 
на екран, а також забезпечують більшу адаптивність у порівнянні з базовими 
світлодіодними індикаторами, що робить їх ідеальним вибором для багатьох 
застосувань. 
Для виготовлення власного тонометру обрано екран LM016L, який являє 
собою один із найпоширеніших рідкокристалічних дисплеїв (LCD) типу «характер-
сегмент» дляArduino та більшості інших проектів на основі мікроконтролерів. Цей 
пристрій відноситься до класу 16-символьних дисплеїв з двома рядками (див. рис. 
2.14) [24]. 
 
Рис. 2.14 – Рідкокристалічний дисплей LM016L 
Ключові особливості моделі LM016L: 
– Габарити та якість зображення: два рядки, у кожному з яких є можливість 
показувати до 16 знаків. Кожен знак формуються завдяки матриці 5x8 пікселів, що 
робить можливим виведення текстових і числових даних. 
  
 
– Контролер: HD44780 або аналогічний контролер, що інтегрований у 
дисплей. Цей контролер значно полегшує процес взаємодії з дисплеєм, оскільки 
наділений широким спектром команд, що дозволяють здійснювати управління 
текстом, задавати позицію, контролювати курсор, а також виконувати інші важливі 
функції. Завдяки його функціональності, розробники можуть ефективно 
реалізовувати свої проекти, а користувачі отримують зручний інтерфейс для 
роботи. 
– Інтерфейс: це паралельний тип зв’язку, який вимагає від Arduino 
під’єднання значної кількості пінів для налагодження ефективної комунікації. 
Зазвичай для передачі даних і управління дисплеєм задіюється 8 пінів, хоча в 
деяких випадках їх може бути й більше. Суть цього інтерфейсу полягає в тому, що 
завдяки водночасній передачі інформації через кілька пінів, можна суттєво 
підвищити швидкість обміну даними. Це дозволяє досягати більш ефективних 
результатів в обробці сигналів та веденні діалогів між пристроями, що відкриває 
нові горизонти для розробників та інженерів. 
– Контраст і освітленість: наявність можливості налаштування контрасту 
через потенціометр. Щодо освітлення, варто зазначити, що цей екран не включає в 
собі вбудовану підсвітку, отже, є необхідність додаткового підключення 
зовнішнього світлодіодного освітлення для забезпечення кращої видимості. 
– Застосування бібліотеки: існує можливість використання бібліотеки 
LiquidCrystal, яка пропонує зручний та інтуїтивно зрозумілий інтерфейс для 
взаємодії з LCD екранами, що обладнані контролером HD44780. Ця бібліотека 
забезпечує гнучкість при налаштуванні та управлінні дисплеями, що робить її 
ідеальним вибором для проектів, які потребують дисплейних рішень. 
LM016L - це зручний у застосуванні та високонадійний екран для візуалізації 
текстової інформації та чисел у ваших проектах на базі Arduino. Цей дисплей має 
можливість бути використаним для розробки елементарних інтерфейсів для 
користувачів, демонстрації інформації, отриманої з різних сенсорів, а також для 
виведення повідомлень. 
  
 
Висновки до розділу 2 
У даному розділі було розроблено унікальну систему вимірювання 
артеріального тиску на основі платформи Arduino Uno із застосуванням 
різноманітних елементів. Дослідження показали, що датчик тиску MPXA6115A6U, 
разом із підсилювачем сигналу AD620 та аналого-цифровим перетворювачем 
ADS1115, гарантують точні показники тиску. Для стабілізації тиску повітря, який 
подається до манжети, використовуються компресор KPM14A та клапан JQF1. 
Модуль Bluetooth HC-06 відповідає за бездротову передачу інформації між 
тонометром та зовнішніми пристроями, такими як смартфони або комп'ютери. 
Рідкокристалічний дисплей LM016L призначений для демонстрації отриманих 
даних та забезпечення користувацького інтерфейсу. 
 
  
 
РОЗДІЛ 3 РОЗРОБКА ПЗ ДЛЯ ЗБОРУ ДАНИХ ІНСТРУМЕНТУ 
 
3.1 Розробка алгоритму функціонування пристрою 
Розробка алгоритму для тонометра, що функціонує на базі платформи 
Arduino, потребує виконання ряду етапів. Ось детально розроблена методика, що 
описує процес створення алгоритму для ефективної роботи даного пристрою.. 
Перш ніж розпочати, надзвичайно важливо чітко окреслити, які саме функції 
має виконувати ваш тонометр. Наприклад, це може бути вимірювання 
артеріального тиску, відображення отриманих результатів на екран, звукове 
сповіщення про завершення вимірювання і так далі. Вам слід визначити ті ключові 
можливості, які будуть вкрай важливі для реалізації в рамках вашого проекту. 
Під час старту програми необхідно здійснити ініціалізацію всіх складових 
частин, установити їх піни та параметри функціонування. Це може включати в себе 
налаштування швидкості передачі даних для зв'язку, оптимізацію роздільної 
здатності екрану, а також інші важливі конфігурації, які потрібні для того, щоб 
пристрій працював бездоганно. До того ж, варто звернути увагу на сумісність 
компонентів та їх інтеграцію в загальну систему, що також сприяє підвищенню 
ефективності роботи. 
Збирання інформації: необхідно реалізувати програмний код, який 
забезпечить зчитування даних, отриманих з сенсорів, що вимірюють тиск. У 
залежності від типу використаного сенсора, може виникнути потреба в його 
налаштуванні та калібруванні для досягнення точної роботи. Всі зібрані дані можна 
зберігати в спеціальних змінних або об'єктах в пам'яті комп'ютера для подальшої 
їх обробки та аналізу, що дозволить отримати більш детальну інформацію про 
вимірювання. [3]. 
Обробка даних: дані, що генеруються сенсорами, можуть потребувати 
детальної обробки для отримання точних показників кров'яного тиску. У цьому 
контексті, важливо використатиматематичні моделі або складні алгоритми для 
трансформації сирих даних в коректні результати. Це дозволяє знизити похибки 
вимірювань і підвищити надійність отриманих значень. 
  
