Unitatea de comandă a ventilatorului Covid-19: 10 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Acest proiect este construirea prototipului pentru Ventilator Crowd, ventilator cu sursă de mulțime.

Site-ul public pentru acest proiect este aici:

Este împărtășit aici, astfel încât ceilalți să poată construi pe munca noastră actuală, să afle despre aceste controlere și să înțeleagă ceea ce facem. Rețineți că acest proiect nu este încă testat și nu are aprobări pentru uz medical. Ca atare, acest controler nu trebuie utilizat în niciun scop medical sau de siguranță. În această formă, este conceput ca o resursă de învățare, nu ca un element de echipament medical.

Acest controler este destinat să fie controlerul central pentru o serie de modele de ventilatoare alternative. Versiunea demonstrativă „bench-test” conduce un servo mic de 9g - simplu pentru a demonstra comportamentul de control. Unitatea prootype completă depășește un semnal PWM pe care îl putem folosi ca intrare pentru alte tipuri de actuatoare mecanice. Adaptarea software-ului pentru a rula cu un motor pas cu pas este relativ simplă.

Provizii

1. Arduino Uno SMD R3

2. Modul de afișare LCD Serial 2004 20x4

3. Codificator rotativ KY-040

4. IC NXP, SENZOR DE PRESIUNE MPX5010DP

5. 2 LED-uri - 1 verde, 1 roșu (sau alte culori contrastante)

6. Placă prototip sudabilă (aproximativ 90x70mm)

7. Carcasă de proiectare electronică din plastic 220 x 150 x 64mm

8. Șuruburi, piulițe și suporturi M3 pentru placa de montare

9. 2 x 200 ohmi, rezistențe cu limitare de curent pentru LED-uri

10. 1 x 10k ohm, rezistență de tracțiune pentru comutator rotativ

Pasul 1: versiunea panoului de calcul

Aceasta este versiunea de bază a panoului de control - înainte de adăugarea traductorului de măsurare a presiunii și înainte de box.

Pasul 2: versiunea panoului de schi - schematică

Aceasta este schema pentru versiunea de panou. O versiune mai clară poate fi ștearsă prin acest link, dar rețineți că comutatorul rotativ central-push are nevoie de un rezistor de tracțiune suplimentar de 10 k ohmi care nu este afișat în circuit:

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

Această versiune este afișată conducând un servo - care acționează ca o demonstrație vizuală rezonabilă pentru testarea la birou. Desigur, nu este suficient pentru a conduce mecanica unității de ventilator reale - dar ajută la vizibilizarea acțiunii așteptate pentru testarea la birou.

Pasul 3: Montați Arduino în placa de bază a cutiei

Montarea Arduino pe placa de bază a cutiei are ca rezultat un finisaj „curat” și îngrijit în partea din față a cutiei. Cred că acest lucru este de la sine înțeles - dar nu faceți eroarea de marcare și găurire a 4 găuri. Mai degrabă, marcați locația generală a Arduino. Marcați și găuriți o gaură. Apoi montați un șurub, așezați Arduino pe șurub, apoi marcați și găuriți a doua locație a șurubului. Repetați acest lucru pentru ultimele 2 șuruburi pentru a alinia totul.

Pasul 4: Montați comutatorul rotativ și traductorul de presiune pe placa prototip

Nu este ideal să aveți componente pe ambele părți ale unei plăci prototip. Dar în aceste cazuri au existat puține opțiuni; înălțimea verticală a traductorului de presiune este aproape aceeași cu comutatorul rotativ. Dacă ambele componente ar fi pe aceeași parte a plăcii, atunci axul central al controlerului rotativ nu s-ar extinde prin fața cutiei.

Deci, în acest caz, montăm comutatorul rotativ pe o parte a plăcii și traductorul de presiune pe cealaltă.

Pasul 5: Montați LED-urile pe placa prototip

LED-urile sunt utilizate pentru a indica ciclurile de inspirație și expirație. Acestea trebuie să fie vizibile prin fața frontală a cutiei și, prin urmare, se află pe aceeași parte a plăcii prototip cu controlerul rotativ.

Pasul 6: Tăiați găurile din fața frontală a cutiei

Acesta este un pas predispus la erori care poate duce cu ușurință la o cutie deteriorată sau la care afișajul și comenzile nu sunt bine aliniate. Aveți mare grijă la măsurarea cutiei și marcarea pătratului decupat pe afișaj pe laturile cutiei. Verificați dacă există suficient spațiu în jurul orificiului pentru a se potrivi placa de afișare - observând că placa de circuite pentru afișaj este cu câțiva milimetri mai mare decât afișajul în sine.

Este o idee bună să tăiați șabloane de hârtie pentru toate găurile care trebuie tăiate. Acest lucru asigură o potrivire bună. O altă eroare obișnuită este tăierea găurilor „din spate în față” ca urmare a confuziei orientării componentelor. Marcați clar șablonul ca fiind orientat înainte sau înapoi și notați stânga și dreapta așa cum se arată în această imagine.

Pasul 7: Montați placa Protoype pe partea inferioară a cutiei folosind distanțieri

Deși ar fi mai ușor să înșurubați afișajul și placa de circuite pe fața frontală a cutiei, aceasta are două dezavantaje. În primul rând, face ca partea din față a cutiei să fie urâtă. Metoda prezentată aici are ca rezultat lipsa șuruburilor pe fața frontală a cutiei - un design foarte „curat”. În al doilea rând, această metodă facilitează asamblarea și cablarea. Toate componentele pot fi asamblate pe fundul carcasei, apoi fața frontală poate fi așezată pur și simplu deasupra bazei. Montarea componentelor în fața frontală a cutiei poate fi dificilă din cauza restricției de spațiu datorată laturilor cutiei.

Întrebarea este … cum să găuriți găurile din partea de jos a cutiei, astfel încât, atunci când totul este asamblat, să se alinieze? Metoda mea preferată este următoarea: fixați placa de afișare și placa de circuit în fața frontală a cutiei folosind bandă. Puneți „blu-Tac” sau alt material „chit” detașabil aproximativ acolo unde credeți că vor fi fixate picioarele. Închideți cutia - iar picioarele vor face o imprimare în chit în poziția corectă. Folosiți aceste semne pentru a găuri și înșuruba picioarele afișajului și a plăcii de circuit.

Pasul 8: Fixarea finală a plăcii de circuite și a plăcii de afișare pe placa de bază

Aceste două imagini prezintă placa de afișaj și placa de circuit montate pe placa posterioară a cutiei. În acest moment cablarea finală poate fi finalizată și verificată.

Pasul 9: Schema de cablare pentru placa așa cum se arată

Diagrama de aici arată cablajul fizic cu codarea culorilor pe care le-am folosit pe prototipul nostru.

Pasul 10: Verificarea finală și închiderea cutiei

Imaginile de aici arată etapa finală a asamblării și închiderii cutiei. Această cutie specială este ținută închisă cu 6 șuruburi în bază, astfel încât efectul final este curat și îngrijit.

Videoclipul oferă o demonstrație rapidă a software-ului.

Software-ul pentru Arduino poate fi obținut de la Ventilator Crowd Git Repository aici:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Verificați comentariile din fiecare versiune a software-ului pentru a vă asigura că aveți versiunea corectă pentru dispozitivul pe care îl construiți.

Ca și anterior, rețineți că acesta este un prototip de dezvoltare și nu este testat. Nu este potrivit pentru uz medical. Este postat aici pentru a ne îndeplini angajamentul de a împărtăși toată munca noastră de dezvoltare pe aceste dispozitive importante.