Covid-19 Ventilator Control Unit: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Dette prosjektet er prototypen for Ventilator Crowd, ventilator fra mengden.

Den offentlige siden for dette prosjektet er her:

Det deles her slik at andre kan bygge videre på vårt nåværende arbeid, for å lære om disse kontrollerne og for å forstå hva vi gjør. Vær oppmerksom på at dette prosjektet ennå ikke er testet og ikke har godkjenninger for medisinsk bruk. Som sådan må denne kontrolleren ikke brukes til medisinsk eller sikkerhetsrelaterte formål. I dette skjemaet er det ment som en læringsressurs, ikke et element av medisinsk utstyr.

Denne kontrolleren er ment å være kjernekontrolleren for en rekke av våre alternative ventilatordesigner. "Benk -test" demonstrasjonsversjonen driver en liten 9g servo - enkel å demonstrere kontrollatferden. Den komplette prootypenheten utgir et PWM -signal som vi deretter kan bruke som inngang for andre typer mekaniske aktuatorer. Tilpasse programvaren til å kjøre med en trinnmotor er relativt enkel.

Rekvisita

1. Arduino Uno SMD R3

2. Seriell 2004 20x4 LCD -skjermmodul

3. KY-040 roterende encoder

4. NXP IC, TRYKKSENSOR MPX5010DP

5. 2 lysdioder - 1 grønn, 1 rød (eller andre kontrastfarger)

6. Loddbart prototypebrett (rundt 90x70mm)

7. Plastelektronikk prosjektkapsling 220 x 150 x 64 mm

8. M3 bolter, muttere og distanser for montering av brett

9. 2 x 200 ohm, strømbegrensende motstander for lysdioder

10. 1 x 10k ohm, opptrekkmotstand for dreiebryter

Trinn 1: Brødbrettversjon

Dette er den grunnleggende brødbrettversjonen av kontrolleren - før tillegg av trykkmåler og før boksing.

Trinn 2: Brødbrettversjon - skjematisk

Dette er skjematisk for brødbrettversjonen. Du kan få tilgang til en klarere versjon via denne lenken, men vær oppmerksom på at den roterende senter-trykkbryteren trenger en ekstra 10k ohm opptrekkmotstand som ikke vises på kretsen:

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

Denne versjonen er vist å kjøre en servo - som fungerer som en rimelig visuell demonstrasjon for bordtesting. Det er selvfølgelig ikke tilstrekkelig å faktisk kjøre mekanikken til den virkelige ventilatorenheten - men det bidrar til å gjøre den forventede handlingen synlig for bordtesting.

Trinn 3: Monter Arduino i bunnplaten

Montering av Arduino på boksens grunnplate resulterer i en "ren" og pen finish på forsiden av esken. Jeg antar at dette sier seg selv - men ikke gjør feil ved å merke og bore 4 hull. Merk heller den generelle plasseringen av Arduino. Merk og bor ett hull. Monter deretter en bolt, legg Arduino på bolten, merk deretter og bor den andre bolten. Gjenta dette for de siste 2 boltene for å få alt justert.

Trinn 4: Monter dreiebryteren og trykktransduseren på prototypekortet

Det er ikke ideelt å ha komponenter på begge sider av et prototypebrett. Men i disse tilfellene var det få alternativer; trykktransducerens vertikale høyde er nesten den samme som dreiebryteren. Hvis begge komponentene var på samme side av brettet, ville ikke midtakselen på den roterende kontrolleren strekke seg gjennom boksens overflate.

Så i dette tilfellet monterer vi dreiebryteren på den ene siden av brettet og trykktransduseren på den andre.

Trinn 5: Monter lysdiodene på prototypekortet

Lysdiodene brukes til å indikere inn- og utåndingssyklusene. Disse må være synlige gjennom eskens forside og er derfor på samme side av prototypekortet som den roterende kontrolleren.

Trinn 6: Skjær hullene i eskens forside

Dette er et feilutsatt trinn som lett kan resultere i en skadet boks, eller en der skjermen og kontrollene ikke er godt tilpasset. Vær forsiktig når du måler esken og merker den skjermutskårne firkanten på sidene av esken. Kontroller at det er nok plass rundt hullet til at skjermkortet kan passe-og legg merke til at kretskortet for skjermen er flere milliarder meter større enn selve skjermen.

Det er en god idé å kutte papirmaler for alle hull som må kuttes. Dette sikrer en god passform. En annen vanlig feil er å kutte hull "bak-til-front" som et resultat av forvirrende orientering av komponentene. Merk malen din tydelig som enten vendt fremover eller bakover, og merk venstre og høyre som vist på dette bildet.

Trinn 7: Monter Protoype -kortet på bunnen av esken ved hjelp av avstandsstykker

Selv om det ville være enklere å boltre displayet og kretskortet på forsiden av boksen, har dette to ulemper. For det første gjør det fronten på esken stygg. Metoden som vises her resulterer i ingen skruer på eskens forside - en veldig "ren" design. For det andre gjør denne metoden montering og ledninger enklere. Alle komponentene kan monteres på bunnen av saken, så kan forsiden ganske enkelt plasseres på toppen av basen. Det kan være vanskelig å montere komponenter på forsiden av boksen på grunn av begrensningen i plass på grunn av boksens sider.

Spørsmålet er.. hvordan å bore hullene i bunnen av esken slik at når alt er satt sammen, står det på linje? Min favorittmetode er denne: Fest skjermkortet og kretskortet i kassettens forside ved hjelp av tape. Legg "blu-Tac" eller et annet flyttbart "kittmateriale" omtrent der du tror bena vil bli festet. Lukk esken - og beina vil gjøre et trykk i kittet i riktig posisjon. Bruk disse merkene til å bore og bolt bena på skjermen og kretskortet.

Trinn 8: Sluttfiksering av kretskortet og displaykortet på bunnplaten

Disse to bildene viser skjermkortet og kretskortet montert på bakplaten på esken. På dette tidspunktet kan den siste ledningen fullføres og kontrolleres.

Trinn 9: Koblingsskjema for styret som vist

Diagrammet her viser de fysiske ledningene med fargekodingen vi brukte på vår prototype.

Trinn 10: Sluttkontroll og lukk boksen

Bildene her viser den siste fasen av montering og kasselukking. Denne boksen holdes lukket med 6 skruer i basen, så den endelige effekten er ren og pen.

Videoen gir en rask demonstrasjon av programvaren.

Programvaren for Arduino kan hentes fra Ventilator Crowd Git Repository her:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Kontroller kommentarene i hver versjon av programvaren for å sikre at du har riktig versjon for enheten du bygger.

Som tidligere, vær oppmerksom på at dette er en utviklingsprototype og ikke er testet. Det er ikke egnet for medisinsk bruk. Den er lagt ut her for å oppfylle vår forpliktelse til å dele alt vårt utviklingsarbeid med disse viktige enhetene.