Covid-19 Ventilator Control Unit: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang proyektong ito ay ang prototype build para sa Ventilator Crowd, crowd-sourced ventilator.

Ang nakaharap sa publiko na website para sa proyektong ito ay narito:

Ito ay ibinabahagi dito upang ang iba ay maaaring makabuo sa aming kasalukuyang trabaho, upang malaman ang tungkol sa mga kumokontrol na ito at maunawaan kung ano ang ginagawa namin. Tandaan na ang proyektong ito ay hindi pa nasusubukan at walang mga pag-apruba para sa paggamit ng medikal. Dahil dito ang tagapagkontrol na ito ay hindi dapat gamitin para sa anumang layunin na nauugnay sa medikal o kaligtasan. Sa form na ito inilaan ito bilang isang mapagkukunan sa pag-aaral hindi isang item ng kagamitang medikal.

Ang controller na ito ay inilaan upang maging pangunahing controller para sa isang bilang ng aming mga kahaliling disenyo ng bentilador. Ang bersyon ng demonstrasyon na 'bench-test' ay nagtutulak ng isang maliit na 9g servo - simpleng upang ipakita ang pag-uugali ng kontrol. Ang kumpletong unit ng prootype ay lumalabas sa isang signal ng PWM na maaari naming magamit bilang isang input para sa iba pang mga uri ng mga mekanikal na tagapag-akit. Ang pag-angkop sa software na tumakbo sa isang stepper-motor ay medyo simple.

Mga gamit

1. Arduino Uno SMD R3

2. Serial 2004 20x4 LCD display Module

3. KY-040 rotary encoder

4. NXP IC, PRESSURE SENSOR MPX5010DP

5. 2 LEDs - 1 Green, 1 Pula (o iba pang magkakaibang kulay)

6. Solderable prototype board (sa paligid ng 90x70mm)

7. Ang enclosure ng proyekto ng plastic electronics 220 x 150 x 64mm

8. M3 bolts, nut at stand-off para sa mounting board

9. 2 x 200 ohm, kasalukuyang nililimitahan ang mga resistor para sa mga LED

10. 1 x 10k ohm, pull-up risistor para sa rotary switch

Hakbang 1: Bersyon ng Bread-board

Ito ang pangunahing bersyon ng bread-board ng controller - bago idagdag ang presyon ng pagsukat ng transducer at bago ang boksing.

Hakbang 2: Bersyon ng Bread-board - Schematic

Ito ang eskematiko para sa bersyon ng tinapay-board. Ang isang mas malinaw na bersyon ay maaaring mai-sccess sa pamamagitan ng link na ito ngunit tandaan na ang rotary center-push switch ay nangangailangan ng isang karagdagang 10k ohm pull-up risistor na hindi ipinapakita sa circuito:

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

Ipinapakita ang bersyon na ito sa pagmamaneho ng isang servo - na gumaganap bilang isang makatuwirang visual demonstration para sa desk-top test. Siyempre, ito ay hindi sapat upang talagang himukin ang mekanika ng tunay na yunit ng bentilador - ngunit makakatulong ito na makita ang inaasahang pagkilos para sa pagsusuri sa tuktok.

Hakbang 3: I-mount ang Arduino sa Box Baseplate

Ang pag-mount ng Arduino sa kahon na baseplate ay nagreresulta sa isang 'malinis' at maayos na tapusin sa harap na bahagi ng kahon. Hulaan ko na napupunta ito nang hindi sinasabi - ngunit huwag gawin ang error ng pagmamarka at pagbabarena ng 4 na butas. Sa halip, markahan ang pangkalahatang lokasyon ng Arduino. Markahan at mag-drill ng isang butas. Pagkatapos magkasya sa isang bolt, ilagay ang Arduino sa bolt, pagkatapos markahan at drill ang pangalawang lokasyon ng bolt. Ulitin ito para sa huling 2 bolts upang makuha ang lahat na nakahanay.

Hakbang 4: I-mount ang Rotary Switch at Pressure Transducer Sa Prototype Board

Hindi mainam na magkaroon ng mga bahagi sa magkabilang panig ng isang prototype board. Ngunit sa mga kasong ito mayroong ilang mga pagpipilian; ang patayong taas ng pressure transducer ay halos kapareho ng rotary switch. Kung ang parehong mga bahagi ay nasa parehong bahagi ng board, kung gayon ang gitnang ehe ng rotary controller ay hindi pahabain sa harap ng kahon.

Kaya sa kasong ito, inilalagay namin ang rotary switch sa isang gilid ng board at ang transducer ng presyon sa kabilang panig.

