COVID-19 Airflow Sensor Automotive Hack: 5 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Dette er et prosjekt i rask utvikling … denne sensoren ble forlatt fordi den ikke har noen monteringshull eller enkel metode for å tette mot et rør. Et pågående luftstrømssensorprosjekt er her: AFH55M12

Prosjektbeskrivelse fra Nyttig Engineering

Intensjonen her er å lage en overvåkingsenhet, basert på en masse luftstrømsmåler, som kan brukes når en ventilator deles i to eller flere pasienter. Dette vil tillate personalet å overvåke individuelle pasienter mens de blir kontrollert av en enhet i ekstreme situasjoner der antall respiratorer ikke er nok til å håndtere antall pasienter. Avlesningen skal være synlig lokalt på enheten, og det kan være nødvendig å angi parametere fra personalet for å lage et sikkert driftsområde og muligens opprette alarmer når systemet måler en parameter utenfor området.

Prosjektkrav

Dette er en rask undersøkelse av bruk av en billig luftstrømstypesensor fra hyllen.

Avlesning fra en luftmassesensor for biler ved hjelp av en 12 -biters ADC med mikrokontroller, 20 ms intervall

Trinn 1: Den første testen var ikke vellykket

Første lesning som prøvde å puste inn/puste ut i 3”-røret var dårlig. Bare middels til store pust vil utløse utganger til ADC.

• 12 bit ADC => 4096 - Bare store åndedrag utløser …
• les ~ 200-350 ADC med stor bredde

Trinn 2: Modifisert rør i et rør

Endret rørdiameteren til 1,75”ved hjelp av en papirrulle

• Store åndedrag adc peak 900, 0,725 volt
• Middels pust toppet seg til ~ 600
• Minste pust jeg kan ta ~ 400 ….
• Kjempekraftig pust.. Jeg blir svimmel etter noen få … blir opp til ~ 3000 (2,4 volt)

Jeg kalibrerte sensoren ved hjelp av anslagsvis 430 ml for et middels pust. Integrering under kurven for hvert åndedrag gir et estimert volum.

Merknader:

• Utpust er støyende fordi sensoren ikke er laget for å fungere i begge retninger
• Inhaleringene er faktisk motsatt retning som pilen på sensorkroppen. Jeg prøvde det begge veier, og med strømningshastighetene vi prøver å måle, er det mer følsomhet i motsatt retning av den tiltenkte luftstrømmen.
• Å redusere rørdiameteren enda lenger (fra 1,75”til ~ 1”) vil øke følsomheten og sannsynligvis ingen ulemper.
• Det er utelatt tid mellom inhalering og utpust på grafen ovenfor (ADC utløste bare over en terskel)
• 300-400 ml er faktisk veldig lite volum! Det er like mye plass som et 1 "rør x 38" langt. Så luften som passerer gjennom sensoren vil sannsynligvis ikke komme til pasientens lunge før det andre pustet, avhengig av sensorplassering.

• Ved å bruke et rør på 1”diameter og normal inhalering på 500 ml gir en gjennomsnittlig lufthastighet på 0,328 m/s

  500 ml / (1,27 cm ^2 * pi) / 3 sek / 100

Trinn 3: Sammendrag av resultater

• Å bruke denne sensoren eller noe lignende og redusere diameteren på røret for å oppfylle den nødvendige følsomheten virker lovende.
• Trenger en luftstrømssensor for å kalibrere en luftstrømssensor. Kalibrering må skje over lave, middels og høye luftmengder og muligens for hver enkelt produsert sensor.
• Jeg tipper at nøyaktigheten vil avhenge av sensorvalg, rørdiameter og plassering i røret. Når den er kalibrert, er denne nåværende testjiggen (med den store kroppen på 1,75”diameter) sannsynligvis +/- 40 ml.
• Hvis rørets diameter forblir 1”eller større, vil strømningshastighetene forbli lave, og jeg tipper innløps- og utgangsforhold (større enn 2”) til sensoren kommer til å være ubetydelig
• Her er en amerikansk produsent av en lignende sensor i PCB -monteringspakken Degree Controls, inc

Excel -data her

Trinn 4: Sensordata

• Kjøpt lokalt her for $ 57, Blue Streak #MF21041N
• Sensortype: varm trådanemometer (gjetter her) -
• Denne MAF-sensoren finnes også under disse delnumrene OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Også på aliexpress for ~ $ 22 [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Noen modeller har pin -tallene trykt på kroppen

• Pin 1 Ground
• Pin 2 -signal
• Pin 3 Power 7,5-12 volt, 76ma

Trinn 5: Sluttoppsett

Oppsettet var ganske enkelt. Pin 1 (Ground) og Pin 2 (sensor) er koblet til en mikrokontroller. Arduino-skissen leser og skriver ut den analoge 0-pin over serien.