Harorat nazorati ostida emlash va insulin sovutgichi: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Sovuqni saqlash hayotni saqlaydi

Rivojlanayotgan mamlakatlarda emlashlar Ebola, gripp, vabo, sil va Denga kabi xavfli kasalliklardan himoyalanishning oldingi chizig'idir. Vaktsinalarni va boshqa hayotni saqlaydigan materiallarni, masalan, insulin va qonni tashish haroratni diqqat bilan nazorat qilishni talab qiladi.

Birinchi jahon logistika resurslari cheklangan hududlarga etkazib berilganda buziladi. Ko'p qishloq vrachlik punktlarida oddiy sovutish tizimlari uchun mablag 'yoki energiya yo'q.

Insulin, inson qoni va ko'plab keng tarqalgan vaktsinalar 2-8 ˚S harorat oralig'ida saqlanishi kerak. Dalada buni saqlash qiyin bo'lishi mumkin, chunki elektr sovutgich juda ko'p quvvat talab qiladi va passiv muz sovutgichlarida termostatni boshqaruvi yo'q.

Arduino qutqarish uchun

Ushbu loyiha quruq muzning qattiq sovutish quvvatini (qattiq karbonat angidrid) raqamli haroratni nazorat qilish aniqligi bilan birlashtiradi. O'z -o'zidan ishlatilganda, quruq muz vaktsinani, insulinni yoki qonni tashish uchun juda sovuq, chunki u muzlashga olib kelishi mumkin. Loyihaning sovutgichli dizayni muzni yuk sovutgichi ostidagi alohida kameraga joylashtirish orqali muzlash muammosini hal qiladi. Cho'tkasi bo'lmagan kompyuter fanati yuk bo'lagi orqali kerak bo'lganda sovutilgan havoning kichik dozalarini aylantirish uchun ishlatiladi. Bu fan haroratni nazorat qilishning aniq (PID) pastadirini ishlaydigan mustahkam Arduino mikrokontroller tomonidan boshqariladi. Arduino tizimi juda kam elektr quvvati bilan ishlaganligi sababli, bu tizim muzli sandiq kabi harakatlanuvchi bo'lishi mumkin, lekin muzlatgich kabi haroratni boshqarishi mumkin.

Bu loyiha kim uchun?

Umid qilamanki, bu tizimni erkin va ochiq manba qilib, u gumanitar muhandislar va yordamchilarni kerakli joyga yaqin foydali texnologiyalarni ishlab chiqarish yo'llarini izlashga undaydi.

Bu loyiha talabalar, muhandislar va yordamchi xodimlar tomonidan gumanitar muammolarga duch kelinadigan yoki yaqin hududlarda qurilishi uchun mo'ljallangan. Materiallar, ehtiyot qismlar va materiallar odatda dunyoning aksariyat shaharlarida, hatto eng qashshoq mamlakatlarda ham mavjud. Instructables orqali rejalarni bepul taqdim etish orqali biz texnologiyani moslashuvchanligi bilan xarajatlar va kengayish imkoniyatlarini ta'minlaymiz. Bu arduino muzli sovutgichlarni markazsiz ishlab chiqarish hayotni saqlab qolish imkoniyatiga ega bo'lishi mumkin.

Tayyor sovutgichning texnik xususiyatlari:

• Yuk hajmi: maksimal 6,6 galon (25L), tavsiya etilgan 5 gallon (19L) buferli idishlar bilan.
• Maksimal yuk hajmi: = 14 dyuym x 14 dyuym x 8 dyuym (35,6 sm x 35,6 x 20,3 sm)

Sovutish quvvati: 20-30 ° C muhitda mos ravishda 5 ° C ni 10-7 kun davomida saqlaydi

Quvvat manbai: quruq muz va 12 voltli dengiz batareyasi

Barcha o'lchamlar bo'yicha: 24 dyuym x 24 dyuym x 32 dyuym (balandligi 61 sm x 61 sm x 66,6 sm)

