20 фунт стерлингке дейінгі COVID-19 желдеткіші үшін Arduino көмегімен ауа ағынының дәл сенсорын қалай жасауға болады: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Осы саңылау ағынының сенсорының соңғы дизайны үшін осы есепті қараңыз:

Бұл нұсқаулар төмен шығын дифференциалды қысым сенсоры мен қол жетімді материалдарды қолдана отырып, ауа ағынының сенсорын қалай құруға болатынын көрсетеді. Дизайн саңылау түріндегі ағын сенсорына арналған, саңылау (біздің жағдайда жуғыш) шектеуді қамтамасыз етеді және біз саңылаудағы қысым айырмашылығын өлшеу арқылы ағынды есептей аламыз.

Бастапқыда біз бұл сенсорды OpenVent-Bristol деп аталатын жобамыз үшін жасадық, ол COVID-19 емдеуге арналған жылдам шығарылатын желдеткіштің ашық көзі болып табылады. Бірақ бұл сенсорды ауа ағынын анықтайтын кез келген қосымшада қолдануға болады.

Біздің дизайнның бұл бастапқы нұсқасы толығымен дайын емес бөлшектерді қолдану арқылы жасалған, 3D басып шығару немесе лазерлік кесу қажет емес.

Тіркелген сызба конструкцияның көлденең қимасының суретін көрсетеді. Бұл ағынның жылдамдығын есептеу үшін саңылаудағы дифференциалды қысымды өлшейтін шайбасы бар 2 сантехникалық құбыр.

Ләззат алыңыз !! және егер сіз оны өзіңіз жасасаңыз, бізге түсініктеме беріңіз.

1 -қадам: бөлшектерді сатып алу

Бұл сізге қажет бөліктер:

• Ұзындығы 2х15 см 22 мм OD ПВХ сантехникалық құбыры
• 1x металл шайба идентификаторы 5,5 мм OD шамамен 20 мм (19,5-22 мм аралығында жақсы)

• Дифференциалды қысым сенсоры (шамамен 10 фунт стерлинг). Біз MPX5010DP қолдандық, бірақ сіздің жүйеңіздегі қысымға сәйкес келетін басқасын таңдағыңыз келуі мүмкін. Бұл сенсорларды сататын дүкендердің кейбір мысалдары төменде келтірілген:

  • uk.rs-online.com/web/p/pressure-sensors/71…
  • www.digikey.co.uk/product-detail/kz/nxp-us…
  • www.mouser.co.uk/ProductDetail/NXP-Semicon…
• Ұзындығы шамамен 20 мм болатын қысымды құбырлар: кез келген 2 мм OD қатаң құбырлары жезден жасалған түтік сияқты қолайлы болуы керек. Шарасыздықтан мен WD-40 құтысының бүріккіш шүмегін қолдандым, ол жұмыс істеді, бірақ супер желім керемет жабыспады.
• Супер желім
• Қысым датчигінің қысым порттарына қосылуға арналған кремний/ПВХ құбырлары. 2-3 мм идентификатор жақсы болуы керек, егер сіздің құбырыңыз үлкен болса, сізге кішкене кабель байланысы қажет болуы мүмкін.

Егер сіз ағын сенсорының құбырын 22 мм басқа құбырға орнатқыңыз келсе, 1 немесе 2 сантехникалық қосқышты сатып алғыңыз келуі мүмкін:

Ескерту: таңдалған материалдар медициналық бұйымдардың ережелеріне сәйкес келмейді, әсіресе ПВХ.

2 -қадам: сантехникалық құбырды кесіңіз

Сантехникалық құбырдан 2 ұзындықты кесіңіз. Біз ұзындығы 15 см қолдандық, бірақ ол сәл қысқа жұмыс істей алады. Мен кескіштерді аралық кескішпен жасадым, себебі жақсы төртбұрышты кесу маңызды. Кез келген тесіктерді тегістеу үшін құмды қағазды қолданыңыз

3 -қадам: сантехникалық құбырларды жинаңыз

• Кір жуғышты бір түтіктің соңына дейін жабыстырыңыз, жуғыштың түтікпен концентрлі екеніне көз жеткізіңіз және ауа қысымының ағып кетпеуін қамтамасыз ету үшін шайбаның айналасында үздіксіз желім бұршақ жасаңыз.
• Содан кейін құбырдың басқа ұзындығын шайбаның екінші жағына жабыстырыңыз. Қайтадан, ауа ағып кетпеуі үшін, барлық жағына жабыстырыңыз

4 -қадам: Қысым шүмектерін қосыңыз

1. Қосылған суретке сәйкес шайбадан қашықтықта 2 тесік бұрғылаңыз
2. 2 мм OD шыбықтарын тесіктерге итеріңіз, оның тығыз бекітілгеніне көз жеткізіңіз (менің түтікше 2,2 OD болды, бірақ менің бұрғылау ұшым 2 мм болды, сондықтан мен бұрғылауды түтік мықтап бекітілгенше сәл қозғадым)
3. Түтікшені тесікке жабыстырыңыз, ол барлық жағынан тығыздалғанына көз жеткізіңіз
4. Кремний түтігі жақсы және тығыз бекітілгенше қысымды шүмегіне оқшаулағыш таспаны ораңыз

5 -қадам: тестілеу және калибрлеу

Қысым датчигін Arduino -ға қосыңыз және қысым шүмектерін қысым датчигінің порттарына қосыңыз. Сенсордың физикалық аналогтық түйреуіші бағдарламалық жасақтаманың түйреуішімен сәйкес келетініне көз жеткізіңіз.

