20 funtgacha bo'lgan COVID-19 shamollatgichi uchun Arduino yordamida aniq havo oqimi sensori qanday qilinadi: 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Iltimos, ushbu teshik sezgichining eng yangi dizayni uchun ushbu hisobotga qarang:

Bu ko'rsatmalarni past narxli differentsial bosim sensori va tayyor materiallardan foydalangan holda havo oqimi tezligi sensori qanday qurilishini ko'rsatadi. Dizayn tuynuk tipidagi oqim sensori uchun mo'ljallangan, teshik (bizning holatimizda kir yuvish mashinasi) cheklovni ta'minlaydi va biz teshikdagi bosim farqini o'lchash orqali oqimni hisoblashimiz mumkin.

Dastlab biz ushbu sensorni OpenVent-Bristol loyihamiz uchun ishlab chiqdik va qurdik, bu COVID-19 ni davolash uchun tezkor ishlab chiqaruvchi ventilyatorning ochiq manbali dizayni. Biroq, bu sensor deyarli har qanday havo oqimini sezish uchun ishlatilishi mumkin.

Dizaynimizning bu boshlang'ich versiyasi to'liq tayyor bo'lmagan qismlardan foydalangan holda qilingan, 3D bosib chiqarish yoki lazerni kesish shart emas.

Qo'shilgan rasmda dizaynning kesma chizig'i ko'rsatilgan. Oqim tezligini hisoblash uchun teshik bo'ylab differentsial bosimni o'lchaydigan, yuvish vositasi o'rnatilgan ikkita uzunlikdagi sanitariya -tesisat trubkasi.

Xursand bo'ling !! va agar siz o'zingizniki bo'lsangiz, bizga sharh bering.

1 -qadam: ehtiyot qismlarni sotib oling

Bu sizga kerak bo'ladigan qismlar:

• 2x15 sm uzunlikdagi 22 mm OD PVX quvurlari
• 1x metall kir yuvish mashinasi identifikatori 5,5 mm OD 20 mm atrofida (19,5-22 mm oralig'ida yaxshi)

• Differentsial bosim sensori (taxminan 10 funt). Biz MPX5010DP dan foydalanganmiz, lekin siz tizimingizdagi bosimga mos keladigan boshqasini tanlashingiz mumkin. Bu sensorlarni sotadigan ba'zi namunali do'konlar quyida keltirilgan:

  • uk.rs-online.com/web/p/pressure-sensors/71…
  • www.digikey.co.uk/product-detail/uz/nxp-us…
  • www.mouser.co.uk/ProductDetail/NXP-Semicon…
• Taxminan 20 mm uzunlikdagi bosimli quvurli quvurlar: har qanday 2 mm OD qattiq quvurlari, masalan, guruch trubkasi mos bo'lishi kerak. Umidsizlikdan men WD-40 qutisidan purkagichni ishlatardim, u ishladi, lekin super elim yaxshi yopishmadi.
• Super elim
• Bosim sensori bosim portlariga ulanish uchun silikon/PVX quvurlari. 2-3 mm identifikatori yaxshi bo'lishi kerak, agar sizning trubkangiz katta bo'lsa, sizga kichik simi taqish kerak bo'lishi mumkin.

Agar siz oqim sensori quvurini boshqa 22 mm trubaga joylashtirmoqchi bo'lsangiz, 1 yoki 2 ta sanitariya-tesisat ulagichini sotib olishingiz mumkin:

Eslatma: Tanlangan materiallar tibbiy mahsulot qoidalariga, xususan, PVXga mos kelmaydi.

2 -qadam: Santexnika trubkasini kesib oling

Santexnika trubkasidan 2 uzunlik kesib oling. Biz 15 sm uzunlikdan foydalanganmiz, lekin u biroz qisqaroq ishlashi mumkin. Men kesishni mitti arra yordamida qildim, chunki chiroyli kvadrat kesish juda muhim. Har qanday burmalarni tekislash uchun qumli qog'ozdan foydalaning

3 -qadam: Santexnika quvurlarini yig'ing

• Kir yuvish mashinasini bitta trubkaning oxirigacha yopishtiring, kir yuvish mashinasining naycha bilan kontsentrik ekanligiga ishonch hosil qiling va havo bosimi chiqmasligi uchun kir yuvish mashinasining atrofini doimiy ravishda yopishtirib turing.
• Keyin quvurning boshqa uzunligini kir yuvish mashinasining boshqa tomoniga yopishtiring. Yana havo yopishmasligi uchun atrofga yopishtiring

4 -qadam: bosim o'tkazgichlarini qo'shing

1. Kiritilgan rasmga ko'ra, kir yuvish mashinasidan masofada 2 teshik oching
2. 2 mm OD tayoqchalarini teshiklarga suring, uning mahkam o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling (mening trubkam 2,2 OD edi, lekin mening burg'ulashim 2 mm edi, shuning uchun men trubka mahkam o'rnashguncha matkapni biroz qimirlatdim)
3. Naychani teshikka yopishtiring, uning atrofiga muhrlanganligiga ishonch hosil qiling
4. Silikon naycha yaxshi va mahkam o'rnashmaguncha, bosim o'tkazgichini izolyatsiya tasmasini o'rab oling

5 -qadam: Sinab ko'ring va sozlang

Bosim sensorini Arduino -ga ulang va bosim o'tkazgichlarini bosim sensori portlariga ulang. Sensorning analog analog pimi dasturiy ta'minot piniga mos kelishiga ishonch hosil qiling.