 
Представлення підсумкових результатів: буде проходити ввикористанні 
LCD-дисплея для відображення підсумків вимірювальних даних на екрані. Вкрай 
важливо налаштувати показу тексту, піктограм або графічних елементів згідно з 
вимогами проекту, щоб забезпечити зручність та ефективність сприйняття 
інформації. відображення тексту, значків або графіки відповідно до потреб 
проекту. 
Моніторинг і аналіз отриманих даних: програмно верифікувати результати на 
їх відповідність установленим критеріям. Наприклад, це може включати виявлення 
аномальних значень, таких як підвищення або зниження артеріального тиску, а 
також належне інформування користувача про зміни в його стані. 
Управління взаємодією: фактичновтілюватискриптдля обробки взаємодії з 
користувачами. Це можуть бути елементи, такі як кнопки, які активують процес 
вимірювання, дозволяють змінювати налаштування або надають інші можливості 
для взаємодії. Крім того, можна додати різноманітні засоби для покращення 
інтерфейсу користувача, щоб забезпечити більш зручний і ефективний зв'язок. 
Відладка та тестування: ппісля розробки алгоритму надзвичайно важливо 
провести його детальне налагодження, а також перевірити, чи його робота є 
коректною.Необхідно провеститестування розробленого тонометра, 
використовуючи реальні дані, щоб проаналізувати, чи відповідають отримані дані 
сподіваним результатам.Таким чином, потрібноздійснити ретельний контроль над 
процесом, аби гарантувати точність та надійність. 
Розробка діаграм алгоритмів є ключовим етапом у процесі створення 
програмного забезпечення. Діаграми алгоритмів забезпечують візуальне графічне 
відображення етапів, що виконуються під час вирішення певної задачі. Це, у свою 
чергу, дозволяє програмістам глибше усвідомлювати логічну структуру програми 
і виявляти потенційні помилки або неточності в алгоритмі, що, безумовно, може 
призвести до значних проблем у подальшій роботі. [25]. 
Ключовими елементами схем алгоритмічних процесів виступають структури, 
взаємозв'язки та інформаційні потоки, що надходять або виходять. Головні 
категорії структур, що застосовуються, охоплюють: 
  
 
1. Відкриваючий/завершальний сегмент: впозначає старт і завершення 
процедури. 
2. Процес: представляє саму суть етапів, що ведуть до завершення задачі.Це 
охоплює ряд специфічних операцій або кроків, які необхідно здійснити для 
досягнення визначеного результату. 
3. Вирішення: вивчає конкретні критерії та встановлює, який маршрут 
потрібно обрати, грунтуючись на результатах аналізу. 
4. Опис/результати: символізує інформацію, що надходить або передається. 
Зв'язки, що існують між різними блоками, демонструють порядок виконання 
етапів алгоритмічного процесу. Прийняті зв'язки зазвичай представлені у формі 
стрілок, які вказують на наступний блок, що має бути виконаний. Окрім того, 
умовні зв'язки відіграють важливу роль, оскільки вони вказують на те, яким чином 
потрібно діяти, залежно від результату перевірки певної умови. 
Коли ми займаємося розробкою діаграм для алгоритмів, важливо брати до 
уваги наступні основні принципи: 
1. Легкість та ясність: діаграми повинні бути такими, щоб їх можна було 
швидко сприйняти, навіть тим, хто не має досвіду роботи з цією програмою. 
2. Ясність та гармонійність: графіки повинні бути зрозумілими, 
позбавленими будь-яких протиріч або розбіжностей. 
3. Систематичність: алгоритм необхідно розділяти на чітко визначені логічні 
сегменти, що дозволить значно спростити його сприйняття та обслуговування коду. 
Це надасть можливість не лише краще усвідомлювати структуру коду, але й 
полегшить майбутні модифікації та виправлення помилок, адже розбивши 
алгоритм на окремі складові, ми зможемо концентруватись на кожному з них 
окремо. 
Процес формування діаграм алгоритмів може здійснюватися за допомогою 
різноманітних інструментів, включаючи блок-схеми, UML-діаграми або 
спеціально розроблені програми, що призначені для створення алгоритмічних 
діаграм, такі як Flowgorithm, Lucidchart та інші популярні програми, які 
допомагають візуалізувати алгоритмічні структури. Це створює можливість для 
  