Қосылған кодты пайдаланып оны тексеріңіз. Назар аударыңыз, келесі кітапханалар қажет:

• Wire.h
• және Sensirion_SFM3000_arduino (бұл кітапхана басқа сенсорға арналған, бірақ мен оны ескеру үшін кодқа кейбір өзгерістер енгіздім)

Сенсорды калибрлегіңіз келсе, біз үйде жасалған сенсормен сериялы қосылған Sensirion SFM3300 қолдандық. SFM3300 қосылымдары:

• Вк - 5В
• GND - GND
• SDA - A4
• SCL - A5

Ең дұрысы, калибрлеу сынағы үшін сіздің ауа көзі тұрақты ағынды беруі керек және ағынның бақыланатын жылдамдығын беру үшін басқарылатын болуы керек. Біз потенциометр көмегімен басқарылатын электронды щеткалы тұрақты ток реттегіші арқылы қуат алу үшін бұзылған ауа сорғысын қолдандық. Егер сізде тұрақты ток көзі болса, ол жақсы жұмыс істейді.

Код сенсордан келетін қысым мен ағынды оқи алатындықтан, оны Sensirion SFM3300 -ден i2c арқылы оқи алады, ол калибрлеу үшін пайдаланылатын сенсор. Егер сізде басқа код болса, сәйкесінше бейімдеу қажет болады. калибрлеу сенсоры. (Таңқаларлықтай, DIY сенсоры SFM3300 -ге қарағанда тұрақты және тұрақты көрсеткіштерді берді)

Кодтың 1 -ші нұсқасы ағын жылдамдығының көрсеткіштерін шығару үшін калибрленген іздеу кестесін пайдаланады. Біз мұны жасадық

• қысымды біздің ауа көзінен толық тазарту арқылы тіркеу (.csv файлы ретінде)
• мәліметтерді excel -ге алу
• ағынның жылдамдығын анықтау үшін оны теңдеу арқылы өткізу
• содан кейін Arduino бүтін массивіне көшірілген/қойылған үтірмен бөлінген іздеу кестесін құрыңыз

Теңдеуі бар Excel құжаты сақталады …

Кодтың екінші нұсқасы келесі себептерге байланысты кодтағы теңдеуді қолданады:

• температураны ескеру (бұл ағын жылдамдығының көрсеткіштеріне әсер етеді)
• ағынның шектелуінің өзгеруін ескеру үшін, бұл төмендегі бөлек қысым датчигімен сезілетін болады

6 -қадам: Янки калибрлеу әдісінің дұрыс нұсқасы

Егер сізде Sensirion SFM3300 сияқты калибрлеу үшін дайын ағын сенсоры болмаса, онда бұл ағынның шығуы туралы SUPER туралы түсінік алудың бір жолы. Алайда, бұл тек жоғары қысымды ағын көзімен жұмыс істейді (тіпті ауа сорғысы әуе шарын үрлеу үшін күресуі мүмкін) және егер сіз ауа беруді қайта -қайта өшіре алсаңыз ғана жұмыс істейді.

• Жүйенің шығысына әуе шарын бекітіңіз және оның инфляциясын әрбір инфляция кезінде өлшеңіз
• Өлшеу құмырасын сумен толтырыңыз (шамамен жартысы)
• Шарды дәл сол диаметрге қайта толтырыңыз, содан кейін оны құмыраға толығымен батырыңыз және шарды салғанға дейін және кейін су деңгейінің айырмашылығын жазыңыз.
• Әрі қарай, сіздің кодыңыздағы бір шар инфляциясын өлшеу қажет болады, бұл уақыт бойынша ағынды біріктіру арқылы жүзеге асады. Мен сізге бұл үшін нақты код бере алмаймын, себебі ол сіздің ағын көзіне және сіздің коды ағынның басталуын және тоқтауын қалай сезінетініне байланысты әр түрлі болуы керек, бірақ мен мәтіндік файлға шығарылатын функцияны тіркедім. дыбыс көлемін есептеуді қашан бастау және тоқтату керектігін айту керек (яғни біздің тест үшін бұл әр тыныстың басталуында және тоқтауында болған), бұл функция «breathStatus» деп аталатын логикалық айнымалы арқылы көрсетіледі. Сіз оны шақырған кезде ағынның жылдамдығын мл/с өлшемінде осы функцияға беруді ұмытпаңыз.

7 -қадам: Сіздің жүйеге біріктіру

Оны кез келген жағдайда қондырғыға қосыңыз және 15 фунт стерлингке дейін ағынның жылдамдығын өлшеңіз:)

Біздің вентиляторды қолданудың кейбір ағындары, қысымы мен көлемінің мысалы бейнеленген.

Сантехникалық түзеткіш қосылыстар бұл сенсорды басқа 22 мм OD түтігіне қосу үшін өте қолайлы.