Riadiaca jednotka ventilátora Covid-19: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Tento projekt je prototypom zostavy ventilátora Ventilátor Crowd, ktorý pochádza z davu.

Verejná webová stránka tohto projektu je tu:

Je to zdieľané tu, aby ostatní mohli stavať na našej súčasnej práci, dozvedieť sa o týchto ovládačoch a porozumieť tomu, čo robíme. Tento projekt ešte nebol testovaný a nemá žiadne schválenia na lekárske účely. Tento ovládač sa preto nesmie používať na žiadne lekárske ani bezpečnostné účely. V tejto forme je určený ako učebný zdroj, nie ako súčasť zdravotníckeho zariadenia.

Tento regulátor je zamýšľaný ako hlavný ovládač pre rad našich alternatívnych prevedení ventilátorov. Ukážková verzia „bench -test“poháňa malé 9 g servo - je ľahké demonštrovať správanie pri ovládaní. Kompletná prootypová jednotka prekonáva signál PWM, ktorý potom môžeme použiť ako vstup pre iné typy mechanických pohonov. Prispôsobenie softvéru spusteniu krokovým motorom je pomerne jednoduché.

Zásoby

1. Arduino Uno SMD R3

2. Sériový modul LCD displeja 20x4 z roku 2004

3. Rotačný snímač KY-040

4. NXP IC, SNÍMAČ TLAKU MPX5010DP

5. 2 diódy LED - 1 zelená, 1 červená (alebo iné kontrastné farby)

6. Spájkovateľná prototypová doska (približne 90 x 70 mm)

7. Plastová skrinka na projekt elektroniky 220 x 150 x 64 mm

8. Skrutky, matice a podpery M3 pre montážnu dosku

9. 2 x 200 ohm, odpory obmedzujúce prúd pre LED diódy

10. 1 x 10 k ohm, vyťahovací odpor pre otočný spínač

Krok 1: Verzia na doske

Toto je základná verzia regulátora na doske - pred pridaním prevodníka tlaku a pred boxom.

Krok 2: Verzia dosky na pečenie - schematická

Toto je schéma pre verziu typu breadboard. Cez tento odkaz je možné získať jasnejšiu verziu, ale všimnite si, že otočný stredový vypínač potrebuje dodatočný 10k ohmový vyťahovací odpor, ktorý nie je zobrazený na obvode:

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

Táto verzia je zobrazená pri riadení serva - čo slúži ako rozumná vizuálna ukážka testovania na stole. Na ovládanie mechaniky skutočnej ventilačnej jednotky samozrejme nestačí, ale pomáha zviditeľniť očakávanú akciu pri testovaní na stole.

Krok 3: Namontujte Arduino do základnej dosky

Montáž Arduina na základnú dosku krabice má za následok „čisté“a úhľadné prevedenie na prednej strane škatule. Myslím, že je to samozrejmé - nerobte však chybu pri označovaní a vŕtaní 4 otvorov. Označte skôr všeobecnú polohu Arduina. Označte a vyvŕtajte jednu dieru. Potom namontujte skrutku, umiestnite Arduino na skrutku, potom označte a vyvŕtajte druhé miesto skrutky. Opakujte to pre posledné 2 skrutky, aby bolo všetko zarovnané.

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

Nie je ideálne mať komponenty na oboch stranách prototypu dosky. Ale v týchto prípadoch bolo len málo možností; vertikálna výška prevodníka tlaku je takmer rovnaká ako otočný spínač. Ak by boli obidva diely na tej istej strane dosky, stredová os otočného ovládača by nepresahovala prednú stranu skrinky.

V tomto prípade teda namontujeme otočný spínač na jednu stranu dosky a prevodník tlaku na druhú.

Krok 5: Namontujte diódy LED na dosku prototypu

LED diódy slúžia na označenie cyklov nádychu a výdychu. Tieto musia byť viditeľné cez prednú stranu skrinky, a preto sú na tej istej strane prototypovej dosky ako otočný ovládač.

Krok 6: Vyrežte otvory v prednej časti škatule

Toto je krok náchylný k chybám, ktorý môže ľahko viesť k poškodeniu škatule alebo k nesprávnemu vyrovnaniu displeja a ovládačov. Dávajte veľký pozor pri meraní škatule a označovaní vyrezaného štvorca po stranách škatule. Skontrolujte, či je okolo otvoru v doske dostatok miesta na osadenie dosky displeja-pričom si všimnite, že doska plošných spojov pre displej je o niekoľko milimetrov väčšia ako samotný displej.

Je dobré vyrezať papierové šablóny pre všetky otvory, ktoré je potrebné vyrezať. To zaisťuje dobré uchytenie. Ďalšou bežnou chybou je rezanie otvorov „zozadu dopredu“v dôsledku zamieňania orientácie komponentov. Šablónu jasne označte tak, aby smerovala dopredu alebo dozadu, a všimnite si ľavú a pravú stranu, ako je znázornené na tomto obrázku.

Krok 7: Namontujte dosku protoype na spodok škatule pomocou rozperiek

Aj keď by bolo jednoduchšie priskrutkovať displej a obvodovú dosku na prednú stranu skrinky, má to dve nevýhody. Po prvé, predná časť škatule je škaredá. Tu zobrazená metóda nemá za následok žiadne skrutky na prednej strane škatule - veľmi „čistý“dizajn. Za druhé, táto metóda uľahčuje montáž a zapojenie. Všetky komponenty je možné namontovať na spodok skrinky a potom prednú stranu jednoducho umiestniť na vrch základne. Montáž komponentov na prednú stranu škatule môže byť náročná kvôli obmedzeniu priestoru kvôli bokom skrinky.

Otázkou je.. ako vyvŕtať otvory v spodnej časti škatule, aby keď je všetko zmontované, bolo všetko zarovnané? Moja obľúbená metóda je táto: upevnite dosku displeja a dosku s plošnými spojmi k prednej strane skrinky pomocou pásky. Približne na miesto, kde si myslíte, že budú nohy upevnené, dajte „blu-Tac“alebo iný vyberateľný „tmel“. Zatvorte škatuľu - a nohy urobia tlač na tmel v správnej polohe. Pomocou týchto značiek vŕtajte a skrutkujte nohy displeja a dosky plošných spojov.

Krok 8: Konečná fixácia dosky plošných spojov a dosky displeja na základnú dosku

Tieto dva obrázky zobrazujú dosku displeja a obvodovú dosku namontovanú na zadnej doske skrinky. V tomto mieste je možné dokončiť a skontrolovať konečné zapojenie.

Krok 9: Schéma zapojenia dosky, ako je znázornené

Diagram tu ukazuje fyzické zapojenie s farebným kódovaním, ktoré sme použili na našom prototype.

Krok 10: Záverečná kontrola a zatvorenie poľa

Obrázky tu zobrazujú konečnú fázu montáže a zatvárania boxu. Tento konkrétny box je uzavretý 6 skrutkami v základni, takže konečný efekt je čistý a upravený.

Video poskytuje rýchlu ukážku softvéru.

Softvér pre Arduino je možné získať z úložiska Ventilator Crowd Git Repository tu:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Skontrolujte komentáre v každej verzii softvéru a uistite sa, že máte správnu verziu pre zariadenie, ktoré vyrábate.

Ako už bolo uvedené, poznamenajte, že ide o prototyp vývoja a nie je testovaný. Nie je vhodný na lekárske použitie. Je zverejnený tu, aby splnil náš záväzok zdieľať všetky naše vývojové práce na týchto dôležitých zariadeniach.