Covid-19-tuulettimen ohjausyksikkö: 10 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tämä projekti on prototyyppi rakentaa Ventilator Crowd, väkijoukosta hankittu tuuletin.

Projektin julkinen verkkosivusto on täällä:

Se jaetaan täällä, jotta muut voivat jatkaa nykyistä työtämme, oppia näistä ohjaimista ja ymmärtää, mitä teemme. Huomaa, että tätä projektia ei ole vielä testattu eikä sillä ole hyväksyntöjä lääketieteelliseen käyttöön. Tätä ohjainta ei saa käyttää lääketieteellisiin tai turvallisuuteen liittyviin tarkoituksiin. Tässä muodossa se on tarkoitettu oppimisresurssiksi, ei lääkinnälliseksi laitteeksi.

Tämä ohjain on tarkoitettu useiden vaihtoehtoisten tuuletinmalliemme ydinohjaimeksi. Penkitestin esittelyversio ajaa pientä 9 g: n servoa - helppo osoittaa ohjauskäyttäytyminen. Koko prootyyppiyksikkö käyttää PWM -signaalia, jota voimme sitten käyttää tulona muun tyyppisille mekaanisille toimilaitteille. Ohjelmiston sovittaminen askelmoottorilla toimimiseksi on suhteellisen yksinkertaista.

Tarvikkeet

1. Arduino Uno SMD R3

2. Sarja 2004 20x4 LCD -näyttömoduuli

3. KY-040 pyörivä anturi

4. NXP IC, PAINEANTURI MPX5010DP

5. 2 LEDiä - 1 vihreä, 1 punainen (tai muita vastakkaisia värejä)

6. Juotettava prototyyppilevy (noin 90x70 mm)

7. Muovinen elektroniikkaprojektikotelo 220 x 150 x 64 mm

8. M3-pultit, mutterit ja kiinnityslevyt

9. 2 x 200 ohmin, virtaa rajoittavat vastukset LEDeille

10. 1 x 10 k ohmia, vetovastus kiertokytkimelle

Vaihe 1: Leipälevyn versio

Tämä on ohjaimen perusleipälevyversio - ennen paineenmittausanturin lisäämistä ja ennen nyrkkeilyä.

Vaihe 2: Leipälevyn versio - kaavamainen

Tämä on kaavio leipälevyversiolle. Selkeämpi versio voidaan saavuttaa tämän linkin kautta, mutta huomaa, että pyörivä keskipainokytkin tarvitsee ylimääräisen 10 k ohmin vetovastus, jota ei näytetä piirissä:

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

Tämä versio on esitetty ajamalla servoa - mikä toimii kohtuullisena visuaalisena esityksenä pöytätestissä. Se ei tietenkään riitä todellisten hengityslaitteiden mekaniikan ajamiseen - mutta se auttaa tekemään odotetun toiminnan näkyväksi pöytätestissä.

Vaihe 3: Asenna Arduino laatikon pohjalevyyn

Arduinon asentaminen laatikon pohjalevyyn saa aikaan puhtaan ja siistin viimeistelyn laatikon etupuolelle. Luulen, että tämä on sanomattakin selvää - mutta älä tee virhettä merkitsemällä ja poraamalla 4 reikää. Merkitse sen sijaan Arduinon yleinen sijainti. Merkitse ja poraa yksi reikä. Asenna sitten pultti, aseta Arduino pultille, merkitse ja poraa toinen pultin paikka. Toista tämä kahden viimeisen ruuvin kanssa saadaksesi kaikki kohdakkain.

Vaihe 4: Asenna kiertokytkin ja paineenmuunnin prototyyppikortille

Ei ole ihanteellista, että prototyyppikortin molemmin puolin on komponentteja. Mutta tässä tapauksessa vaihtoehtoja oli vähän; Paineanturin pystysuuntainen korkeus on melkein sama kuin kiertokytkimen. Jos molemmat komponentit olisivat levyn samalla puolella, kiertosäätimen keskiakseli ei ulotu laatikon pinnan läpi.

Joten tässä tapauksessa asennamme kiertokytkimen levyn toiselle puolelle ja paineenmuuntimen toiselle puolelle.