 
кращого розуміння процедури, що реалізується, та спрощує її подальше 
сприйняття.Застосування зазначених інструментів істотно спростить процес 
розробки діаграм, адже вони дозволяють легко і швидко створювати візуальні 
елементи. Крім того, вони надають можливість зберігати готові діаграми в 
зручному форматі, що може бути використано в подальших етапах роботи або в 
навчальному процесі. 
Необхідно підкреслити, що схеми алгоритмів не є заміною для самого 
процесу програмування. Вони виконують роль інструментів, що допомагають 
уточнити й візуалізувати логіку програми, перш ніж розпочати створення 
реального коду системи, що може значно спростити етапи розробки. [4]. 
Принцип функціонування цього пристрою заключається в наступному: повітря 
надходить до манжети і продовжує надходження, поки тиск у манжеті не досягне 
позначки в 180 мм рт. ст. Як тільки цей рівень досягається, компресор автоматично 
припиняє процес накачування повітря у манжету. Далі, повітря періодично 
вивільняється через клапан, що відкривається на 50 мілісекунд кожні 4 секунди. 
Систолічним тиском вважається показник, при якому кров у манжеті демонструє 
чіткі осциляції. Після певного відтинку часу, коли ці осциляції повністю зникають, 
ми отримуємо діастолічний тиск. Отже, ми отримуємо два важливих показники.–
систолічний та діастолічний тиск, котрі в подальшому передаються кінцевому 
споживачу. 
 
  
 
 
Рис. 3.1 – Процес передачі даних у тонометричній системі 
 
Зібрані дані надходять до мікроконтролера, де вони систематизуються у базі 
даних, що містить усі проведені вимірювання. Отримане значення порівнюється з 
іншими величинами тиску, щоб визначити його значущість. Далі формуємо 
діаграму, яка відображає як отримане значення, так і максимальні, середні та 
мінімальні показники за цей період, що дозволяє візуалізувати динаміку змін. 
Процес, який регулюєтонометрзображений на рисунку 3.1. 
3.2 Обрання бібліотек 
З метою розробки програмного забезпечення для контролера, було вирішено 
скористатися кількома різноманітними бібліотеками, які значно спростять процес 
реалізації функціоналу. 
Бібліотека Wire.h являє собою одну з найбільш значущих бібліотек для 
платформи Arduino, що застосовується для організації комунікації з 
різноманітними пристроями через шину I2C (Inter-Integrated Circuit), яка слугує 
невід'ємною частиною цього процесу. [5]I2C — це інноваційний протокол зв'язку, 
який надає можливість здійснювати обмін інформацією між мікроконтролером 
  
 
Arduino та різними пристроями, що включають в себе датчики, дисплейні модулі, 
EEPROM, а також багато інших апаратних елементів, що підвищують 
функціональність проектів. 
Вона Забезпечує можливості для початкової настройки та ефективного 
контролю над шиною I2C, а також для передачі і прийому інформації через цей 
канал зв'язку. Серед найпопулярніших функцій, які пропонує бібліотека Wire.h, 
можна виокремити: 
– Wire.begin(): Ця функція активує бібліотеку Wire.h і ініціює роботу шини 
I2C, що забезпечує комунікацію між пристроями. 
– Wire.beginTransmission(address): Дана функція ініціює початкову 
комунікацію з адресою пристрою, з яким мікроконтролер Arduino планує 
взаємодіяти. Це перший крок у процесі обміну даними, котрий дозволяє встановити 
зв'язок між пристроєм і контролером, що забезпечує подальшу взаємодію. 
– Wire.write(data): Дана функція здійснює передачу інформації через шину 
I2C, забезпечуючи комунікацію між різними компонентами. 
– Wire.endTransmission(): Дана функція здійснює завершення процесу 
передачі інформації через інтерфейс I2C, гарантуючи, що всі дані були успішно 
передані. 
– Wire.requestFrom(address, quantity): Ця функція здійснює запит на 
отримання заданої кількості байтів інформації від пристрою, що має визначену 
адресу. Це дуже корисна функція, яка дозволяє програмістам взаємодіяти з різними 
пристроями, отримуючи необхідні дані, щоб забезпечити їх коректну роботу. 
– Wire.available(): Дана функція інформує про обсяг байтів, які можна 
отримати через I2C-шину, тобто вказує кількість даних, що наразі доступні для 
передачі. 
– Wire.read(): Дана функція здобуває один байт інформації з I2C шини, що є 
важливою частиною комунікаційного процесу. 
Це лише кілька основних можливостей, які пропонує бібліотека Wire.h. 
Окрім цього, вона має безліч інших функцій, що забезпечують управління 
параметрами шини I2C, такими як зміна швидкості передачі даних, налаштування 
  
