Μονάδα ελέγχου αναπνευστήρα Covid-19: 10 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό το έργο είναι το πρωτότυπο κτίριο για τον αναπνευστήρα πλήθους, ανεμιστήρα με πλήθος πηγών.

Ο δημόσιος ιστότοπος για αυτό το έργο είναι εδώ:

Μοιράζεται εδώ, έτσι ώστε οι άλλοι να μπορούν να αξιοποιήσουν την τρέχουσα εργασία μας, να μάθουν για αυτούς τους ελεγκτές και να καταλάβουν τι κάνουμε. Σημειώστε ότι αυτό το έργο δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί και δεν έχει εγκρίσεις για ιατρική χρήση. Ως εκ τούτου, αυτός ο ελεγκτής δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για οποιονδήποτε ιατρικό σκοπό ή σχετικό με την ασφάλεια. Σε αυτή τη μορφή προορίζεται ως μαθησιακός πόρος και όχι ως στοιχείο ιατρικού εξοπλισμού.

Αυτός ο ελεγκτής προορίζεται να είναι ο βασικός ελεγκτής για πολλά σχέδια εναλλακτικών αναπνευστήρων. Η έκδοση επίδειξης «δοκιμής πάγκου» οδηγεί ένα μικρό σερβο 9g - απλό για να δείξει τη συμπεριφορά ελέγχου. Η πλήρης μονάδα πρωτοτύπου εκπέμπει ένα σήμα PWM, το οποίο στη συνέχεια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ως είσοδο για άλλους τύπους μηχανικών ενεργοποιητών. Η προσαρμογή του λογισμικού για λειτουργία με βηματικό μοτέρ είναι σχετικά απλή.

Προμήθειες

1. Arduino Uno SMD R3

2. Σειριακή μονάδα οθόνης LCD 20x4 2004

3. Περιστροφικός κωδικοποιητής KY-040

4. IC NXP, ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΠΙΕΣΗΣ MPX5010DP

5. 2 LED - 1 πράσινο, 1 κόκκινο (ή άλλα χρώματα σε αντίθεση)

6. Κολλητή πλακέτα πρωτότυπου (περίπου 90x70mm)

7. Περίβλημα έργου πλαστικών ηλεκτρονικών 220 x 150 x 64mm

8. Μπουλόνια M3, παξιμάδια και αναρτήσεις για σανίδα στερέωσης

9. 2 x 200 ohm, αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος για LED

10. 1 x 10k ohm, αντίσταση έλξης για περιστροφικό διακόπτη

Βήμα 1: Έκδοση ψωμιού

Αυτή είναι η βασική έκδοση του ελεγκτή, πριν από την προσθήκη του μορφοτροπέα μέτρησης πίεσης και πριν από την πυγμαχία.

Βήμα 2: Έκδοση Bread -board - Σχηματική

Αυτό είναι το σχηματικό για την έκδοση ψωμιού. Μπορείτε να επιτύχετε μια πιο σαφή έκδοση μέσω αυτού του συνδέσμου, αλλά σημειώστε ότι ο περιστροφικός διακόπτης κεντρικής ώθησης χρειάζεται επιπλέον αντίσταση έλξης 10k ohm που δεν εμφανίζεται στο κύκλωμα:

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

Αυτή η έκδοση εμφανίζεται να οδηγεί σερβο - το οποίο λειτουργεί ως λογική οπτική επίδειξη για δοκιμές στο γραφείο. Φυσικά, δεν είναι αρκετό για να οδηγήσετε πραγματικά τη μηχανική της πραγματικής μονάδας αναπνευστήρα - αλλά βοηθάει να γίνει ορατή η αναμενόμενη ενέργεια για δοκιμές στο γραφείο.