Uni biriktirilgan kod yordamida tekshiring. E'tibor bering, quyidagi kutubxonalar kerak:

• Wire.h
• va Sensirion_SFM3000_arduino (bu kutubxona boshqa sensor uchun mo'ljallangan, lekin men buni hisobga olish uchun kodimga ba'zi o'zgartirishlar kiritganman)

Sensorni sozlashni xohlasangiz, biz uy sensori bilan ketma -ket ulangan Sensirion SFM3300 ishlatardik. SFM3300 uchun ulanishlar:

• VC - 5V
• GND - GND
• SDA - A4
• SCL - A5

Ideal holda, kalibrlash testi uchun sizning havo manbangiz doimiy oqimni berishi va nazorat qilinadigan oqim tezligini boshqarishi kerak. Biz potentsiometr yordamida boshqariladigan elektron cho'tkali DC tezlikni boshqarish moslamasi orqali quvvat oladigan havo to'shakli nasosdan foydalanganmiz. Agar sizda doimiy quvvat manbai bo'lsa, u ham yaxshi ishlaydi.

Sensorimizdagi bosim va oqimni o'qiy oladigan kod, shuningdek, Sensirion SFM3300 -dan i2c orqali o'qilishi mumkin, bu bizni kalibrlash uchun ishlatilgan sensori. kalibrlash sensori. (Ajablanarlisi shundaki, DIY sensori SFM3300 ga qaraganda barqaror va izchil o'qishni ta'minladi)

Kodning birinchi versiyasi oqim tezligini o'qish uchun kalibrlangan qidiruv jadvalidan foydalanadi. Biz buni shunday qildik

• bosimni bizning havo manbamizdan to'liq tozalash orqali qayd etish (.csv fayli sifatida)
• ma'lumotlarni Excelga olish
• oqim tezligini aniqlash uchun uni tenglamadan o'tkazish
• keyin Arduino tamsayılar qatoriga nusxa ko'chirilgan/joylashtirilgan vergul bilan ajratilgan qidirish jadvalini yaratish

Tenglama bilan Excel doc saqlanadi …

Kodning ikkinchi versiyasi quyidagi sabablarga ko'ra koddagi tenglamadan foydalanadi:

• haroratni hisobga olish (bu oqim tezligiga ta'sir qiladi)
• quyi oqim cheklovining o'zgarishini hisobga olish uchun, bu alohida quyi bosim sensori bilan seziladi

6 -qadam: Janki kalibrlash usulining to'g'ri varianti

Agar sizda Sensirion SFM3300 kabi kalibrlash uchun tayyor oqim sensori bo'lmasa, bu oqim chiqishi haqida SUPER qo'pol tasavvurga ega bo'lishning bir usuli. Biroq, bu faqat yuqori bosimli oqim manbai bilan ishlaydi (hatto havo to'shagi pompasi balonni shamollatish uchun kurashishi mumkin) va agar siz havo ta'minotini qayta -qayta o'chirib qo'ysangizgina ishlaydi.

• Balonni tizim chiqishiga ulang va uning inflyatsiyasini har bir inflyatsiyaga o'lchang
• O'lchov idishini suv bilan to'ldiring (ehtimol yarim yo'l)
• Balonni xuddi shu diametrga qayta to'ldiring, so'ng uni idishga to'liq botirib oling va balonni qo'yishdan oldin va keyin suv sathidagi farqni yozib oling.
• Keyin siz kodingizdagi har bir balon inflyatsiyasini o'lchashingiz kerak bo'ladi, bu vaqt o'tishi bilan oqimni birlashtirish orqali amalga oshiriladi. Men sizga buni amalga oshirish uchun aniq kod berolmayman, chunki u sizning oqim manbangizga va sizning kodingiz oqimning boshlanishi va to'xtashini qanday his qilishiga qarab farq qilishi kerak, lekin men matnli faylga qo'yiladigan funktsiyani biriktirdim. Agar siz ovozni hisoblashni qachon boshlashingiz va to'xtatishingiz kerakligini aytishingiz kerak bo'ladi (ya'ni, bizning testimizda bu har bir nafasning boshida va to'xtashida bo'lgan), bu funktsiyaga "breathStatus" deb nomlangan mantiqiy o'zgaruvchi orqali ko'rsatiladi. Siz uni chaqirganingizda oqim tezligini ml/s da bu funktsiyaga o'tkazishni unutmang.

7 -qadam: tizimingizga integratsiya

Qanday bo'lmasin, uni sozlamalarga ulang va 15 funtgacha bo'lgan oqim tezligini o'lchashdan zavqlaning:)

Ventilyator dasturimizdagi ba'zi oqimlar, bosimlar va hajmlarning namunaviy tasviri ilova qilingan.

To'g'ridan -to'g'ri ulanadigan quvurlar bu sensorni boshqa 22 mm OD trubasiga ulash uchun juda yaxshi.