Barcha vaznda: 33,3 lb (15,1 kg), muzsiz va 63,6 lb (28,6 kg), to'liq muz va yuk

Haroratni tartibga solish: PID nazorati 5 ° C +-0.5 ° C darajasida

Materiallar: qurilish uchun yopiq hujayrali ko'pikli va IQni aks ettiruvchi izolyatsiyali qoplamali qurilish yopishtiruvchi

1 -qadam: Loyihani sozlash

Ish maydoni:

Ushbu loyiha ko'pikli stirolli izolyatsiyani biroz kesish va yopishtirishni talab qiladi. Bu, ayniqsa, pichoqdan ko'ra, arra ishlatishni tanlasangiz, ozgina chang hosil qilishi mumkin. Chang niqobidan foydalanganingizga ishonch hosil qiling. Bundan tashqari, ketayotganingizda changni tozalash uchun qo'lda do'kon bo'shligi bo'lishi juda foydali

Qurilish yopishtiruvchi quritganda tirnash xususiyati beruvchi tutun chiqarishi mumkin. Yaxshi shamollatiladigan joyda yopishtirish va yopish ishlarini bajarishni unutmang

Arduino qo'shimcha komponentlarini yig'ish uchun lehimlanadigan temirdan foydalanish kerak. Iloji bo'lsa, qo'rg'oshinsiz lehimdan foydalaning va yaxshi yoritilgan, yaxshi gazlangan joyda ishlashga ishonch hosil qiling

Barcha vositalar:

• Dumaloq arra yoki skating pichog'i
• 1,75 dyuymli teshikli arra bilan simsiz matkap
• Lehimlash temir va lehim
• Yengilroq yoki issiq qurol
• 4 metrli tekis chekka
• Sharpie belgisi
• Ratchet tasmalari
• Lenta o'lchovi
• Qoplama trubkasi dispenseri
• Tel kesuvchi/striptizchilar
• Tornavidalar katta va kichik phillips va muntazam

Barcha materiallar:

Elektron uskunalar

• Quvurlarni 1/8 va 1/4 dyuymga qisqartiring
• O'chirish kartasi pin sarlavhalari (ayol rozetkalari va erkak pinlari)
• Tiniq qopqoqli tormoz plastmassali elektr quti, o'lchami 7,9 "x4,7" x2,94 "(200 mm x 120 mm x 75 mm)
• Qayta zaryadlanuvchi muhrlangan qo'rg'oshin kislotali batareya, 12V 20AH. HR1280W AES yoki shunga o'xshash.
• Arduino Uno R3 mikrokontroller taxtasi yoki shunga o'xshash
• Arduino yig'iladigan prototiplar taxtasi: Alloet mini panelli V.5 prototipi yoki shunga o'xshash.
• IRF520 yoki shunga o'xshash MOSFET haydovchi moduli
• Raqamli harorat sensori DFRobot DS18B20 suv o'tkazmaydigan simi paketida
• Cho'tkasi bo'lmagan 12V kompyuter sovutish foniy: 40mm x 10mm 12V 0.12A
• Micro SD kartani o'quvchi: Adafruit ADA254
• Haqiqiy vaqt: DIYmore DS3231, DS1307 RTC asosida
• Haqiqiy vaqtda batareya: LIR2032 tanga xujayrasi)
• 4,7 K-ohmli qarshilik
• 26 o'lchovli torli simli g'altaklar (qizil, qora, sariq)
• 2 o'tkazgichli simning uzunligi (3 fut yoki 1 m) 12 kalibrli (batareyani ulash sim)
• Avtomobil pichog'ining sug'urta ushlagichi va 3 amperli pichoqli sug'urta (batareyadan foydalanish uchun)
• USB printer kabeli (erkakdan erkakgacha erkak)
• Tel somun (12 o'lchagich)

