Covid-19 Ventilatör Kontrol Ünitesi: 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu proje, kitle kaynaklı ventilatör olan Ventilator Crowd'un prototip yapısıdır.

Bu projenin halka açık web sitesi burada:

Başkalarının mevcut çalışmalarımızı geliştirebilmesi, bu kontrolörler hakkında bilgi edinmesi ve ne yaptığımızı anlaması için burada paylaşılmaktadır. Bu projenin henüz test edilmediğini ve tıbbi kullanım için herhangi bir onayı olmadığını unutmayın. Bu nedenle bu kontrolör herhangi bir tıbbi veya güvenlikle ilgili amaç için kullanılmamalıdır. Bu formda, bir tıbbi ekipman parçası değil, bir öğrenme kaynağı olması amaçlanmıştır.

Bu kontrolör, bir dizi alternatif ventilatör tasarımımızın temel kontrolörü olarak tasarlanmıştır. 'Tezgah testi' tanıtım versiyonu, kontrol davranışını göstermek için basit, küçük bir 9g servo kullanıyor. Komple prootip birimi, daha sonra diğer mekanik aktüatör türleri için girdi olarak kullanabileceğimiz bir PWM sinyali verir. Yazılımı bir step motorla çalışacak şekilde uyarlamak nispeten basittir.

Gereçler

1. Arduino Uno SMD R3

2. Seri 2004 20x4 LCD ekran Modülü

3. KY-040 döner kodlayıcı

4. NXP IC, BASINÇ SENSÖRÜ MPX5010DP

5. 2 LED - 1 Yeşil, 1 Kırmızı (veya diğer zıt renkler)

6. Lehimlenebilir prototip kartı (yaklaşık 90x70mm)

7. Plastik elektronik proje muhafazası 220 x 150 x 64mm

8. Montaj panosu için M3 cıvatalar, somunlar ve ayırıcılar

9. LED'ler için 2 x 200 ohm, akım sınırlayıcı dirençler

10. 1 x 10k ohm, döner anahtar için çekme direnci

1. Adım: Ekmek Tahtası Sürümü

Bu, kontrolörün temel ekmek tahtası versiyonudur - basınç ölçüm dönüştürücüsünün eklenmesinden ve kutulamadan önce.

Adım 2: Ekmek Tahtası Versiyonu - Şematik

Bu, breadboard versiyonunun şemasıdır. Bu bağlantı aracılığıyla daha net bir sürüme erişilebilir, ancak döner merkez itmeli anahtarın devrede gösterilmeyen ek bir 10k ohm çekme direncine ihtiyacı olduğunu unutmayın:

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

Bu sürüm, masaüstü testi için makul bir görsel gösteri işlevi gören bir servoyu sürerken gösterilmektedir. Gerçek ventilatör ünitesinin mekaniğini fiilen çalıştırmak elbette yeterli değildir - ancak beklenen işlemin masa üstü testi için görünür olmasına yardımcı olur.

Adım 3: Arduino'yu Kutu Taban Plakasına Monte Edin

Arduino'yu kutu taban plakasına monte etmek, kutunun ön tarafında 'temiz' ve düzgün bir yüzey elde edilmesini sağlar. Sanırım bunu söylemeye gerek yok - ama 4 delik işaretleme ve delme hatasına düşmeyin. Bunun yerine, Arduino'nun genel konumunu işaretleyin. Bir deliği işaretleyin ve delin. Ardından bir cıvata takın, Arduino'yu cıvatanın üzerine yerleştirin, ardından ikinci cıvata konumunu işaretleyin ve delin. Her şeyi hizalamak için bunu son 2 cıvata için tekrarlayın.

Adım 4: Döner Anahtarı ve Basınç Dönüştürücüyü Prototip Panosuna Monte Edin

Bir prototip panosunun her iki tarafında bileşenlerin olması ideal değildir. Ancak bu durumlarda çok az seçenek vardı; basınç dönüştürücünün dikey yüksekliği, döner anahtar ile hemen hemen aynıdır. Her iki bileşen de kartın aynı tarafında olsaydı, döner kontrolörün merkez aksı kutunun ön yüzünden uzanmazdı.

Yani bu durumda, döner anahtarı kartın bir tarafına ve basınç dönüştürücüyü diğer tarafına monte ediyoruz.

