Unit Kawalan Ventilator Covid-19: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Projek ini adalah prototaip untuk Ventilator Crowd, ventilator sumber ramai.

Laman web yang menghadap orang ramai untuk projek ini ada di sini:

Ia dikongsi di sini supaya orang lain dapat membina karya kita sekarang, untuk belajar mengenai pengawal ini dan memahami apa yang kita lakukan. Perhatikan bahawa projek ini belum diuji dan tidak mempunyai kelulusan untuk penggunaan perubatan. Oleh itu alat kawalan ini tidak boleh digunakan untuk tujuan perubatan atau keselamatan. Dalam bentuk ini ia dimaksudkan sebagai sumber pembelajaran bukan item peralatan perubatan.

Pengawal ini bertujuan untuk menjadi pengawal teras bagi sebilangan reka bentuk ventilator alternatif kami. Versi demonstrasi 'bench-test' mendorong servo 9g kecil - mudah untuk menunjukkan tingkah laku kawalan. Unit prootaip lengkap melebihi isyarat PWM yang kemudian dapat kita gunakan sebagai input untuk jenis penggerak mekanikal yang lain. Menyesuaikan perisian untuk dijalankan dengan motor stepper agak mudah.

Bekalan

1. Arduino Uno SMD R3

2. Modul paparan LCD bersiri 2004 20x4

3. Pengekod putar KY-040

4. NXP IC, PRESSURE SENSOR MPX5010DP

5. 2 LED - 1 Hijau, 1 Merah (atau warna berbeza)

6. Papan prototaip yang boleh dipateri (sekitar 90x70mm)

7. Lekapan projek elektronik plastik 220 x 150 x 64mm

8. Baut, mur dan penutup M3 untuk papan pelekap

9. 2 x 200 ohm, perintang had semasa untuk LED

10. 1 x 10k ohm, perintang penarik untuk suis putar

Langkah 1: Versi papan roti

Ini adalah versi asas papan roti pengawal - sebelum penambahan transduser pengukur tekanan dan sebelum tinju.

Langkah 2: Versi papan roti - Skematik

Ini adalah skema untuk versi papan roti. Versi yang lebih jelas dapat dicapai melalui pautan ini tetapi perhatikan bahawa suis pusat-tekan putar memerlukan perintang penarik 10k ohm tambahan yang tidak ditunjukkan pada rangkaian:

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

Versi ini ditunjukkan menggerakkan servo - yang berfungsi sebagai demonstrasi visual yang wajar untuk ujian di atas meja. Sudah tentu, tidak mencukupi untuk benar-benar menggerakkan mekanik unit ventilator sebenar - tetapi ia membantu menjadikan tindakan yang diharapkan dapat dilihat untuk ujian di meja.

Langkah 3: Pasang Arduino di Papan Dasar Kotak

Memasang Arduino di papan asas kotak menghasilkan kemasan yang 'bersih' dan kemas di bahagian depan kotak. Saya rasa ini berlaku tanpa mengatakan - tetapi jangan membuat kesalahan menandakan dan menggerudi 4 lubang. Sebaliknya, tandakan lokasi umum Arduino. Tandakan dan gerudi satu lubang. Kemudian pasangkan bolt, letakkan Arduino pada bolt, kemudian tandakan dan gerudi lokasi bolt kedua. Ulangi ini untuk 2 baut terakhir agar semuanya selaras.

Langkah 4: Pasang Suis Putar dan Transduser Tekanan Ke Papan Prototaip

Adalah tidak ideal untuk mempunyai komponen di kedua sisi papan prototaip. Tetapi dalam kes ini terdapat beberapa pilihan; ketinggian menegak transduser tekanan hampir sama dengan suis putar. Sekiranya kedua-dua komponen berada di sisi papan yang sama, maka gandar tengah pengawal putar tidak akan memanjang melalui muka kotak.

Jadi dalam kes ini, kita memasang suis putar di satu sisi papan dan transduser tekanan di sisi lain.