 
режиму читання або запису, а також взаємодія з багатоканальними пристроями. 
Застосування бібліотеки Wire.h є надзвичайно корисним під час роботи з 
датчиками, а також іншими пристроями, що функціонують на базі шини I2C. Ця 
бібліотека значно спрощує процес комунікації та обміну інформацією з ними, 
роблячи його більш зручним та ефективним. 
Бібліотека Adafruit_ADS1015.h представляє собою одну з численних 
бібліотек, що можуть бути використані для роботи із модулем ADS1015 у 
середовищі Arduino. Модуль ADS1015 є аналогово-цифровим перетворювачем 
(ADC) з роздільною здатністю 12 біт, який надає можливість Arduino отримувати 
аналогові сигнали з різних датчиків або джерел, перетворюючи їх у цифрові 
значення для подальшої обробки. Ця бібліотека пропонує легкий і інтуїтивно 
зрозумілий механізм для управління модулем ADS1015 за допомогою Arduino. 
Вона містить безліч функцій, які дозволяють не лише ініціалізувати модуль, а й 
встановлювати параметри перетворення, здійснювати зчитування значень ADC, а 
також виконувати різноманітні інші корисні операції, що робить роботу з модулем 
ще більш ефективною та зручною. 
Головні можливості, які можна знайти в бібліотеці Adafruit_ADS1015.h, 
охоплюють: 
– Adafruit_ADS1015: Це унікальна платформа, що дозволяє активувати 
екземпляр класу Adafruit_ADS1015 і налаштувати його основні параметри для 
ефективної роботи. 
– begin(): Дана функція відповідає за ініціалізацію модуля ADS1015, а також 
проводить налаштування його характеристик, включаючи такі аспекти, як 
розширення діапазону вимірювання, параметри швидкості дискретизації та інші 
важливі функції, що сприяють оптимізації роботи пристрою. 
– readADC_SingleEnded(channel): Дана функція здійснює зчитування 
показників аналогового сигналу з зазначеного вхідного каналу. Зазначені значення 
каналу можуть варіюватися від 0 до 3. Завдяки цьому, користувач може отримувати 
дані з різних джерел, адаптуючи свою роботу для отримання необхідної інформації. 
  
 
– readADC_Differential(channelDiff): Ця функція призначена для отримання 
значення аналогового сигналу з специфікованої пари диференціальних каналів. 
Значення, які може приймати channelDiff, варіюються від 0 до 3, де 0 вказує на 
канали 0 і 1, 1 відображає канали 0 і 3, 2 асоціюється з каналами 1 і 3, а 3 – з 
каналами 2 і 3. Отже, ця функція дозволяє здійснювати точне зчитування сигналу з 
вибраних пар, що робить її надзвичайно корисною для різних електронних 
застосувань. Вона може бути використана в умовах, де необхідно порівняти або 
аналізувати різноманітні сигнали між зазначеними каналами. 
– setGain(gain): Дана функція відповідає за установлення рівня підсилення 
(гейн) для модуля ADS1015. Рівень підсилення, в свою чергу, суттєво впливає на 
межі, в яких можуть бути виміряні аналогові значення, що дозволяє отримувати 
максимально точні дані. 
Це лише деякі з ключових можливостей, які надає бібліотека 
Adafruit_ADS1015.h. Окрім цього, вона пропонує й інші корисні функції, що 
забезпечують управління режимом функціонування модуля, можливість 
налаштування апаратної прерви, а також безліч інших опцій. Завдяки бібліотеці 
Adafruit_ADS1015.h, ви отримуєте змогу легко й з комфортом взаємодіяти з 
модулем ADS1015 на платформі Arduino. Це значно спрощує процес зчитування 
аналогових сигналів з датчиків і різних джерел, забезпечуючи більшу ефективність 
та зручність у роботі. 
Бібліотека LiquidCrystal.h становить одну з найвідоміших та широко 
використовуваних бібліотек для взаємодії з рідкокристалічними дисплеями (LCD) 
в екосистемі Arduino. Ця бібліотека пропонує безліч можливостей для контролю 
над символьними LCD-дисплеями, що можуть мати різноманітні розміри та 
специфікації, завдяки чому інженери та ентузіасти можуть легко реалізувати свої 
проекти. Завдяки зручному інтерфейсу та гнучким функціям, вона стала основою 
для безлічі різних задач в електроніці. 
Головні можливості бібліотеки LiquidCrystal.h охоплюють: 
– LiquidCrystal(rs, enable, d4, d5, d6, d7): Цей конструктор виконує 
ініціалізацію об'єкта класу LiquidCrystal, а також визначає піни, необхідні для 
  