Βήμα 3: Τοποθετήστε το Arduino στη βάση βάσης κουτιού

Η τοποθέτηση του Arduino στη βάση του κουτιού οδηγεί σε ένα «καθαρό» και τακτοποιημένο φινίρισμα στην μπροστινή πλευρά του κουτιού. Υποθέτω ότι αυτό είναι αυτονόητο - αλλά μην κάνετε το λάθος να σημειώσετε και να ανοίξετε 4 τρύπες. Αντίθετα, σημειώστε τη γενική τοποθεσία του Arduino. Σημειώστε και ανοίξτε μια τρύπα. Στη συνέχεια, τοποθετήστε ένα μπουλόνι, τοποθετήστε το Arduino στο μπουλόνι και, στη συνέχεια, σημειώστε και τρυπήστε τη δεύτερη θέση μπουλονιού. Επαναλάβετε αυτό για τα 2 τελευταία μπουλόνια για να ευθυγραμμιστούν όλα.

Βήμα 4: Τοποθετήστε τον περιστροφικό διακόπτη και τον μετατροπέα πίεσης στον πίνακα πρωτοτύπων

Δεν είναι ιδανικό να υπάρχουν εξαρτήματα και στις δύο πλευρές ενός πρωτότυπου πίνακα. Αλλά σε αυτές τις περιπτώσεις υπήρχαν λίγες επιλογές. το κατακόρυφο ύψος του μορφοτροπέα πίεσης είναι σχεδόν το ίδιο με τον περιστροφικό διακόπτη. Εάν και τα δύο εξαρτήματα βρίσκονταν στην ίδια πλευρά του πίνακα, τότε ο κεντρικός άξονας του περιστροφικού ελεγκτή δεν θα εκτεινόταν μέσω της πρόσοψης του κιβωτίου.

Σε αυτήν την περίπτωση, τοποθετούμε τον περιστροφικό διακόπτη στη μία πλευρά του πίνακα και τον μορφοτροπέα πίεσης στην άλλη.

Βήμα 5: Τοποθετήστε τις λυχνίες LED στον πίνακα πρωτοτύπου

Τα LED χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν τους κύκλους εισπνοής και εκπνοής. Αυτά πρέπει να είναι ορατά μέσω της μπροστινής όψης του κουτιού και επομένως βρίσκονται στην ίδια πλευρά του πρωτοτύπου με τον περιστροφικό ελεγκτή.

Βήμα 6: Κόψτε τις τρύπες στην μπροστινή όψη του κουτιού

Αυτό είναι ένα βήμα επιρρεπές σε σφάλματα που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ένα χαλασμένο πλαίσιο ή ένα στο οποίο η οθόνη και τα χειριστήρια δεν είναι καλά ευθυγραμμισμένα. Προσέξτε πολύ μετρώντας το κουτί και σημειώνοντας το τετράγωνο που έχει κοπεί στην οθόνη στις πλευρές του κουτιού. Βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετός χώρος γύρω από την τρύπα για να χωρέσει η πλακέτα οθόνης-σημειώστε ότι η πλακέτα κυκλώματος για την οθόνη είναι αρκετά χιλιοστόμετρα μεγαλύτερη από την ίδια την οθόνη.

Είναι καλή ιδέα να κόψετε πρότυπα χαρτιού για όλες τις τρύπες που πρέπει να κοπούν. Αυτό εξασφαλίζει καλή εφαρμογή. Ένα άλλο συνηθισμένο σφάλμα είναι το κόψιμο οπών «από μπροστά προς τα εμπρός» ως αποτέλεσμα σύγχυσης του προσανατολισμού των εξαρτημάτων. Σημειώστε σαφώς το πρότυπό σας είτε προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω και σημειώστε αριστερά και δεξιά όπως φαίνεται σε αυτήν την εικόνα.