Bantlar va yopishtiruvchi materiallar

• Kengligi 50 dyuymli 2 dyuymli, yuqori yopishqoq lenta (Gorilla tasmasi yoki shunga o'xshash)
• Silikon plomba, bitta quvur
• Qurilish yopishtiruvchi, 2 ta quvur. (Suyuq mixlar yoki shunga o'xshashlar)
• Alyuminiy o'choqli lenta, kengligi 2 dyuym x 50 fut.
• O'z-o'zidan yopishqoq ilgaklar va chiziqlar (kengligi 1 dyuym x 12 dyuym kerak)

Qurilish materiallari etkazib berish

• 2 x 4 fut x 8 fut x 2 dyuymli qalinligi (1200 mm x 2400 mm x 150 mm) ko'pikli izolyatsiya plitalari
• 2 fut x 25 futli er -xotin reflektorli havo rulonli pechning izolyatsiyasi, kumush pufak.
• 2 x qisqa PVX quvurlari, 1 1/2 dyuymli ichki diametri x Sch 40. uzunligi 13 dyuymgacha kesilgan.

Maxsus materiallar

• Vaktsina termometrlari: 'Tomas kuzatiladigan muzlatgich/muzlatgich va emlash shishasi probli termometr' va kuzatiladigan kalibrlash guvohnomasi yoki shunga o'xshash.
• DS18B20 suv o'tkazmaydigan haroratni o'lchash moslamalarini suyuq buferlash uchun 2 ta gulli butilkalar.

2 -qadam: ko'pik qismlarini kesib oling

Qoplamali ko'pikli izolyatsiyalangan 4 fut x 8 fut x 2 dyuymli (1200 mm x 2400 mm x 150 mm) ikkita varaqdan kesish uchun bir nechta to'rtburchaklar ko'rsatilgan kesilgan naqshni chop eting.

Ko'pik plitalarini kesish uchun chiziqlarni ehtiyotkorlik bilan chizish uchun tekis qirrali va markerdan foydalaning. Ko'pikni kesish pichog'i bilan kesilishi mumkin, lekin ishni bajarish uchun aylana arra ishlatish eng oson. Ko'pikni arra bilan kesish nafas olish mumkin bo'lmagan chang hosil qiladi. Muhim ehtiyot choralariga rioya qilish kerak:

• Chang niqobini taqing.
• Chang yig'ish uchun arra bilan biriktirilgan vakuumli shlangdan foydalaning.
• Iloji bo'lsa, tashqaridan kesing.

3 -qadam: Sovutgichni ko'pikli varaqlardan yig'ing

Qo'shilgan slaydlarda ko'pikli va kumush pufakli izolyatsiyali choyshablardan to'liq sovutgichni qanday yig'ish kerakligi ko'rsatilgan. Qurilish yopishtirgichini bir necha bosqichda quritib qo'yish juda muhim, shuning uchun siz ushbu qadamlarning barchasini bajarish uchun 3 yoki undan ko'p kun sarflashni rejalashtirishingiz kerak.

4 -qadam: Tekshirish tizimini yig'ing

Quyidagi rasmlar sovutgich uchun haroratni nazorat qilish tizimini yaratish uchun elektron komponentlarini prototip taxtasiga qanday yig'ish kerakligini ko'rsatadi. Oxirgi rasm sizning ma'lumotingiz uchun to'liq tizim sxemasi.

5 -qadam: dasturiy ta'minotni sozlash va sinovdan o'tkazish

Birinchidan, ushbu sozlash eskizini sinab ko'ring

O'rnatish eskizi ikkita narsani bajaradi. Birinchidan, bu sizga real vaqt soati (RTC) da vaqt va sanani belgilash imkonini beradi. Ikkinchidan, u sovutgich kontrollerining barcha periferik komponentlarini sinovdan o'tkazadi va sizga ketma -ket monitor orqali kichik hisobot beradi.