 
комунікації з LCD-дисплеєм. Вказані параметри rs, enable, а також далі d4 до d7 
представляють собою піни мікроконтролера Arduino, що підключаються до 
відповідних контактів на LCD-дисплеї. Завдяки цій конструкції, мікроконтролер 
може ефективно управляти відображенням інформації на екрані, що є вкрай 
корисним для розробки різних електронних проектів, де потрібен зворотний зв'язок 
у графічному або текстовому форматі. Безперечно, цей процес ініціалізації є 
ключовим етапом, адже без правильно налаштованих пінів мікроконтролер не 
зможе коректно обробляти та відображати потрібні дані на дисплеї. 
– початок(стовпці, рядки): Дана функція запускає LCD-дисплей, вказуючи 
необхідну кількість стовпців (стовпці) і рядків (рядки). Ініціалізація цього 
механізму є важливою для налаштування відображення інформації на екрані, що 
дозволяє чітко представляти дані користувачу. 
– clear(): Дана функція відповідає за очищення LCD-дисплея, відновлюючи 
його до первісного стану, після чого курсор повертається у верхній лівий куточок 
екрана, готовий до подальшої роботи. 
– print(str): Дана функція здійснює виведення рядка (str) на LCD-дисплей, 
демонструючи його в зручному для перегляду форматі. При цьому ви маєте 
можливість спостерігати за інформацією, що відображається, що сприяє кращому 
розумінню даних. 
– setCursor(col, row): Дана функція відповідає за визначення місця 
розташування курсора на екрані LCD. Параметр col позначає колонку, яка має 
діапазон від 0 до cols-1, в той час як row вказує на рядок, значення якого варіюються 
від 0 до rows-1. Ця важлива процедура дозволяє користувачу точніше налаштувати 
відображення інформації. Кожного разу, коли включається дисплей, правильне 
встановлення курсора може забезпечити візуально зрозуміле представлення даних. 
– createChar(location, charmap): Дана функція надає можливість розробляти 
індивідуальні, унікальні символи, які можуть бути відображені на LCD-дисплеї. 
Значення location - це індекс позиції для символу (в межах від 0 до 7), тоді як 
charmap - це масив байтів, який візуалізує графічний вигляд відповідного символу. 
  
 
Завдяки цій функції, ви можете легко впроваджувати власні символи в проекти, що 
відкриває нові горизонти для креативності та стилізації відображення інформації. 
– write(byte): Ця функція виконує виведення окремого символу, що має 
форму байту. Вона старанно обробляє дані, щоб забезпечити точне відображення 
символу на екрані чи в іншому вихідному потоці. 
Бібліотека пропонує також додаткові можливості для регулювання 
яскравості, активації або деактивації курсора, а також для налаштування 
різноманітних індивідуальних параметрів і багато іншого. Застосування бібліотеки 
LiquidCrystal.h робить надзвичайно простим і зручним виведення текстової 
інформації, а також керування LCD-дисплеями в рамках платформи Arduino, 
відкриваючи безліч нових можливостей для користувачів. 
3.3 Кодування мікроконтролера Arduino Uno 
Щоб реалізувати процес програмування мікроконтролера Arduino Uno, 
зазвичай використовують середовище Arduino IDE (Інтегроване середовище 
розробки) [26], однак існують і альтернативні середовища програмування, такі як 
PlatformIO або Arduino CLI, які також можуть бути використані для цих цілей. 
Головні етапи для написання програми для мікроконтролера Arduino Uno 
можна визначити наступними кроками: 
1. Установка Arduino IDE: Необхідно завантажити та встановити Arduino 
IDE, відвідавши офіційний веб-ресурс Arduino (https://www.arduino.cc/en/software, 
рис. 3.2). Додаток Arduino IDE (див. рис. 3.3) є абсолютно безкоштовним і сумісний 
з операційними системами Windows, Mac та Linux. Важливо зазначити, що дане 
програмне забезпечення надає можливість зручного доступу до створення 
програмування та проектів на базі Arduino, що робить його ідеальним вибором для 
інших платформ. 
  
 
 
Рис. 3.2 – Основна сторінка веб-ресурсу Arduino IDE 
2. Для встановлення з'єднання між Arduino Uno та комп'ютером, необхідно 
застосувати USB-кабель, що дозволить здійснити безперешкодне підключення 
Arduino Uno безпосередньо до комп'ютера. 
3. Запустити Arduino IDE: Після процесу встановлення потрібно відкрити 
Arduino IDE. У головному вікні програми ви зможете спостерігати безліч вкладок 
та меню, які доступні для вашого користування. 
4. Обрати відповідну платформу та порт: В розділі "Інструменти" (Tools) 
потрібно вибрати опцію "Плата" (Board) та натиснути на "Arduino Uno" для того, 
щоб працювати з Arduino Uno. Після цього, у меню "Порт" (Port) необхідно вибрати 
той порт, який відповідає підключеному Arduino Uno. 
5. Створити програму: У середовищі Arduino IDE необхідно написати 
власний код на мові Arduino, яка побудована на основі мов C/C++. Програми для 
Arduino мають дві ключові функції: setup() (процес ініціалізації) та loop() (головний 
функціональний цикл). У функції setup() слід виконати всі первісні налаштування, 
а функція loop() буде виконуватись безперервно відразу після завершення роботи 
функції setup(). Додатково, важливо врахувати, що програми, написані для Arduino, 
дозволяють інтегрувати різноманітні сенсори та модулі, що істотно розширює їхні 
можливості й застосування. 
  
 
6. Для того щоб завантажити програму на плату Arduino Uno, необхідно 
натиснути кнопку "Upload" (Завантажити) або вибрати пункт "Sketch" -> "Upload" 
в меню середовища Arduino IDE. Це дозволить вам передати свою програму 
безпосередньо на мікроконтролер Arduino Uno, щоб перейти до наступного етапу 
вашого проєкту. Переконайтеся, що всі налаштування виконані правильно, перш 
ніж розпочати цей процес. 
 
