น้องแมวตัวตึง

เรื่องมีอยู่ว่า แมวของพวกพี่ตัวหนึ่งเริ่มมีอายุแล้วแถมเป็นโรคไตด้วย ถึงตอนนี้น้องจะยังไม่ต้องให้น้ำเกลือเข้าใต้ผิวหนัง (Subcutaneous Fluid) เป็นประจำ แต่ในอนาคตบอกเลยว่าเลี่ยงยากแน่ๆ ปัญหาคือเวลาจะพาน้องขึ้นเครื่องบินไปไหนมาไหนมันลำบากมาก เพราะต้องรอคิวเดินทางนานจนน้องขาดน้ำไม่ได้กินน้ำนานเกินไป ซึ่งแมวส่วนใหญ่ก็รู้ๆ กันอยู่ เอาชามน้ำไปวางตรงหน้า พี่แกยังไม่ยอมจิบเลยซักนิด ของกินนี่สู้ตาย แต่น้ำนี่ส่ายหน้าลูกเดียว

จริงๆ จะให้น้ำเกลือน้องตุนไว้ก่อนขึ้นเครื่องก็พอได้นะ แต่ไอเดียหลักของเครื่องวอร์มน้ำเกลือตัวนี้คือทำมาเพื่อตอนเดินทางด้วยรถยนต์โดยเฉพาะ พี่จัดให้รันบนไฟ 12V เอาไปเสียบเข้ากับที่จุดบุหรี่ในรถได้เลย ใช้งานแบบ On the go ได้หล่อๆ

แพลนก็คือ ตอนเช้าเราจัดการให้น้ำเกลือน้องให้เรียบร้อย แล้วระหว่างวันก็แวะพักให้น้องได้ฉี่บ่อยๆ จะได้เดินทางไกลได้แบบไม่ต้องกังวลเรื่องน้องจะขาดน้ำ (Dehydrated) อีกต่อไป

สำหรับใครที่อยากรู้เรื่องการให้น้ำเกลือใต้ผิวหนัง ลองไปหาข้อมูลเพิ่มเติมดูนะ

พี่ต้องเตือนก่อนนะว่าพวกพี่ไม่ใช่สัตวแพทย์หรือหมอ เพราะฉะนั้นก่อนจะเริ่มให้น้ำเกลือลูกๆ ที่บ้านเอง ปรึกษาหมอให้ชัวร์ก่อนนะน้อง

จอเทพ EVE2-38A 1U SPI TFT

โปรเจกต์นี้พี่เลือกใช้ Matrix Orbital EVE2-38A 1U SPI TFT ที่มีชิป FTDI FT812 จัดไปวัยรุ่น สเปกตามนี้เลย:

หน้าจอ 3.8" 1U (ความละเอียด 480x116) - เป็นจอสัมผัสแบบ Resistive นะน้อง
รูปทรงแบบ 1U
มี Graphics RAM ในตัว 1 MB
ใช้ไฟ 3.3V
Interface แบบ SPI TFT
มี PWM LED driver สำหรับ Backlight ในตัวเสร็จสรรพ

User Interface (หน้าตาการใช้งาน)

Plate Temp: อุณหภูมิของแผ่นความร้อน ถ้ามันยังเย็นจะเป็นสีน้ำเงิน แต่ถ้าร้อนเมื่อไหร่จะกลายเป็นสีแดงนะน้อง
Fluid Temp: อันนี้คืออุณหภูมิของตัวน้ำเกลือจริงๆ
Ready, Unready, Over Temp: แถบบอกสถานะของระบบ ดูง่ายๆ ไม่ต้องเดา
Activate: ปุ่ม On/Off เอาไว้สั่งงานเครื่อง
Temp Set: ตัวหมุน (Dial) เอาไว้ตั้งค่าอุณหภูมิที่ต้องการให้แผ่นความร้อนทำได้

การติดตั้งหน้าจอ

พี่ใช้ Front Panel TFT Mount ที่ออกแบบมาเพื่อ EVE2-38A SPI TFT โดยเฉพาะ แล้วส่งไปพิมพ์ 3D ที่ Shape Ways

ติดตั้งแผงหน้าปัดที่พิมพ์จาก 3D Print เข้ากับจอ EVE2-38A 1U SPI TFT

น้ำเกลือใต้ผิวหนัง (Subcutaneous Fluid)

