COVID-19 Senzor de flux de aer Automotive Hack: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Acesta este un proiect care evoluează rapid … acest senzor a fost abandonat deoarece nu are găuri de montare sau metodă ușoară de etanșare la un tub. Un proiect în curs de senzor de flux de aer este aici: AFH55M12

Descrierea proiectului de la Ingineria utilă

Aici intenția este de a crea un dispozitiv de monitorizare, bazat pe un debitmetru de masă, care să poată fi utilizat atunci când se împarte un ventilator în doi sau mai mulți pacienți. Acest lucru va permite personalului să monitorizeze pacienții individuali în timp ce este controlat de un dispozitiv în situații extreme în care numărul de ventilatoare nu este suficient pentru a face față numărului de pacienți. Citirea ar trebui să fie vizibilă local pe dispozitiv și poate fi necesar să fie introduși parametrii de către personal pentru a crea un domeniu de operare sigur și pentru a crea eventuale alarme atunci când sistemul măsoară un parametru în afara intervalului.

Cerințe de proiect

Acesta este un studiu rapid al utilizării unui senzor ieftin de tipul fluxului de aer pentru autovehicule.

Citirea de la un senzor de flux de aer de masă auto folosind un microController 12 biți ADC, interval de 20 ms

Pasul 1: Testarea inițială nu a reușit

Citirea inițială a încercării de a inspira / expira în tubul de 3”a fost slabă. Doar respirațiile medii sau mari ar declanșa ieșiri către ADC.

• ADC pe 12 biți => 4096 - Numai respirațiile mari declanșează …
• citiți ~ 200-350 ADC cu lățime mare

Pasul 2: Tub modificat într-un tub

Am modificat diametrul tubului la 1,75”folosind o rolă de prosop de hârtie

• Respirații mari adc vârf 900, 0,725 volți
• Respirațiile medii ating vârful la ~ 600
• Cea mai mică respirație pe care o pot lua ~ 400 …..
• Respirații uriașe puternice.. Am amețit după câteva … ajunge până la ~ 3000 (2,4 volți)

Am calibrat senzorul folosind aproximativ 430 ml pentru o respirație medie. Integrarea sub curbă pentru fiecare respirație oferă un volum estimat.

Note:

• Exhalările sunt zgomotoase, deoarece senzorul nu este pus să funcționeze în ambele direcții
• Inhalările sunt de fapt în direcția opusă ca săgeata de pe corpul senzorului. Am încercat-o în ambele sensuri și la debitele pe care încercăm să le măsurăm, există mai multă sensibilitate în direcția opusă fluxului de aer dorit..
• Reducerea diametrului tubului și mai departe (de la 1,75”la ~ 1”) va crește sensibilitatea, fără a avea dezavantaje negative.
• Există un timp omis între inhalări și expirații din graficul de mai sus (ADC a declanșat numai deasupra unui prag)
• 300-400mL este de fapt un volum foarte mic! Este aceeași cantitate de spațiu ca un tub de 1 "x 38" lungime. Deci, aerul care trece prin senzor probabil nu va ajunge la plămânul pacientului până la a doua respirație, în funcție de locația senzorului.

• Utilizarea unui tub de 1”diametru și inhalarea normală de 500 ml oferă o viteză medie a aerului de 0,328 m / s

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

Pasul 3: Rezumatul rezultatelor

• Utilizarea acestui senzor sau ceva similar și reducerea diametrului tubului pentru a satisface sensibilitatea necesară pare promițătoare.
• Aveți nevoie de un senzor de flux de aer pentru a calibra un senzor de flux de aer. Calibrarea va trebui să aibă loc pe volume mici, medii și mari de aer și, eventual, pentru fiecare senzor individual produs.
• Presupun că acuratețea va depinde de selecția senzorului, de diametrul tubului și de amplasarea în tub. Odată calibrat, acest dispozitiv de testare curent (cu corpul mare de 1,75”diametru) are probabil +/- 40mL.
• Dacă diametrul tubului rămâne 1 "sau mai mare, debitele vor rămâne scăzute și presupun că condițiile de intrare și ieșire (mai mari de 2") către senzor vor fi neglijabile
• Iată un producător american al unui senzor similar în pachetul de montare PCB Degree Controls, inc

Date Excel aici

Pasul 4: Date senzor

• Achiziționat local aici pentru 57 USD, Blue Streak # MF21041N
• Tip senzor: anemometru cu sârmă fierbinte (ghiciți aici) -
• Acest senzor MAF se găsește și sub aceste numere de piesă OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• De asemenea, pe aliexpress pentru ~ 22 USD [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Unele modele au numerele tipărite imprimate pe corp

• Pinul 1 Masă
• Pin 2 Signal
• Pin 3 Putere 7,5-12 volți, 76ma

Pasul 5: Configurarea testului final

Configurarea a fost destul de ușoară. Pinul 1 (masă) și pinul 2 (senzor) sunt conectate la un microcontroler. Schița Arduino doar citește și tipărește pinul analogic 0 pe serie.