Рис. 3.3 – Інтерфейс Arduino IDE 
У мікроконтролері Arduino програмний код реалізується за принципом 
безкінечного циклу виконання. Основна суть виконання коду в середовищі Arduino 
заснована на двох ключових методах: setup() та loop(), що ілюструється на рисунку 
3.4. 
Функція setup(): Дана функція активується один єдиний раз на момент старту 
мікроконтролера Arduino. Її призначення полягає в організації початкових 
параметрів, ініціалізації піна, влаштуванні з'єднань та інших важливих 
налаштувань, які необхідні для безперебійного виконання основного програмного 
коду. Наприклад, у рамках цієї функції є можливість налаштувати піни як вхідні 
або вихідні, організувати зв'язок з різноманітними периферійними пристроями, а 
також визначити швидкість передачі даних. Крім того, тут можна встановити 
  
 
додаткові параметри для майбутньої роботи або провести первинну перевірку 
стану системи, що підвищить стабільність подальшої роботи проекту. 
Процедура loop(): Ця процедура активується безперервно після того, як 
завершиться процедура setup(). Вона служить основою постійного циклу 
програми, в якому виможете розмістити код для виконання необхідних операцій. 
Код, розташований у процедурі loop(), виконується в неминучому циклі, що 
безперервно повторюється. Це створює умови для мікроконтролера Arduino, 
дозволяючи йому реалізовувати різноманітні завдання без перерви, такі як 
отримання даних із сенсорних пристроїв, управління актуаторами або ж взаємодію 
з іншими апаратними засобами. Завдяки цьому постійному циклу, мікроконтролер 
здатний швидко реагувати на зміни в середовищі, гарантуючи безперервність 
процесів і покращуючи ефективність виконання програм. 
Процес реалізації коду в системі Arduino передбачає поступове виконання 
команд, що містяться у функції setup(), яка виконується лише один раз під час 
ініціалізації пристрою, після чого відбувається безперервне виконання вказівок, 
записаних у функції loop(), що функціонує в нескінченному циклі. Цей цикл 
продовжуватиме свою роботу доти, поки живлення мікроконтролера залишається 
активним. 
Крім функцій setup() та loop(), існує можливість застосування численних 
інших функцій і бібліотек, які призначені для виконання конкретних завдань або 
операцій. Важливо зазначити, що ключова концепція полягає в тому, що основний 
код, який буде виконуватися на мікроконтролері Arduino, буде розташований 
всередині функції loop(), де можна не лише контролювати логіку програми, а й 
взаємодіяти з різного роду пристроями та елементами. 
Реалізація зазначених функцій виявляється досить складною та 
багатоаспектною проблемою, яка потребує уважного підходу та глибокого 
розуміння.[6,7]. 
 
  
 
 
Рис. 3.4 – Схема основних етапів програми для платформи Arduino – це важливий 
аспект, що демонструє, як взаємодіють різні компоненти системи, забезпечуючи 
виконання поставлених задач. 
Висновок до розділу 3 
У цьому сегменті також було детально описано етапи формування алгоритму 
функціонування пристрою, підбір необхідних бібліотек, таких як wire.h, 
Adafruit_ADS1015.h і LiquidCrystal.h, крім того, програмування мікроконтролера 
Arduino Uno для гарантії безперебійної роботи тонометру. Важливо зазначити, що 
вибір бібліотек відіграє ключову роль, оскільки вони забезпечують необхідні 
функції та підтримку для налаштування пристрою. Адаптація коду для 
специфічних умов також є необхідною частиною, оскільки дозволяє тонометру 
ефективно взаємодіяти з різними сенсорами і елементами. 
Внаслідок виконаної роботи було успішно створено унікальний алгоритм для 
тонометра, що має можливість здійснювати вимірювання артеріального тиску та 
безпечно передавати інформацію через Bluetooth-технологію. Застосування 
мікроконтролера Arduino Uno разом із зазначеними елементами забезпечує 
отримання надточних і надійних даних щодо рівня кров'яного тиску. Це відкриває 
нові горизонти для моніторингу здоров'я в умовах повсякденного життя. Код, 
розроблений для даної системи, міститься в додатку А. 
  
