Kontrolna jedinica ventilatora Covid-19: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ovaj projekt je prototip izrađen za Ventilator Crowd, ventilator iz izvora mnoštva.

Javna web stranica za ovaj projekt nalazi se ovdje:

Ovdje se dijeli kako bi drugi mogli nadograđivati naš trenutni rad, učiti o tim kontrolerima i razumjeti što radimo. Imajte na umu da ovaj projekt još nije testiran i nema odobrenja za medicinsku uporabu. Kao takav, ovaj se kontroler ne smije koristiti u medicinske ili sigurnosne svrhe. U ovom obliku namijenjen je kao resurs za učenje, a ne kao dio medicinske opreme.

Ovaj je regulator namijenjen da bude jezgreni regulator za brojne naše alternativne dizajne ventilatora. Demonstracijska verzija "bench -test" pokreće mali servo od 9 g - jednostavno za demonstriranje upravljačkog ponašanja. Kompletna jedinica prototipa izlazi iz PWM signala koji se zatim može koristiti kao ulaz za druge vrste mehaničkih aktuatora. Prilagodba softvera za rad s koračnim motorom relativno je jednostavna.

Pribor

1. Arduino Uno SMD R3

2. Serijski 2004 20x4 LCD zaslon modul

3. KY-040 rotacijski davač

4. NXP IC, OSJETNIK TLAKA MPX5010DP

5. 2 LED diode - 1 zelena, 1 crvena (ili druge kontrastne boje)

6. Lemljiva prototipna ploča (oko 90x70 mm)

7. Plastično elektroničko kućište 220 x 150 x 64 mm

8. M3 vijci, matice i držači za montažnu ploču

9. 2 x 200 ohma, otpornici za ograničavanje struje za LED diode

10. 1 x 10k ohm, pull-up otpornik za okretnu sklopku

Korak 1: Verzija na ploči za kruh

Ovo je osnovna verzija regulatora na krušnoj ploči - prije dodavanja pretvarača za mjerenje tlaka i prije boksa.

Korak 2: Verzija pločice - shematski

Ovo je shema za verziju sa krušnom pločom. Jasnija verzija može se pregledati putem ove veze, ali imajte na umu da rotacijski središnji prekidač treba dodatni otpornik od 10 k ohma koji nije prikazan na krugu:

www.circuito.io/app?components=512, 9590, 95…

Ova verzija prikazana je kao servo pogon - koji djeluje kao razumna vizualna demonstracija za stolno testiranje. Naravno, nije dovoljno za stvarno upravljanje mehanikom stvarne ventilacijske jedinice - ali pomaže učiniti očekivanu radnju vidljivom za stolna testiranja.

Korak 3: Montirajte Arduino na osnovnu ploču s kutijom

Postavljanje Arduina na osnovnu ploču kutije rezultira 'čistim' i urednim završetkom na prednjoj strani kutije. Pretpostavljam da se ovo podrazumijeva - ali nemojte pogriješiti u označavanju i bušenju 4 rupe. Radije označite općenito mjesto Arduina. Označite i izbušite jednu rupu. Zatim postavite vijak, postavite Arduino na vijak, zatim označite i izbušite drugo mjesto vijka. Ponovite ovo za posljednja 2 vijka kako biste sve uskladili.

Korak 4: Postavite rotacijski prekidač i pretvarač pritiska na ploču prototipa

Nije idealno imati komponente s obje strane prototipne ploče. No u ovom je slučaju bilo nekoliko mogućnosti; okomita visina pretvarača tlaka gotovo je ista kao i rotacijski prekidač. Da su obje komponente na istoj strani ploče, tada se središnja osovina okretnog regulatora ne bi prostirala kroz prednju stranu kutije.

Dakle, u ovom slučaju montiramo okretni prekidač s jedne strane ploče, a pretvarač tlaka s druge strane.

Korak 5: Montirajte LED diode na ploču prototipa

LED diode se koriste za označavanje ciklusa udisaja i izdisaja. Oni moraju biti vidljivi kroz prednju stranu kutije i stoga su na istoj strani prototipne ploče kao i rotacijski regulator.

Korak 6: Izrežite rupe na prednjoj strani kutije

Ovo je korak sklon pogreškama koji lako može dovesti do oštećenja kutije ili u kojem zaslon i kontrole nisu dobro poravnati. Budite vrlo oprezni pri mjerenju kutije i označavanju kvadrata izrezanog na ekranu sa strana kutije. Provjerite ima li dovoljno prostora oko otvora za postavljanje ploče zaslona-imajte na umu da je ploča za zaslon nekoliko milimetara veća od samog zaslona.

Bilo bi dobro izrezati papirnate predloške za sve rupe koje je potrebno izrezati. To osigurava dobro prianjanje. Još jedna uobičajena pogreška je izrezivanje rupa "naprijed-naprijed" kao rezultat zbunjivanja orijentacije komponenti. Jasno označite predložak okrenut prema naprijed ili prema natrag i zapišite lijevo i desno kao što je prikazano na ovoj slici.

Korak 7: Montirajte ploču prototipa na dno kutije pomoću odstojnika

Iako bi bilo lakše pričvrstiti zaslon i ploču na prednju stranu kutije, to ima dva nedostatka. Prvo, čini prednji dio kutije ružnim. Ovdje prikazana metoda ne rezultira vijcima na prednjoj strani kutije - vrlo 'čist' dizajn. Drugo, ova metoda olakšava montažu i ožičenje. Sve se komponente mogu sastaviti na dno kućišta, a zatim se prednja strana jednostavno može postaviti na vrh baze. Ugradnja komponenti u prednju stranu kutije može biti zeznuta zbog ograničenog prostora zbog stranica kutije.

Pitanje je.. kako izbušiti rupe na dnu kutije tako da se kad se sve sastavi sve poravna? Moja omiljena metoda je sljedeća: pričvrstite ploču zaslona i pločicu na prednju stranu kutije pomoću trake. Stavite 'blu-Tac' ili neki drugi uklonjivi 'kit' materijal otprilike tamo gdje mislite da će noge biti fiksirane. Zatvorite kutiju - i noge će ispisati kit u ispravnom položaju. Ove oznake upotrijebite za bušenje i pričvršćivanje nogu zaslona i ploče.

Korak 8: Konačno pričvršćivanje pločice i ploče zaslona na osnovnu ploču

Ove dvije slike prikazuju ploču zaslona i ploču postavljenu na stražnju ploču kutije. Ovdje se može završiti i provjeriti posljednje ožičenje.

Korak 9: Shema ožičenja ploče kao što je prikazano

Dijagram ovdje prikazuje fizičko ožičenje s kodiranjem boja koje smo koristili na našem prototipu.

Korak 10: Završna provjera i zatvaranje kutije

Slike ovdje prikazuju završnu fazu montaže i zatvaranja kutije. Ova se kutija drži zatvorenom sa 6 vijaka u podnožju, tako da je konačni učinak čist i uredan.

Videozapis pruža brzu demonstraciju softvera.

Softver za Arduino možete nabaviti iz spremišta Ventilator Crowd Git ovdje:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Provjerite komentare u svakoj verziji softvera kako biste bili sigurni da imate ispravnu verziju za uređaj koji gradite.

Kao i ranije, imajte na umu da je ovo razvojni prototip i da nije testiran. Nije prikladan za medicinsku uporabu. Objavljeno je ovdje kako bi ispunilo našu obvezu podijeliti sav naš razvojni rad na ovim važnim uređajima.