Automobilový hack senzoru proudění vzduchu COVID-19: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Jedná se o rychle se rozvíjející projekt … tento senzor byl opuštěn, protože nemá žádné montážní otvory ani snadný způsob utěsnění proti trubce. Probíhající projekt snímače proudění vzduchu je zde: AFH55M12

Popis projektu z užitečné techniky

Záměrem je vytvořit monitorovací zařízení založené na hmotnostním průtokoměru, které lze použít při rozdělení ventilátoru na dva nebo více pacientů. To umožní pracovníkům monitorovat jednotlivé pacienty a přitom být ovládáni jedním zařízením v extrémních situacích, kdy počet ventilátorů nestačí na zvládnutí počtu pacientů. Odečet by měl být viditelný lokálně na zařízení a personál může potřebovat zadat parametry, aby vytvořil bezpečný provozní rozsah a případně vytvořil alarmy, když systém měří parametr mimo rozsah.

Požadavky projektu

Toto je rychlá studie použití levného běžného snímače typu proudění vzduchu v automobilu.

Čtení ze senzoru hmotnostního průtoku vzduchu v automobilu pomocí mikrokontroléru 12bit ADC, interval 20 ms

Krok 1: Počáteční testování nebylo úspěšné

Počáteční čtení při pokusu o nádech/výdech do 3”trubice bylo špatné. Výstupy do ADC by spustily pouze střední až velké dechy.

• 12 bit ADC => 4096 - spouští se pouze velké dechy …
• číst ~ 200-350 ADC s velkou šířkou

Krok 2: Upravená trubice v trubici

Upravil průměr tuby na 1,75”pomocí role papírového ručníku

• Velké dechy adc vrchol 900, 0,725 voltů
• Střední dechy vrcholí při ~ 600
• Nejmenší dech, který mohu nabrat ~ 400…..
• Obrovské silné dechy.. Po několika…

Senzor jsem kalibroval pomocí odhadovaných 430 ml pro střední dech. Integrace pod křivkou pro každý dech dává odhadovaný objem.

Poznámky:

• Výdechy jsou hlučné, protože čidlo nefunguje v obou směrech
• Nádechy jsou ve skutečnosti opačným směrem než šipka na těle senzoru. Zkoušel jsem to oběma směry a při rychlostech, které se snažíme měřit, je větší citlivost v opačném směru zamýšleného proudění vzduchu.
• Zmenšení průměru trubice ještě dále (z 1,75”na ~ 1”) zvýší citlivost s pravděpodobností bez nevýhod.
• Ve výše uvedeném grafu je mezi nádechy a výdechy vynechán čas (ADC se spouští pouze nad prahovou hodnotou)
• 300-400 ml je ve skutečnosti velmi malý objem! To je stejné množství prostoru jako 1palcová trubka x 38 palců dlouhá. Takže vzduch procházející senzorem se pravděpodobně nedostane do plic pacienta až do 2. dechu v závislosti na umístění senzoru.

• Použitím trubice o průměru 1”a normálním nádechem 500 ml získáte průměrnou rychlost vzduchu 0,328 m/s

  500 ml / (1,27 cm ^2 * pi) / 3 s / 100

Krok 3: Souhrn výsledků

• Slibné se jeví použití tohoto senzoru nebo něčeho podobného a zmenšení průměru tuby k dosažení požadované citlivosti.
• Ke kalibraci snímače proudění vzduchu potřebujete snímač průtoku vzduchu. Kalibrace bude muset probíhat při nízkém, středním a vysokém objemu vzduchu a případně pro každý jednotlivý vyrobený senzor.
• Předpokládám, že přesnost bude záviset na výběru senzoru, průměru trubice a umístění v trubici. Po kalibraci je tento aktuální testovací přípravek (s velkým tělem o průměru 1,75”) pravděpodobně +/- 40 ml.
• Pokud průměr trubky zůstane 1 “nebo větší, průtoky zůstanou nízké a předpokládám, že podmínky vstupu a výstupu (větší než 2“) do snímače budou zanedbatelné
• Zde je americký výrobce podobného senzoru v balení Mount Mounting Package Controls, inc

Data aplikace Excel zde

Krok 4: Data senzoru

• Koupeno lokálně zde za 57 $, Blue Streak #MF21041N
• Typ senzoru: horký drátový anemometr (hádejte zde) -
• Tento senzor MAF se také nachází pod těmito čísly dílů OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Také na aliexpressu za ~ 22 $ [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Některé modely mají čísla pinů vytištěná na těle

• Pin 1 Ground
• Pin 2 Signál
• Pin 3 Napájení 7,5-12 voltů, 76mA

Krok 5: Konečné nastavení testu

Nastavení bylo celkem snadné. Pin 1 (Ground) a Pin 2 (senzor) jsou připojeny k mikrořadiči. Arduino skica jen čte a tiskne analogový 0 pin přes sériové číslo.