Eng yangi sozlash eskizini bu yerdan yuklab oling: GitHub -dan CoolerSetupSketch

Eskizni Arduino IDE -da oching. "Vaqt va sanani shu erda o'rnating" deb yozilgan kod blokiga o'ting. Joriy vaqt va sanani to'ldiring. Eskizni yuklamasdan oldin, quyidagi qo'shimcha qurilmalarning sozlanganligini va tayyorligini ikki marta tekshiring (elektr sxematik rasmga qarang):

• Harorat sensori 3 pinli rozetkadan biriga ulangan
• Micro SD karta o'quvchi moduliga joylashtirilgan
• Haqiqiy vaqtda soat (RTC) moduliga tanga batareyali batareya o'rnatilgan
• Kompyuter fanatiga ulangan simlarni ulang
• Batareya simining sug'urta ushlagichidagi sug'urta.
• Arduino batareyaga ulangan (ishonch hosil qilingki, u orqaga emas! + VIN -ga, GND -ga!)

Arduino IDE -da, taxtalar ro'yxatidan Arduino UNO -ni tanlang va yuklang. Yuklash tugagandan so'ng, yuqoridagi ochiladigan menyudan Tools / Serial Monitor -ni tanlang. Bu kichik tizim hisobotini ko'rsatishi kerak. Ideal holda, u shunday bir narsani o'qishi kerak:

Sovutgichni sozlash eskizi-versiya 190504 TIZIM TESTINING BOSHLANISHI ---------------------- Haqiqiy vaqtni tekshirish: vaqt [20:38] sana [1/6/2019] TEST TEMP. SENSOR: 22.25 C SD -KARTA TEST: boshlang'ich bajarildi DataLog.txt -ga yozish… dataLog.txt: Agar siz buni o'qiy olsangiz, demak SD -kartangiz ishlayapti! TEST FANI: fan yonadi va o'chadi? Tizim sinovining oxiri ----------------------

Tizimdagi muammolarni bartaraf etish

Odatda men uchun ishlar hech qachon rejalashtirilganidek ketmaydi. Ehtimol, ba'zi tizimlar to'g'ri ishlamagan. O'rnatish eskizi, umid qilamanki, maslahat beradi - soat? SD -karta? Har qanday mikrokontroller loyihasida eng ko'p uchraydigan muammolar, odatda, ulardan biri bilan bog'liq:

• siz batareya simiga sug'urta qo'yishni unutdingiz, shuning uchun quvvat yo'q
• siz o'quvchiga micro SD -kartani qo'yishni unutdingiz, shuning uchun tizim osilgan
• Siz batareyani real vaqtda (RTC) qo'yishni unutdingiz, shuning uchun tizim osilgan
• ulangan sensorlar bo'shashgan, uzilgan yoki teskari ulangan
• komponentlar uchun simlar uzilgan yoki noto'g'ri Arduino pin (lar) ga ulangan
• noto'g'ri komponent noto'g'ri pimlarga ulangan yoki orqaga simlangan
• noto'g'ri ulangan sim bor, u hamma narsani qisqartiradi

Tekshiruvchi eskizini o'rnating

CoolerSetupSketch bilan muvaffaqiyatli sinov o'tkazganingizdan so'ng, to'liq nazoratchi eskizini o'rnatish vaqti keldi.

Eng yangi nazoratchi eskizini bu yerdan yuklab oling: CoolerControllerSketch

Arduino -ni USB kabeli bilan kompyuteringizga ulang va eskizni Arduino IDE -ga yuklang. Endi siz butun tizimni sovutgich korpusiga jismonan o'rnatishga tayyormiz.

6 -qadam: Arduino tizimini o'rnating

Quyidagi qadamlar nazorat ro'yxati yoki barcha elektronikani o'rnatish sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Quyidagi qadamlar uchun tugallangan loyihaning fotosuratlariga qarang. Rasmlar yordam beradi!