 
ВИСНОВКИ 
 
Таким чином, результати здійснених наукових досліджень і розробка 
системи тонометру, створеного на платформі Arduino Uno, підтверджують не лише 
ефективність, а й практичну можливість цього підходу для вимірювання 
артеріального тиску. Аналіз різноманітних методів вимірювання тиску, а також 
вивчення чинників, які здатні вплинути на його точність, сприяють вдосконаленню 
технології вимірювання, а також допомагають уникнути частих помилок. Ретельне 
проектування і програмування системи тонометру з правильним вибором 
компонентів та застосуванням спеціалізованих алгоритмів гарантує, що результати 
вимірювання рівня кров'яного тиску будуть як надійними, так і максимально 
точними, що є надзвичайно важливим для лікарської практики. 
Можна сформулювати такі ключові підсумки: 
1. Здійснення вимірювань артеріального тиску має величезне значення для 
аналізу стану серцево-судинної системи. Правильні та точні показники вимірювань 
є надзвичайно важливими для адекватної діагностики, а також для ефективного 
моніторингу стану здоров'я. 
2. Arduino Uno у поєднанні з різноманітними елементами, наприклад, 
датчиком тиску, підсилювачем сигналу, АЦП, а також іншими приладами, 
пропонує зручну, доступну та продуктивну базу для реалізації індивідуального 
тонометру. Використання цих компонентів у проектуванні відкриває безмежні 
можливості для інновацій у вимірювальних системах. 
3. Створений алгоритм для тонометра, а також застосовані бібліотеки, 
надають змогу отримувати високо точні та надійні вимірювання артеріального 
тиску. Окрім того, безпровідний модуль Bluetooth забезпечує можливість передачі 
даних на зовнішні пристрої, що дозволяє здійснювати моніторинг стану здоров'я. 
З огляду на наведені висновки, можна з упевненістю заявити, що створення 
та експлуатація індивідуального тонометру, реалізованого на платформі Arduino 
Uno, є надзвичайно перспективним напрямком у сфері розробки пристрою, який 
здатен здійснювати точні вимірювання артеріального тиску, а також надавати 
  
 
можливість для дистанційного моніторингу стану здоров'я користувача. Це не 
тільки відкриває нові горизонти в медицині, але і забезпечує зручність для 
пацієнтів, які можуть спостерігати за своїм здоров'ям у будь-який час і в будь-
якому місці, що особливо важливо в умовах сучасного життя. 
  
  
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. O’Neill, Terence, and Josh Williams. Arduino. Cherry Lake Publishing, 2014. 
2. Nussey, John. Arduino. For Dummies, a Wiley Brand, 2018. 
3. Barrett, Steven F. Arduino. Morgan &amp; Claypool Publishers, 2020. 
4. Jesse, Ralf. STM32 Das Umfassende Praxisbuch.ARM-Mikrocontroller 
Programmieren Für Embedded Systems. MITP, 2022. 
5. Schäffer, Florian. AVR Hardware Und Programmierung in C. Elektor-Verl, 2014. 
6. Gookin, Dan. C Programming. John Wiley &amp; Sons, Inc., 2021. 
7. McGrath, Mike. C++ Programming. In Easy Steps, 2017. 
8. Haykin, Simon S., and Michael Moher. Modern Wireless Communications. 
Pearson/Prentice Hall, 2005. 
9. Методи вимірювання артеріального тиску лікарями та пацієнтами. URL: 
http://www.mif-ua.com/archive/article/45927 (дата звернення: 31.05.23). 
10. Артеріальний тиск. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/Артеріальний_тиск (дата 
звернення: 31.05.23). 
11. Вимірювання артеріального тиску: алгоритм. URL: 
https://medplatforma.com.ua/article/824-vimryuvannya-arteralnogo-tisku-
pokrokoviy-algoritm (дата звернення: 31.05.23). 
12. КРОВ’ЯНИЙ ТИСК. URL: 
https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/3738/krov-yanij-tisk (дата 
звернення: 31.05.23). 
13. Тонометр AND UA-777 автоматичний з мережевим адаптером. URL: 
https://tabletki.ua/uk/AND-UA-777/1015222/ (дата звернення: 31.05.23). 
14. Тонометр Omron M6 COMFORT (HEM-7360-Е) автоматичний. URL: 
https://tabletki.ua/uk/Omron-M6-Comfort/1037790/ (дата звернення: 31.05.23). 
15. Тонометр Gamma Plus автоматичний з мережним адаптером. URL: 
https://tabletki.ua/uk/Gamma-plus/1015619/ (дата звернення: 31.05.23). 
16. Тонометр ProMedica Expert автоматичний. URL: 
https://tabletki.ua/uk/ProMedica-Expert/1034850/ (дата звернення: 31.05.23). 
  
 
17. Розробка структурної схеми пристрою. URL: 
https://studfile.net/preview/9547129/page:2/ (дата звернення: 31.05.23). 
18. Датчик тиску MPXA6115A6U. URL: https://eu.mouser.com/ProductDetail/NXP-
Semiconductors/MPXA6115A6U?qs=N2XN0KY4UWUSO%2FP92Xs4hA%3D%3
D (дата звернення: 31.05.23). 
19. АЦП AD620. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-
documentation/data-sheets/ad620.pdf (дата звернення: 31.05.23). 
20. ADS1115 16-Bit ADC - 4 Channel with Programmable Gain Amplifier - STEMMA 
QT / Qwiic. URL: https://www.adafruit.com/product/1085 (дата звернення: 
31.05.23). 
21. Помпа KPM14A. URL: https://koge-europe.com/en/produkte/kpm14a/ (дата 
звернення: 31.05.23). 
22. Клапан JQF1 - електромагнітний для китичних і зап'ястних електронних 
тонометрів, 3V. URL: https://mpr-med.com/ua/p926018681-klapan-jqf1-
elektromagnitnyj.html (дата звернення: 31.05.23). 
23. Bluetooth модуль HC-06. URL: https://arduino.ua/prod241-bluetooth-modyl-hc-06 
(дата звернення: 31.05.23). 
24. Дисплей LM016L. URL: https://datasheetspdf.com/datasheet/LM016L.html (дата 
звернення: 31.05.23). 
25. ПОНЯТТЯ АЛГОРИТМУ. ВЛАСТИВОСТІ АЛГОРИТМІВ. ФОРМИ 
ПОДАННЯ АЛГОРИТМУ. ВИКОНАВЕЦЬ АЛГОРИТМУ. URL: 
https://romanov.in.ua/11-3/ (дата звернення: 31.05.23). 
26. Arduino Software. URL: https://www.arduino.cc/en/software (дата звернення: 
31.05.23). 
  