เจ้าน้ำเกลือที่เราใช้เพื่อช่วยประคองอาการของน้องแมวที่เป็นโรคไตเนี่ย เขาเรียกว่า "Lactated Ringer's" วิธีใช้คือฉีดเข้าไปที่ช่องว่างระหว่างผิวหนังกับเนื้อ ส่วนใหญ่จะฉีดตรงแถวๆ หนังคอที่มันหลวมๆ ระหว่างสะบัก จนมันป่องเป็นลูกน้ำ ซึ่งบางทีมันก็อาจจะไหลย้อยลงไปที่ขาบ้างไม่ต้องตกใจ สิ่งสำคัญคือทั้งเราและเจ้าตัวเล็กอยากได้น้ำเกลือที่มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับตัวน้องที่สุด ซึ่งแมวเนี่ยอุณหภูมิร่างกายจะอยู่ที่ประมาณ 38 องศาเซลเซียส มันจะดีมากถ้าเรามีวิธีวอร์มน้ำเกลือให้ได้อุณหภูมิที่เป๊ะและคงที่แบบนี้

ตัวเคส (The Case)

แน่นอนว่าน้องต้องมีเคสเพื่อประกอบร่าง Warmer เข้าไป พี่เลือกใช้กระติกเก็บความเย็น (6-pack cooler) มาทำ... ซึ่งบอกเลยว่า "คิดผิดอย่างแรง"

ระบบ Control System เนี่ย มันจะเขียนโปรแกรมง่ายขึ้นเยอะถ้าตัวระบบมันมีความไร้ประสิทธิภาพแฝงอยู่บ้าง (แบบให้มันมีการสูญเสียพลังงานออกไปบ้าง) เหมือนเตาอบส่วนใหญ่ที่จะมีรูระบายความร้อนอยู่ข้างบนนั่นแหละ การจะทำอุณหภูมิให้ถึงเป้าหมายได้เร็วๆ น้องต้องอัดพลังงานเข้าไปเยอะๆ ซึ่งมันจะมากกว่าพลังงานที่ใช้แค่เลี้ยงอุณหภูมิให้คงที่ พออัดไฟแรงเพื่อให้ร้อนไว อุณหภูมิพุ่งเกิน (Overshoot) แน่นอน! แต่ถ้าเคสมันมีรูระบาย ความร้อนส่วนเกินก็จะหนีออกไปได้ ทำให้อุณหภูมิกลับมาคงที่ได้ไวขึ้น

แต่ตอนนั้นพี่ดันเลือกใช้กระติกน้ำแข็งที่มีฉนวนหนาปึ้ก เพราะตอนนั้นคิดแค่อยากได้อะไรที่มีโครงสร้างแข็งๆ ทรงตรงๆ มีฝาปิดและมีหูหิ้วเฉยๆ ทางที่ดีจริงๆ ควรใช้ "กล่องเหล็กใส่กระสุน" (Ammunition Box) จะเวิร์กกว่ามาก ซึ่งถ้ามีตัว Prototype รุ่นหน้า พี่จัดตัวนี้แน่นอน

เอาเป็นว่า สำหรับ Prototype ตัวนี้ ถ้าจะให้เวิร์กสุด ต้องเปิดฝาทิ้งไว้ตอนใช้งานนะน้อง!

แผ่นความร้อน (The Heating Plate)

พี่เลือกใช้แผ่นอลูมิเนียมที่ "โคตรหนา" เพราะกลัวว่ามันจะร้อนไม่ทั่วแผ่น (Hot spots) แต่ดูเหมือนจะจัดหนักไปหน่อย แผ่นในตัวต้นแบบนี้หนาถึง 1/4 นิ้ว ได้มาจาก Metal Supermarket ขนาดประมาณ 22 x 15 ซม. ราคาประมาณ 16 ดอลลาร์แคนาดา

ถ้าจะทำใหม่ พี่จะเลือกแผ่นที่หนาลดลงครึ่งหนึ่งพอ แต่อย่าให้น้อยกว่า 1/8 นิ้วนะ ไม่งั้นตอนเจาะรูทำเกลียวยึดน็อตมันจะทำยาก ความหนา 1/8 นิ้วกำลังดี แข็งแรงพอและไม่ทำให้ระบบมี Thermal Mass (มวลความร้อน) มากเกินไป จะช่วยให้ Control Loop ทำงานได้เนียนขึ้นเยอะ

ตัวทำความร้อน (Heating Elements) พี่ใช้ Power Resistor พลังสูง ยึดเข้ากับด้านหลังแผ่นอลูมิเนียมด้วยสกรูและทา Heatsink Compound ช่วยระบายความร้อน ส่วนการคุมกำลังไฟ (Power Control) พี่ใช้ Transistor ตัวใหญ่ๆ แปะไว้บนแผ่นความร้อนร่วมกับพวก Resistor เลย ในเมื่อตัวมันต้องร้อนอยู่แล้ว ก็ใช้ความร้อนที่มันปล่อยออกมาช่วยวอร์มแผ่นไปในตัวเลยสิวัยรุ่น!