Hakbang 5: I-mount ang Mga LED Sa Prototype Board

Ginagamit ang mga LED upang ipahiwatig ang paglanghap at pagbuga ng mga siklo. Ang mga ito ay kailangang makita sa pamamagitan ng harap na mukha ng kahon at samakatuwid ay nasa parehong bahagi ng prototype board bilang rotary controller.

Hakbang 6: Gupitin ang Mga Butas sa Harap ng Mukha ng Kahon

Ito ay isang hakbang na madaling kapitan ng error na maaaring madaling magresulta sa isang nasira na kahon, o isa kung saan ang display at pagkontrol ay hindi maayos na naayos. Mag-ingat sa pagsukat ng kahon at markahan ang display-cut out square sa mga gilid ng kahon. Suriin na may sapat na puwang sa paligid ng butas para magkasya ang display board - na ang circuit-board para sa display ay maraming milli-meter na mas malaki kaysa sa display mismo.

Magandang ideya na i-cut ang mga template ng papel para sa lahat ng mga butas na kailangang i-cut. Tinitiyak nito ang isang mahusay na magkasya. Ang isa pang karaniwang error ay upang i-cut ang mga butas na 'back-to-front' bilang isang resulta ng nakalilito ang oryentasyon ng mga bahagi. Malinaw na markahan ang iyong template bilang nakaharap sa pasulong o paatras at tandaan ang kaliwa at kanan tulad ng ipinakita sa larawang ito.

Hakbang 7: I-mount ang Board ng Protoype sa Ibaba ng Kahon Gamit ang Spacers

Habang ito ay magiging mas madali upang i-bolt ang display at circuit board papunta sa harap na mukha ng kahon na ito ay may dalawang mga disadvantages. Una, ginagawang pangit ang harapan ng kahon. Ang pamamaraang ipinakita dito ay nagreresulta walang mga turnilyo sa harap na mukha ng kahon - isang napaka-malinis na disenyo. Pangalawa, ang pamamaraang ito ay ginagawang mas madali ang pagpupulong at mga kable. Ang lahat ng mga bahagi ay maaaring tipunin sa ilalim ng kaso, pagkatapos ang harapan ng mukha ay maaaring mailagay sa tuktok ng base. Ang mga sangkap ng paglalagay sa harap na mukha ng kahon ay maaaring maging nakakalito dahil sa paghihigpit sa puwang dahil sa mga gilid ng kahon.

Ang tanong ay.. kung paano mag-drill ang mga butas sa ilalim ng kahon upang kapag ang lahat ay tipunin ang lahat ng mga linya? Ang aking paboritong pamamaraan ay ito: ayusin ang display board at circuit board sa harap na mukha ng kahon gamit ang tape. Ilagay ang 'blu-Tac' o ilang iba pang naaalis na materyal na 'masilya' na tinatayang kung saan sa tingin mo ay maaayos ang mga binti. Isara ang kahon - at ang mga binti ay gagawa ng isang naka-print sa masilya sa tamang posisyon. Gamitin ang mga markang ito upang mag-drill at i-bolt ang mga binti ng display at ang circuit board.

Hakbang 8: Pangwakas na Pag-ayos ng Circuit Board at Display Board Sa Base-plate

Ipinapakita ng dalawang imaheng ito ang display board at circuit board na naka-mount sa back-plate ng kahon. Sa puntong ito ang pangwakas na mga kable ay maaaring makumpleto at masuri.

Hakbang 9: Mga Diagram ng Mga Kable para sa Lupon Tulad ng Ipinapakita

Ipinapakita ng diagram dito ang mga pisikal na kable na may kulay na coding na ginamit namin sa aming prototype.

Hakbang 10: Pangwakas na Suriin at Isara ang Kahon

Ipinapakita ng mga imahe dito ang huling yugto ng pagpupulong at pagsasara ng kahon. Ang partikular na kahon na ito ay gaganapin sarado na may 6 na mga turnilyo sa base, kaya't ang pangwakas na epekto ay malinis at maayos.

Nagbibigay ang video ng isang mabilis na pagpapakita ng software.

Ang software para sa Arduino ay maaaring makuha mula sa Ventilator Crowd Git Repository dito:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Suriin ang mga komento sa bawat bersyon ng software upang matiyak na mayroon kang tamang bersyon para sa aparato na iyong itinatayo.

Tulad ng dati, tandaan na ito ay isang prototype ng pag-unlad at hindi nasubukan. Hindi ito angkop para sa paggamit ng medisina. Nai-post ito dito upang matugunan ang aming pangako na ibahagi ang lahat ng aming gawaing pag-unlad sa mahahalagang mga aparatong ito.