Řídicí jednotka ventilátoru Covid-19: 10 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Tento projekt je prototypem sestavy pro ventilátor ventilátoru Crowd.

Veřejně přístupná webová stránka tohoto projektu je zde:

Je zde sdíleno, aby ostatní mohli stavět na naší současné práci, dozvědět se o těchto ovladačích a porozumět tomu, co děláme. Tento projekt ještě nebyl testován a nemá žádná schválení pro lékařské použití. Tento ovladač nesmí být používán k žádným lékařským nebo bezpečnostním účelům. V této podobě je určen jako studijní zdroj, nikoli jako součást zdravotnického vybavení.

Tento regulátor je zamýšlen jako hlavní ovladač pro řadu našich alternativních provedení ventilátorů. Demonstrační verze `` bench -test '' pohání malé 9g servo - snadné pro demonstraci chování ovládání. Kompletní prootypová jednotka převyšuje signál PWM, který pak můžeme použít jako vstup pro jiné typy mechanických pohonů. Přizpůsobení softwaru běhu pomocí krokového motoru je poměrně jednoduché.

Zásoby

1. Arduino Uno SMD R3

2. Modul LCD displeje Serial 2004 20x4

3. Rotační kodér KY-040

4. NXP IC, SNÍMAČ TLAKU MPX5010DP

5. 2 LED diody - 1 zelená, 1 červená (nebo jiné kontrastní barvy)

6. Pájitelná prototypová deska (přibližně 90 x 70 mm)

7. Plastový kryt elektroniky pro projekt 220 x 150 x 64 mm

8. Šrouby, matice a stojky M3 pro montážní desku

9. 2 x 200 ohm, odpory omezující proud pro LED

10. 1 x 10 k ohm, výsuvný odpor pro otočný spínač

Krok 1: Verze Breadboard

Toto je základní verze regulátoru - před přidáním převodníku tlaku a před boxem.

Krok 2: Verze Breadboard - Schéma

Toto je schéma pro verzi typu breadboard. Přes tento odkaz lze získat jasnější verzi, ale všimněte si, že otočný středový spínač potřebuje další 10k ohmový zatahovací odpor, který není zobrazen na obvodu:

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

Tato verze je zobrazena při jízdě na servu - což funguje jako rozumná vizuální ukázka pro stolní testování. K řízení mechaniky skutečné ventilační jednotky to samozřejmě nestačí - ale pomáhá zviditelnit očekávanou akci při testování na stole.

Krok 3: Namontujte Arduino na základní desku boxu

Montáž Arduina na základní desku krabice má za následek „čistý“a úhledný povrch na přední straně krabice. Myslím, že je to samozřejmé - ale nedělejte chybu při označování a vrtání 4 otvorů. Označte spíše obecné umístění Arduina. Označte a vyvrtejte jednu díru. Poté nasaďte šroub, umístěte Arduino na šroub, poté označte a vyvrtejte druhé místo šroubu. Opakujte to pro poslední 2 šrouby, aby bylo vše zarovnáno.

Krok 4: Namontujte otočný spínač a snímač tlaku na desku prototypu

Není ideální mít součásti na obou stranách prototypové desky. Ale v těchto případech bylo jen málo možností; svislá výška snímače tlaku je téměř stejná jako otočný přepínač. Pokud by byly obě součásti na stejné straně desky, pak by středová osa otočného ovladače nepřesahovala čelní stranu skříně.

V tomto případě tedy namontujeme otočný spínač na jednu stranu desky a snímač tlaku na druhou.

Krok 5: Namontujte diody LED na desku prototypu

LED diody slouží k indikaci cyklů nádechu a výdechu. Ty musí být viditelné přes přední stranu krabice, a proto jsou na stejné straně prototypové desky jako otočný ovladač.

Krok 6: Vyřízněte otvory v přední straně krabice

Jedná se o krok náchylný k chybám, který může snadno vyústit v poškozený box nebo ve kterém displej a ovladače nejsou dobře sladěny. Dávejte velký pozor při měření krabice a označení čtvercového výřezu po stranách krabice. Zkontrolujte, zda je kolem otvoru dostatek místa pro umístění desky displeje-všimněte si, že deska s plošnými spoji pro displej je o několik milimetrů větší než samotný displej.

Je dobré vyříznout papírové šablony pro všechny otvory, které je třeba vyříznout. Tím je zajištěno dobré uchycení. Další častou chybou je řezání otvorů „zezadu dopředu“v důsledku matení orientace součástí. Zřetelně označte svou šablonu buď směrem dopředu nebo dozadu a všimněte si vlevo a vpravo, jak ukazuje tento obrázek.

Krok 7: Namontujte desku Protoype na spodní část krabice pomocí distančních podložek

I když by bylo snazší přišroubovat displej a desku s obvody na přední stranu krabice, má to dvě nevýhody. Za prvé, dělá přední část krabice ošklivou. Zde zobrazená metoda nemá za následek žádné šrouby na přední straně krabice - velmi „čistý“design. Za druhé, tato metoda usnadňuje montáž a zapojení. Všechny součásti lze namontovat na spodní část skříně a přední stranu pak jednoduše umístit na základnu. Montáž součástí na přední stranu krabice může být obtížná kvůli omezení prostoru v důsledku stran krabice.

Otázkou je.. jak vyvrtat otvory ve spodní části krabice, aby se vše, až bude vše sestaveno, seřadilo? Moje oblíbená metoda je tato: připevněte desku displeje a desku s obvody na přední stranu krabice pomocí pásky. Umístěte „blu-Tac“nebo jiný odnímatelný „tmel“přibližně tam, kde si myslíte, že budou nohy fixovány. Zavřete krabici - a nohy vytvoří potisk ve správné poloze. Pomocí těchto značek vyvrtejte a přišroubujte nohy displeje a desky plošných spojů.

Krok 8: Konečná fixace desky plošných spojů a desky displeje na základní desku

Tyto dva obrázky ukazují desku displeje a desku s obvody namontovanou na zadní desce krabice. V tomto okamžiku může být dokončeno a zkontrolováno konečné zapojení.

Krok 9: Schéma zapojení desky podle obrázku

Zde uvedený diagram ukazuje fyzické zapojení s barevným kódováním, které jsme použili na našem prototypu.

Krok 10: Konečná kontrola a zavření krabice

Obrázky zde ukazují konečnou fázi montáže a uzavření krabice. Tento konkrétní box je uzavřen 6 šrouby v základně, takže konečný efekt je čistý a čistý.

Video poskytuje rychlou ukázku softwaru.

Software pro Arduino lze získat z úložiště Ventilator Crowd Git zde:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Zkontrolujte komentáře v každé verzi softwaru, abyste se ujistili, že máte správnou verzi pro zařízení, které stavíte.

Stejně jako dříve si všimněte, že se jedná o prototyp vývoje a není testován. Není vhodný pro lékařské použití. Je zveřejněn zde, aby splnil náš závazek sdílet všechny naše vývojové práce na těchto důležitých zařízeních.