Langkah 5: Pasang LED ke Papan Prototaip

LED digunakan untuk menunjukkan kitaran menghirup dan menghembuskan nafas. Ini mesti dilihat melalui muka depan kotak dan oleh itu berada di sisi yang sama dari papan prototaip dengan pengawal putar.

Langkah 6: Potong Lubang di Bahagian Depan Kotak

Ini adalah langkah rawan kesalahan yang dapat mengakibatkan kotak yang rosak dengan mudah, atau paparan dan alat kawalan tidak sesuai. Berhati-hati dalam mengukur kotak dan menandakan kotak yang dipotong ke sisi kotak. Pastikan terdapat ruang yang cukup di sekitar lubang agar papan paparan muat - perhatikan bahawa papan litar untuk paparan adalah beberapa milimeter lebih besar daripada paparan itu sendiri.

Adalah idea yang baik untuk memotong templat kertas untuk semua lubang yang perlu dipotong. Ini memastikan kesesuaian. Kesalahan umum lain ialah memotong lubang 'back-to-front' sebagai hasil daripada membingungkan orientasi komponen. Tandakan templat anda dengan jelas sama ada menghadap ke depan atau ke belakang dan perhatikan kiri dan kanan seperti yang ditunjukkan dalam gambar ini.

Langkah 7: Pasang Papan Protoaip di Bawah Kotak Menggunakan Spacer

Walaupun lebih mudah untuk memasang paparan dan papan litar ke muka depan kotak, ini mempunyai dua kelemahan. Pertama, ia menjadikan bahagian depan kotak menjadi hodoh. Kaedah yang ditunjukkan di sini tidak menghasilkan skru pada muka depan kotak - reka bentuk yang sangat 'bersih'. Kedua, kaedah ini menjadikan pemasangan dan pendawaian lebih mudah. Semua komponen dapat dipasang ke bagian bawah casing, kemudian muka depan hanya dapat diletakkan di atas alas. Memasukkan komponen ke muka depan kotak boleh menjadi sukar kerana kekangan ruang kerana sisi kotak.

Persoalannya ialah.. bagaimana menggerudi lubang di bahagian bawah kotak sehingga apabila semuanya dipasang semuanya berbaris? Kaedah kegemaran saya ialah: pasangkan papan paparan dan papan litar ke muka depan kotak menggunakan pita. Letakkan 'blu-Tac' atau beberapa bahan 'dempul' yang boleh ditanggalkan lain di mana anda fikir kaki akan diperbaiki. Tutup kotak - dan kaki akan membuat cetakan ke dempul pada kedudukan yang betul. Gunakan tanda ini untuk menggerudi dan memasang baut kaki paparan dan papan litar.

Langkah 8: Perbaiki Akhir Papan Litar dan Papan Paparan Ke Plat Bawah

Kedua-dua gambar ini menunjukkan papan paparan dan papan litar yang dipasang di plat belakang kotak. Pada ketika ini pendawaian akhir dapat disiapkan dan diperiksa.

Langkah 9: Diagram Pendawaian untuk Papan Seperti yang ditunjukkan

Rajah di sini menunjukkan pendawaian fizikal dengan pengekodan warna yang kami gunakan pada prototaip kami.

Langkah 10: Tandakan Akhir dan Tutup Kotak

Gambar di sini menunjukkan peringkat akhir pemasangan dan penutupan kotak. Kotak khas ini ditutup dengan 6 skru di pangkalan, jadi kesan akhirnya bersih dan kemas.

Video tersebut memberikan demonstrasi ringkas mengenai perisian.

Perisian untuk Arduino boleh diperolehi dari Ventilator Crowd Git Repository di sini:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Periksa komen di setiap versi perisian untuk memastikan bahawa anda mempunyai versi yang betul untuk peranti yang anda bina.

Seperti sebelumnya, perhatikan bahawa ini adalah prototaip pengembangan dan belum diuji. Ia tidak sesuai untuk kegunaan perubatan. Ini dipaparkan di sini untuk memenuhi komitmen kami untuk berkongsi semua kerja pembangunan kami pada peranti penting ini.