Βήμα 7: Τοποθετήστε τον πίνακα Protoype στο κάτω μέρος του κουτιού χρησιμοποιώντας αποστάτες

Ενώ θα ήταν ευκολότερο να βιδώσετε την οθόνη και την πλακέτα κυκλώματος στην μπροστινή όψη του κουτιού, αυτό έχει δύο μειονεκτήματα. Πρώτον, κάνει το μπροστινό μέρος του κουτιού άσχημο. Η μέθοδος που φαίνεται εδώ δεν έχει βίδες στην μπροστινή όψη του κουτιού - ένα πολύ «καθαρό» σχέδιο. Δεύτερον, αυτή η μέθοδος διευκολύνει τη συναρμολόγηση και την καλωδίωση. Όλα τα εξαρτήματα μπορούν να συναρμολογηθούν στο κάτω μέρος της θήκης και στη συνέχεια η μπροστινή όψη μπορεί απλά να τοποθετηθεί στην κορυφή της βάσης. Η τοποθέτηση εξαρτημάτων στην μπροστινή όψη του κουτιού μπορεί να είναι δύσκολη λόγω του περιορισμού στο χώρο λόγω των πλευρών του κουτιού.

Το ερώτημα είναι.. πώς να τρυπήσετε τις τρύπες στο κάτω μέρος του κουτιού έτσι ώστε όταν όλα να συναρμολογηθούν να ευθυγραμμιστούν όλα; Η αγαπημένη μου μέθοδος είναι αυτή: στερεώστε την πλακέτα οθόνης και την πλακέτα κυκλώματος στην μπροστινή όψη του κουτιού χρησιμοποιώντας ταινία. Βάλτε "blu-Tac" ή κάποιο άλλο αφαιρούμενο υλικό "στόκου" περίπου εκεί που νομίζετε ότι τα πόδια θα στερεωθούν. Κλείστε το κουτί - και τα πόδια θα κάνουν μια εκτύπωση στο στόκο στη σωστή θέση. Χρησιμοποιήστε αυτά τα σημάδια για να τρυπήσετε και να βιδώσετε τα πόδια της οθόνης και την πλακέτα κυκλώματος.

Βήμα 8: Τελική επιδιόρθωση της πλακέτας κυκλωμάτων και της πλακέτας οθόνης στην πλάκα βάσης

Αυτές οι δύο εικόνες δείχνουν την πλακέτα οθόνης και την πλακέτα κυκλώματος τοποθετημένα στην πίσω πλάκα του κουτιού. Σε αυτό το σημείο η τελική καλωδίωση μπορεί να ολοκληρωθεί και να ελεγχθεί.

Βήμα 9: Διάγραμμα καλωδίωσης για τον πίνακα όπως εμφανίζεται

Το διάγραμμα εδώ δείχνει τη φυσική καλωδίωση με τη χρωματική κωδικοποίηση που χρησιμοποιήσαμε στο πρωτότυπό μας.

Βήμα 10: Τελικός έλεγχος και κλείσιμο του πλαισίου

Οι εικόνες εδώ δείχνουν το τελικό στάδιο συναρμολόγησης και κλεισίματος κουτιού. Το συγκεκριμένο κουτί κρατείται κλειστό με 6 βίδες στη βάση, οπότε το τελικό αποτέλεσμα είναι καθαρό και προσεγμένο.

Το βίντεο παρέχει μια γρήγορη επίδειξη του λογισμικού.

Το λογισμικό για το Arduino μπορείτε να το βρείτε από το Ventilator Crowd Git Repository εδώ:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Ελέγξτε τα σχόλια σε κάθε έκδοση του λογισμικού για να βεβαιωθείτε ότι έχετε τη σωστή έκδοση για τη συσκευή που κατασκευάζετε.

Όπως προηγουμένως, σημειώστε ότι αυτό είναι ένα πρωτότυπο ανάπτυξης και δεν έχει δοκιμαστεί. Δεν είναι κατάλληλο για ιατρική χρήση. Αναρτάται εδώ για να εκπληρώσει τη δέσμευσή μας να μοιραστούμε όλες τις εργασίες ανάπτυξης σε αυτές τις σημαντικές συσκευές.