Adım 5: LED'leri Prototip Panosuna Monte Edin

LED'ler nefes alma ve nefes verme döngülerini belirtmek için kullanılır. Bunların kutunun ön yüzünden görülebilmesi gerekir ve bu nedenle prototip kartının döner kontrolör ile aynı tarafındadır.

Adım 6: Kutunun Ön Yüzündeki Delikleri Kesin

Bu, kutunun kolayca hasar görmesine veya ekran ile kontrollerin iyi hizalanmamasına neden olabilecek hataya açık bir adımdır. Kutuyu ölçerken ve kutunun yanlarındaki ekran kesimli kareyi işaretlerken çok dikkatli olun. Ekran kartının sığması için deliğin etrafında yeterli boşluk olup olmadığını kontrol edin - ekran devre kartının ekranın kendisinden birkaç milimetre daha büyük olduğuna dikkat edin.

Kesilmesi gereken tüm delikler için kağıt şablonları kesmek iyi bir fikirdir. Bu iyi bir uyum sağlar. Diğer bir yaygın hata, bileşenlerin yönünü karıştırmanın bir sonucu olarak delikleri 'arkadan öne' kesmektir. Şablonunuzu ileriye veya geriye dönük olarak açıkça işaretleyin ve bu resimde gösterildiği gibi sola ve sağa dikkat edin.

Adım 7: Ara Parçaları Kullanarak Prototip Panosunu Kutunun Altına Monte Edin

Ekranı ve devre kartını kutunun ön yüzüne vidalamak daha kolay olsa da bunun iki dezavantajı vardır. İlk olarak, kutunun önünü çirkinleştirir. Burada gösterilen yöntem, kutunun ön yüzünde vida olmamasına neden olur - çok 'temiz' bir tasarım. İkincisi, bu yöntem montajı ve kablolamayı kolaylaştırır. Tüm bileşenler kasanın altına monte edilebilir, ardından ön yüz tabanın üstüne kolayca yerleştirilebilir. Bileşenleri kutunun ön yüzüne takmak, kutu kenarlarından kaynaklanan alan kısıtlaması nedeniyle zor olabilir.

Soru şu ki, kutunun altındaki delikler nasıl delinir, böylece her şey monte edildiğinde her şey hizalanır? En sevdiğim yöntem şudur: ekran kartını ve devre kartını bant kullanarak kutunun ön yüzüne sabitleyin. Bacakların sabitleneceğini düşündüğünüz yere yaklaşık olarak 'blu-Tac' veya başka bir çıkarılabilir 'macun' malzemesi koyun. Kutuyu kapatın - bacaklar macuna doğru konumda bir baskı yapacaktır. Ekranın ve devre kartının ayaklarını delmek ve cıvatalamak için bu işaretleri kullanın.

Adım 8: Devre Kartının ve Ekran Kartının Taban Plakasına Son Sabitlenmesi

Bu iki resim, kutunun arka plakasına monte edilmiş ekran kartını ve devre kartını göstermektedir. Bu noktada son kablolama tamamlanabilir ve kontrol edilebilir.

Adım 9: Gösterildiği Gibi Kart için Kablolama Şeması

Buradaki şema, prototipimizde kullandığımız renk kodlaması ile fiziksel kablolamayı göstermektedir.

Adım 10: Son Kontrol ve Kutuyu Kapatın

Buradaki resimler, montajın ve kutunun kapatılmasının son aşamasını göstermektedir. Bu özel kutu, tabanda 6 vida ile kapalı tutulur, böylece nihai etki temiz ve derli toplu olur.

Video, yazılımın hızlı bir gösterimini sağlar.

Arduino yazılımı, Ventilator Crowd Git Deposundan şuradan edinilebilir:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Oluşturduğunuz cihaz için doğru sürüme sahip olduğunuzdan emin olmak için yazılımın her sürümündeki yorumları kontrol edin.

Daha önce olduğu gibi, bunun bir geliştirme prototipi olduğunu ve test edilmediğini unutmayın. Tıbbi kullanıma uygun değildir. Bu önemli cihazlardaki tüm geliştirme çalışmalarımızı paylaşma taahhüdümüzü yerine getirmek için burada yayınlanmıştır.