Vaihe 5: Asenna LEDit prototyyppikortille

LED -valoja käytetään ilmaisemaan hengitys- ja uloshengitysjaksoja. Niiden on oltava näkyvissä laatikon etupuolen läpi ja siksi ne ovat prototyyppikortin samalla puolella kuin kiertosäädin.

Vaihe 6: Leikkaa reiät laatikon etupuolelta

Tämä on virheille altis vaihe, joka voi helposti johtaa vaurioituneeseen laatikkoon tai johon näyttö ja ohjaimet eivät ole hyvin kohdistettuja. Ole erittäin varovainen mitatessasi laatikkoa ja merkitse näyttöön leikattu neliö laatikon sivuille. Tarkista, että reiän ympärillä on tarpeeksi tilaa näyttökortille, jotta se mahtuu-huomioi, että näytön piirilevy on useita millimetrejä suurempi kuin itse näyttö.

On hyvä idea leikata paperimalleja kaikkiin leikattaviin reikiin. Tämä takaa hyvän istuvuuden. Toinen yleinen virhe on reikien leikkaaminen "edestä" komponenttien suunnan sekoittamisen vuoksi. Merkitse mallisi selkeästi joko eteenpäin tai taaksepäin ja huomioi vasen ja oikea kuvan mukaisesti.

Vaihe 7: Asenna prototyyppilevy laatikon pohjalle välilevyillä

Vaikka näytön ja piirilevyn kiinnittäminen ruuvin etupintaan olisi helpompaa, tällä on kaksi haittaa. Ensinnäkin se tekee laatikon etupuolen rumaksi. Tässä esitetty menetelmä ei johda ruuveihin laatikon etupintaan - erittäin puhdas muotoilu. Toiseksi tämä menetelmä helpottaa kokoonpanoa ja johdotusta. Kaikki komponentit voidaan koota kotelon pohjalle, jolloin etupinta voidaan yksinkertaisesti asettaa jalustan päälle. Osien asentaminen laatikon etupintaan voi olla hankalaa, koska laatikon sivuista johtuva tila on rajallinen.

Kysymys kuuluu.. kuinka porata reiät laatikon pohjaan niin, että kun kaikki on koottu, kaikki linjat? Suosikkimenetelmäni on tämä: kiinnitä näyttölevy ja piirilevy laatikon etupintaan teipillä. Laita "blu-Tac" tai jokin muu irrotettava "kitti" -materiaali noin siihen kohtaan, jossa luulet jalkojen olevan kiinnitettyinä. Sulje laatikko - ja jalat tulostavat kittiin oikeassa asennossa. Käytä näitä merkkejä porataksesi ja ruuvaamalla näytön ja piirilevyn jalat.

Vaihe 8: Piirilevyn ja näyttökortin lopullinen kiinnitys pohjalevyyn

Näissä kahdessa kuvassa on näyttö- ja piirilevy, jotka on asennettu laatikon takalevyyn. Tässä vaiheessa lopullinen johdotus voidaan suorittaa ja tarkistaa.

Vaihe 9: Piirilevyn kytkentäkaavio kuvan mukaisesti

Tässä olevassa kaaviossa esitetään fyysinen johdotus ja värikoodit, joita käytimme prototyypissämme.

Vaihe 10: Tarkista lopuksi ja sulje laatikko

Tässä olevat kuvat näyttävät kokoonpanon ja laatikon sulkemisen viimeisen vaiheen. Tämä erityinen laatikko pidetään kiinni 6 ruuvilla pohjassa, joten lopullinen vaikutus on puhdas ja siisti.

Video esittelee ohjelmiston nopeasti.

Arduinon ohjelmiston voi hankkia täältä: Ventilator Crowd Git Repository:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Tarkista kunkin ohjelmistoversion kommentit varmistaaksesi, että sinulla on oikea versio rakentamallesi laitteelle.

Kuten aiemmin, huomaa, että tämä on kehityksen prototyyppi ja sitä ei ole testattu. Se ei sovellu lääketieteelliseen käyttöön. Se on julkaistu täällä täyttääksemme sitoumuksemme jakaa kaikki kehitystyömme näillä tärkeillä laitteilla.