 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ЦИФРОВИЙ ПРИСТРІЙ ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ АРТЕРІАЛЬНОГО 
ТИСКУ 
Текст програми 
 
UA.ЧДТУ.231949-01 12 01-1 
 
Листів 5 
 
 
Розробник:  
студент II курсу  
групи МСКС-2307 І.Ю. Бондуровський 
 
 
 
 
 
 
 
 
2024 
●  
UA.ЧДТУ.231949-01 12 01-1 
 
#include <Wire.h> 
#include <Adafruit_ADS1015.h> 
#include <LiquidCrystal.h> 
 
#define START_BUTTON_PIN 8 
#define COMPRESSOR_PIN 9 
#define MAIN_VALVE_PIN 10 
#define EMERGENCY_VALVE_PIN 11 
 
#define PRESSURE_SENSOR_PIN A0 
#define ADS1115_ADDRESS 0x48 
#define ADS1115_GAIN GAIN_ONE 
 
#define SCREEN_COLUMNS 16 
#define SCREEN_ROWS 2 
 
LiquidCrystal lcd(0x27, SCREEN_COLUMNS, SCREEN_ROWS); 
 
Adafruit_ADS1115 ads(ADS1115_ADDRESS); 
 
bool isMeasuring = false; 
int systolicPressure = 0; 
int diastolicPressure = 0; 
 
void setup() { 
  pinMode(START_BUTTON_PIN, INPUT); 
  pinMode(COMPRESSOR_PIN, OUTPUT); 
  pinMode(MAIN_VALVE_PIN, OUTPUT); 
  pinMode(EMERGENCY_VALVE_PIN, OUTPUT); 
 
  lcd.begin(SCREEN_COLUMNS, SCREEN_ROWS); 
  lcd.print("  Automatic"); 
  lcd.setCursor(0, 1); 
  lcd.print("  Sphygmomanometer"); 
  
UA.ЧДТУ.231949-01 12 01-1 
 
  ads.begin(); 
} 
 
void loop() { 
  if (digitalRead(START_BUTTON_PIN) == HIGH && !isMeasuring) { 
    isMeasuring = true; 
    startMeasurement(); 
  } 
} 
 
void startMeasurement() { 
  lcd.clear(); 
  lcd.print("Inflating cuff..."); 
 
  digitalWrite(COMPRESSOR_PIN, HIGH); 
 
  while (true) { 
    int pressure = readPressure(); 
    if (pressure >= 150 && pressure <= 180) { 
      digitalWrite(COMPRESSOR_PIN, LOW); 
      digitalWrite(MAIN_VALVE_PIN, HIGH); 
      break; 
    } 
  } 
 
  lcd.clear(); 
  lcd.print("Measuring..."); 
 
  bool diastolicReached = false; 
  bool systolicReached = false; 
  bool emergencyValveOpened = false; 
 
  while (true) { 
    int pressure = readPressure(); 
  
UA.ЧДТУ.231949-01 12 01-1 
 
    if (pressure <= 50) { 
      digitalWrite(EMERGENCY_VALVE_PIN, HIGH); 
      emergencyValveOpened = true; 
    } 
 
    if (!diastolicReached && pressure <= 50) { 
      diastolicReached = true; 
      diastolicPressure = pressure; 
    } 
 
    if (!systolicReached && diastolicReached && pressure >= 50) { 
      systolicReached = true; 
      systolicPressure = pressure; 
    } 
 
    if (systolicReached && diastolicReached && emergencyValveOpened) 
{ 
      break; 
    } 
  } 
 
  lcd.clear(); 
  lcd.print("Systolic: "); 
  lcd.print(systolicPressure); 
  lcd.setCursor(0, 1); 
  lcd.print("Diastolic: "); 
  lcd.print(diastolicPressure); 
 
  isMeasuring = false; 
} 
 
int readPressure() { 
  int rawValue = ads.readADC_SingleEnded(PRESSURE_SENSOR_PIN); 
  
UA.ЧДТУ.231949-01 12 01-1 
  float voltage = (rawValue * 4.096) / 32767.0; // Convert raw value 
to voltage (assuming 4.096V reference voltage) 
 
  // Convert voltage to pressure using the calibration values for 
MPXA6115A6U sensor 
  float pressure = (voltage - 0.04) / 0.009; 
 
  return static_cast<int>(pressure);
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