ตัว Transistor ที่ใช้คือ TIP140 แบบหุ้มฉนวน (Encapsulated) เพื่อให้ติดตั้งง่าย ยึดด้วยสกรูเข้ากับรูที่ต๊าปเกลียวไว้ แล้วใช้ Kapton Tape เป็นฉนวนรองอีกชั้น ถ้าใครคิดว่าวิธีนี้มันดู "กะโหลกไขว้" (Ghetto) เกินไป จะไปซื้อแผ่นไมก้า (Mica insulators) มาใช้รองก็ได้ ราคาไม่กี่ตังค์หรอก

วิธีใช้งาน (Usage)

เอาน้ำเกลือใส่ถุงซิปล็อคขนาดใหญ่ (Ziplock bag) ไว้ตลอดเวลา ทั้งตอนเก็บและตอนวอร์มความร้อนนะน้อง

ตัว Probe วัดอุณหภูมิ ต้องแปะให้ติดกับถุงน้ำเกลือในตำแหน่งที่ข้างในมีน้ำอยู่จริงๆ นะ อย่าไปแปะตรงที่เป็นฟองอากาศ—แนะนำให้แปะตรงด้านบนค่อนไปทางขอบๆ ใช้เทปกาวสองหน้าแบบโฟมสีขาวหรือ Duck tape แปะทับโดยเอาโฟมมาคั่นกลางเพื่อทำหน้าที่เป็นฉนวน จำไว้ว่าเราต้องการวัดอุณหภูมิ "น้ำเกลือในถุง" ไม่ใช่อุณหภูมิอากาศรอบข้าง!

อย่างที่บอกไปตอนแรก ฝาของเครื่องวอร์มควรเปิดทิ้งไว้ โดยเฉพาะถ้าจะวางทิ้งไว้แล้วค่อยกลับมาดูตอนมันเสร็จ เพราะระบบมันชอบมีอาการอุณหภูมิพุ่งเกิน (Overshoot) นิดหน่อยเนื่องจากปริมาณน้ำเกลือที่เหลืออยู่กับอุณหภูมิห้องมันต่างกัน การเปิดฝาจะช่วยให้มันระบายความร้อนกลับมาที่อุณหภูมิที่ตั้งไว้ได้ง่ายขึ้น

พออุณหภูมิถึงจุดที่ตั้งไว้ (Set Temp) จะมีเสียงเตือนดัง "ติ๊ด" ทุกๆ 5 วินาที และแถบ Ready จะเปลี่ยนเป็นสีเขียว แต่ถ้าผ่านไปซักพักแล้วอุณหภูมิพุ่งสูงเกินกว่าที่ตั้งไว้เกิน 1 องศา เสียงเตือนจะเปลี่ยนเป็นจังหวะรัวๆ น่ากลัวขึ้น (Alarming) และแถบ Ready จะกลับมาเป็นสีแดงทันที ห้ามช็อตนะตัวนี้ อันตราย!

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม (EXPANDED TECHNICAL DETAILS)

การควบคุมอุณหภูมิน้ำเกลือขั้นวิกฤต

Sub-Q Warmer เครื่องนี้คืออุปกรณ์ช่วยทางการแพทย์ที่มีความแม่นยำสูง ออกแบบมาเพื่อวอร์มน้ำเกลือเพื่อความปลอดภัยและสบายตัวของน้องๆ

Accurate Thermal Control: พี่ใช้ Sensor ดิจิทัล DS18B20 วัดอุณหภูมิได้ละเอียดถึง 0.5°C โดย Arduino จะคุมแผ่นความร้อน Silicone Heating Pad ผ่าน PID Loop ความละเอียดสูง เพื่อป้องกันอาการ "Overshoot" ที่อาจทำให้น้องไม่สบายตัวได้
Safety Cut-Off Hub: มีระบบ Safety ทั้ง Hardwave และ Software ถ้าอุณหภูมิพุ่งเกิน 40°C เมื่อไหร่ Arduino จะสั่งตัดไฟ Heater ทันที และเปิดสัญญาณเตือน Piezo Buzzer ให้ดังสนั่น

การพกพา (Portability)

LiPo-Optimized Drive: ออกแบบมาให้รองรับการใช้งานผ่านแบตเตอรี่ โดย Firmware จะจัดการเรื่องการใช้พลังงานให้คุ้มค่าที่สุด (Power Efficiency) ในขณะที่ยังรักษาอุณหภูมิให้นิ่งสนิทระหว่างพาน้องเดินทาง หล่อเท่เลยงานนี้!