Automobilový hacker senzora prúdenia vzduchu COVID-19: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Toto je rýchlo sa rozvíjajúci projekt … od tohto senzora sa upustilo, pretože nemá žiadne montážne otvory ani ľahký spôsob utesnenia proti trubici. Prebiehajúci projekt senzora prietoku vzduchu je tu: AFH55M12

Popis projektu z užitočného inžinierstva

Cieľom je vytvoriť monitorovacie zariadenie na základe hmotnostného prietokomera, ktoré je možné použiť na rozdelenie ventilátora na dvoch alebo viacerých pacientov. To umožní personálu monitorovať jednotlivých pacientov a byť kontrolovaný jedným zariadením v extrémnych situáciách, keď počet ventilátorov nepostačuje na zvládnutie počtu pacientov. Odčítanie by malo byť viditeľné lokálne na zariadení a môže byť potrebné, aby personál zadal parametre, aby sa vytvoril bezpečný prevádzkový rozsah a prípadne sa vytvorili alarmy, keď systém meria parameter mimo rozsahu.

Požiadavky projektu

Toto je rýchla štúdia použitia lacného štandardného senzora prietoku vzduchu v automobile.

Čítanie zo senzora hmotnosti vzduchu v automobile pomocou 12 -bitového ADC mikrokontroléra, interval 20 ms

Krok 1: Počiatočné testovanie nebolo úspešné

Počiatočné čítanie pri pokuse o vdýchnutie/výdych do 3”trubice bolo zlé. Výstupy do ADC by spustili iba stredné až veľké dychy.

• 12 bit ADC => 4096 - spúšťajú sa iba veľké nádychy …
• čítajte ~ 200-350 ADC s veľkou šírkou

Krok 2: Upravená trubica v trubici

Priemer valca bol upravený na 1,75 palca pomocou kotúča papierových utierok

• Veľké dychy s maximom 900, 0,725 voltov
• Stredné dychy vrcholia pri ~ 600
• Najmenší nádych, ktorý môžem vziať ~ 400 …
• Obrovské silné nádychy.. Po niekoľkých… sa mi zatočí hlava … dostane sa až ~ 3000 (2,4 voltov)

Senzor som kalibroval odhadom 430 ml na stredný dych. Integrácia pod krivkou pre každý dych poskytne odhadovaný objem.

Poznámky:

• Výdychy sú hlučné, pretože senzor nie je určený na prácu v oboch smeroch
• Nádychy sú v skutočnosti opačným smerom ako šípka na tele senzora. Skúsil som to oboma spôsobmi a pri prietokoch, ktoré sa pokúšame merať, je väčšia citlivosť v opačnom smere, ako je zamýšľané prúdenie vzduchu.
• Zmenšenie priemeru trubice ešte ďalej (z 1,75 palca na ~ 1 palec) zvýši citlivosť s pravdepodobne žiadnymi nevýhodami.
• Na vyššie uvedenom grafe je medzi nádychmi a výdychmi vynechaný čas (ADC sa spúšťal iba nad prahovou hodnotou)
• 300-400 ml je skutočne veľmi malý objem! To je rovnaké množstvo priestoru ako 1 palcová trubica x 38 palcov. Takže vzduch prechádzajúci senzorom sa pravdepodobne nedostane do pľúc pacienta do 2. dychu v závislosti od umiestnenia senzora.

• Použitím trubice s priemerom 1”a normálnym vdýchnutím 500 ml získate priemernú rýchlosť vzduchu 0,328 m/s.

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

Krok 3: Súhrn výsledkov

• Sľubné sa zdá použitie tohto senzora alebo niečoho podobného a zníženie priemeru trubice na dosiahnutie požadovanej citlivosti.
• Na kalibráciu snímača prietoku vzduchu potrebujete snímač prietoku vzduchu. Kalibráciu bude potrebné vykonať pri nízkych, stredných a vysokých objemoch vzduchu a pravdepodobne pre každý jednotlivý vyrobený snímač.
• Hádam, že presnosť bude závisieť od výberu senzora, priemeru trubice a umiestnenia v skúmavke. Po kalibrácii bude tento súčasný testovací prípravok (s veľkým telom s priemerom 1,75”) pravdepodobne +/- 40 ml.
• Ak priemer trubice zostane 1 "alebo väčší, prietoky zostanú nízke a myslím, že vstupné a výstupné podmienky (väčšie ako 2") k senzoru budú zanedbateľné.
• Tu je americký výrobca podobného senzora v balení Mount Mounting Package Controls, inc

Údaje programu Excel tu

Krok 4: Údaje senzora

• Kúpené tu na mieste za 57 dolárov, Blue Streak #MF21041N
• Typ snímača: horúci drôtený anemometer (tu hádajte) -
• Tento snímač MAF sa nachádza aj pod týmito číslami dielov OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Tiež na aliexpresse za ~ 22 dolárov [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Niektoré modely majú čísla pinov vytlačené na tele

• Kolík 1 Zem
• Signál pinu 2
• Pin 3 Napájanie 7,5-12 voltov, 76 mA

Krok 5: Konečné nastavenie testu

Nastavenie bolo celkom jednoduché. Pin 1 (uzemnenie) a pin 2 (senzor) sú pripojené k mikro-regulátoru. Skica Arduino len číta a tlačí analógový 0 pin cez sériové číslo.