1. Arduino UNO moduliga bir juft fan simini ulang.
2. Arduino UNO moduliga bir juft 12 voltli elektr simlarini ulang.
3. DS18B20 harorat sensorlarini Arduino UNO moduliga ulang. Sensorni biz prototip taxtasida o'rnatilgan 3-pinli rozetkalardan biriga ulang. Tel ranglariga e'tibor bering, qizil musbatga, qora salbiyga, sariq yoki oq uchinchi ma'lumot piniga o'tadi.
4. USB printer kabelini Arduino USB ulagichiga ulang.
5. 1.75 dyuymli arra yordamida elektron qutining pastki qismida katta dumaloq teshik oching.
6. Arduino UNO modulini elektron qutining pastki qismiga o'z-o'zidan yopishtiruvchi kancalar va halqalar yordamida mahkamlang.
7. Kalibrlangan vaktsina termometrini qutining shaffof qopqog'ining pastki qismiga ilmoq va halqa bilan mahkamlang. Kichik suyuqlik tamponli shisha prob simini ulang.

8. Quyidagi simlarni qutidagi pastki dumaloq teshikdan o'tkazing:

   • 12 voltli elektr simlari (12-18 kalibrli mis 2 o'tkazgichli karnay sim)
   • Arduino harorat sensori (lar) (DS18B20, har birida 3 pinli erkak konnektorli)
   • USB printer kabel
   • Vaktsina termometrining probi (kalibrlangan termometr bilan birga)
   • Ventilyator simlari (burilgan juft torli 26 kalibrli sim)
9. Sovutgichning qopqog'ini oching va pichoq yoki matkap yordamida orqa burchaklaridan birining yonidan 2/3 dyuymli teshik oching. (Qo'shilgan rasmlarga qarang) Miylar pufakchali o'rash qopqog'idan o'ting.
10. Boshqarish qutisidagi USB simidan boshqa hamma narsani yuqoridan qopqoq orqali o'tkazing. Qutini USB kabeli osilgan holda qopqog'iga joylashtiring, shunda unga keyinroq kirish mumkin. Qutini yuqori yopishqoq lenta bilan mahkamlang.
11. Elektron qutining shaffof qopqog'ini qutiga burab qo'ying.
12. Qutini qoplash va to'g'ridan -to'g'ri quyosh nurlaridan himoya qilish uchun qo'shimcha kumush mylar ko'pikli o'rash izolyatsiyasini yarating. (Qo'shilgan rasmlarga qarang.)
13. Sovutgichning ichiga 12A 20AH batareyani bo'linmaning orqa qismiga yaqin joylashtiring. Batareya yuk bilan birga kamerada qoladi. U 5 ° C da yaxshi ishlaydi va suv shishasiga o'xshash termal tampon vazifasini bajaradi.
14. Yuqori yopishqoq lenta yordamida har ikkala harorat probini (termometr shishasi probi va Arduino probi) markaziy quvur tagiga mahkamlang.
15. Sovutgichning ichkarisida alyuminiy lentani ishlatib, fanni burchak trubasiga qulab tushadi. Uning simlarini tekshirgichdan simlarga ulang. Ventilyator burchak trubkasini urib yuboradi va super sovutilgan buloq markaziy quvurdan yuk kamerasiga tushadi.

7 -qadam: Sovutgichni ishga tushirish va ishlatish

1. Micro SD kartani formatlang - harorat bu chipga yoziladi
2. 12 voltli batareyani qayta zaryadlang
3. 25 lb (11,34 kg) quruq muz blokini sotib oling, o'lchamlari 8 dyuym x 8 dyuym x 5 dyuym (20 sm x 20 sm x 13 sm).
4. Muz blokini dastavval stol ustidagi sochiqqa tekis qilib qo'ying. Kumush Mylar laynerini blok ustida siljiting, shunda faqat pastki yuzasi ochiladi. Endi butun blokni ko'taring, aylantiring, shunda yalang'och muz yuqoriga qaraydi va butun blokni sovuq qavat ostidagi quruq muz kamerasiga o'tkazing.
5. Sovutgichli polni almashtiring. Zaminning tashqi chetiga lenta qo'yish uchun alyuminiy lentani ishlating.
6. 12 voltli batareyani sovutgich korpusiga joylashtiring. Siz uni sovuq devorga yuqori yopishqoq lenta bilan mahkamlashni xohlashingiz mumkin.
7. Quvvat simini batareyaga ulang.
8. Harorat o'lchagichlari mahkam yopishtirilganligini tekshiring.
9. Deyarli hamma joyni to'ldirish uchun suv idishlarini yuk bo'linmasiga yuklang. Bular haroratni pasaytiradi.
10. Sovutgichni to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri tushmaydigan joyga qo'ying va harorat 5 ° C da barqarorlashishi uchun 3-5 soat vaqt bering.
11. Harorat barqarorlashgandan so'ng, suv idishlarini olib tashlash va yukni yuk bilan to'ldirish orqali haroratga sezgir elementlar qo'shilishi mumkin.
12. Yangi muz va quvvat zaryadiga ega bo'lgan sovutgich, qo'shimcha quvvat va muzsiz 10 kungacha boshqariladigan 5C haroratda ishlaydi. Sovutgich to'g'ridan -to'g'ri quyosh nurlaridan himoyalangan bo'lsa, ishlash yaxshi bo'ladi. Sovutgich harakatlanishi mumkin va ko'p jihatdan zarbalarga chidamli; Biroq, u tik holda saqlanishi kerak. Agar yiqilib tushsa, uni tik turing, hech qanday zarar bo'lmaydi.
13. Batareyada qolgan elektr quvvati to'g'ridan -to'g'ri kichik voltmetr bilan o'lchanishi mumkin. Tizim to'g'ri ishlashi uchun kamida 9 volt kerak.
14. Qolgan muzni to'g'ridan-to'g'ri metall tasma o'lchovi bilan o'lchab, markaziy quvur teshigidan PVX quvurining yuqori chetigacha o'lchash mumkin. Muzning qolgan vaznini o'lchash uchun biriktirilgan jadvalga qarang.
15. Arduino IDE bilan ishlaydigan noutbukga USB simini ulash orqali haroratni qayd qilish ma'lumotlarini yuklab olish mumkin. Tarmoq monitorini ulang va oching. Arduino avtomatik ravishda qayta ishga tushadi va ketma -ket monitor orqali chiqishni to'liq o'qiydi. Sovutgich uzluksiz ishlashda davom etadi.
16. Ma'lumotni yopiq MicroSD kartasidan yuklab olish mumkin, lekin kichik chipni olishdan oldin tizimni o'chirish kerak!

8 -qadam: Eslatmalar va ma'lumotlar

Bu sovutgich hajmi, vazni, sig'imi va sovutish vaqtining munosib muvozanati uchun yaratilgan. Rejalarda tasvirlangan aniq o'lchamlar standart boshlang'ich nuqta deb hisoblanishi mumkin. Ular sizning ehtiyojlaringizga mos ravishda o'zgartirilishi mumkin. Agar siz, masalan, uzoqroq sovutish vaqtini talab qilsangiz, quruq muz kamerasi ko'proq muz uchun balandroq hajmda qurilishi mumkin. Xuddi shunday, yuk kamerasi kengroq yoki balandroq bo'lishi mumkin. Biroq, dizayndagi har qanday o'zgarishlarni eksperimental ravishda isbotlash uchun ehtiyot bo'lish kerak. Kichik o'zgarishlar tizimning umumiy ishlashiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Ilova qilingan hujjatlar sovutgichni ishlab chiqish orqali yozilgan eksperimental ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Shuningdek, barcha materiallarni sotib olish uchun ehtiyot qismlar ro'yxati kiritilgan. Bunga qo'shimcha ravishda, men Arduino eskizlarining ishchi versiyalarini biriktirdim, garchi yuqoridagi GitHub yuklanmalari yanada dolzarbroq bo'ladi.

9 -qadam: Onlayn manbalarga havolalar

Ushbu qo'llanmaning PDF versiyasini to'liq yuklab olish mumkin, ushbu bo'lim uchun berilgan faylga qarang.

Ushbu loyiha uchun GitHub omboriga tashrif buyuring:

github.com/IdeaPropulsionSystems/VaccineCoolerProject

Arduino tanlovining ikkinchi mukofoti - 2019