20 фунт стерлингээс бага хэмжээтэй COVID-19 агааржуулагчаар Arduino ашиглан агаарын урсгалын нарийвчлалтай мэдрэгчийг хэрхэн яаж хийх вэ: 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэхүү нээлтийн урсгалын мэдрэгчийн хамгийн сүүлийн үеийн дизайны талаар энэ тайланг үзнэ үү:

Энэхүү зааварчилгаа нь агаарын урсгалын хурдны мэдрэгчийг хямд өртөгтэй дифференциал даралт мэдрэгч болон бэлэн материал ашиглан хэрхэн бүтээхийг харуулав. Энэхүү загвар нь нүхний хэлбэрийн урсгалын мэдрэгчид зориулагдсан бөгөөд цоорхой (манай тохиолдолд угаагч) нь хязгаарлалтыг өгдөг бөгөөд бид нүхний даралтын зөрүүг хэмжих замаар урсгалыг тооцоолж болно.

Анх бид OpenVent-Bristol нэртэй төслийнхөө хувьд энэхүү мэдрэгчийг боловсруулж бүтээсэн бөгөөд энэ нь COVID-19-ийг эмчлэх зориулалттай хурдан үйлдвэрлэдэг агааржуулалтын нээлттэй эх үүсвэрийн загвар юм. Гэсэн хэдий ч энэ мэдрэгчийг агаарын урсгалыг хэмжих бараг бүх төхөөрөмжид ашиглаж болно.

Энэхүү дизайны анхны хувилбарыг бүхэлд нь бэлэн бус эд ангиудыг ашиглан хийсэн бөгөөд 3D хэвлэх, лазер хайчлах шаардлагагүй болно.

Хавсаргасан зураг нь дизайны хөндлөн огтлолын зургийг харуулав. Урсгалын хурдыг тооцоолохын тулд нүхний дифференциал даралтыг хэмждэг угаагчтай хоёр урттай сантехникийн хоолой.

Сайхан амраарай !! мөн хэрэв та өөрийн болгож байгаа бол бидэнд сэтгэгдэл бичээрэй.

Алхам 1: эд анги худалдаж авах

Эдгээр нь танд хэрэгтэй хэсгүүд юм.

• 2х 15см урттай 22мм OD PVC сантехникийн хоолой
• 1х металл угаагч ID 5.5мм OD 20мм орчим (19.5-22мм хооронд байвал зүгээр)

• Дифференциал даралт мэдрэгч (ойролцоогоор 10 фунт стерлинг). Бид MPX5010DP -ийг ашигласан боловч та системийнхээ даралтад тохирсон өөр хувилбарыг сонгож болно. Эдгээр мэдрэгчийг зардаг зарим дэлгүүрийг доор жагсаав.

  • uk.rs-online.com/web/p/pressure-sensors/71…
  • www.digikey.co.uk/product-detail/en/nxp-us…
  • www.mouser.co.uk/ProductDetail/NXP-Semicon…
• Даралтын цорго хоолойг 20мм орчим урттай зүссэн: 2мм хэмжээтэй OD хатуу хоолой нь гуулин хоолой гэх мэт тохиромжтой байх ёстой. Би цөхрөнгөө барсны улмаас WD-40 лаазнаас шүршигч цорго ашигласан боловч энэ нь ажилласан боловч супер цавуу гайхалтай наалдсангүй
• супер цавуу
• Даралт мэдрэгчийн даралтын порт руу холбох цахиур/PVC хоолой. 2-3 мм-ийн үнэмлэх нь сайн байх ёстой, хэрэв таны хоолой хэт том байвал танд жижиг кабелийн зангиа хэрэгтэй байж магадгүй юм.

Хэрэв та урсгал мэдрэгчийн хоолойг 22 мм-ийн өөр хоолойд холбохыг хүсвэл 1 эсвэл 2 сантехникийн холбогч худалдаж авахыг хүсч болно:

Тэмдэглэл: Сонгосон материал нь эмнэлгийн бүтээгдэхүүний дүрэм, ялангуяа PVC -тэй нийцэхгүй байна.

Алхам 2: Сантехникийн хоолойг хайчилж ав

Сантехникийн хоолойноос 2 уртыг хайчилж ав. Бид 15 см урттай байсан боловч арай богино хугацаанд ажиллах боломжтой. Сайхан дөрвөлжин зүсэлт хийх нь чухал тул би зүсэлтийг жижигхэн хөрөө ашиглан хийсэн. Аливаа нүхийг тэгшлэхийн тулд элсэн цаас ашиглана уу

Алхам 3: Сантехникийн хоолойг угсрах

• Угаалгын машинаа нэг хоолойны төгсгөлд нааж, угаагч нь хоолойд төвлөрч байгаа эсэхийг шалгаад, агаарын даралт алдагдахгүйн тулд угаагчийн тойрог орчимд тасралтгүй цавуу хийж байгаарай.
• Дараа нь хоолойны нөгөө уртыг угаагчийн нөгөө талд нааж болно. Дахин хэлэхэд, агаар гарахгүйн тулд бүхэлд нь нааж байгаарай

Алхам 4: Даралтын цорго нэмнэ үү

1. Хавсаргасан зургийн дагуу угаагчаас хол зайд 2 цооног өрөмдөнө
2. 2 мм -ийн OD саваа нүх рүү түлхэж, нягт бэхэлсэн эсэхийг шалгаарай (миний хоолой 2.2 OD байсан боловч миний өрөм 2 мм байсан тул би хоолойг сайтар бэхлэх хүртэл өрөмдлөгийг бага зэрэг эргүүлэв)
3. Хоолойг нүхэнд нааж, бүхэлд нь битүүмжилсэн эсэхийг шалгаарай
4. Цахиур хоолой нь сайн, нягт наалдах хүртэл даралтын цорго дээр тусгаарлагч тууз боож өгнө

Алхам 5: Туршилт, шалгалт тохируулга хийх

Даралтын мэдрэгчийг Arduino -той холбож, даралтын цоргыг даралт мэдрэгчийн порт руу холбоно уу. Мэдрэгчийн физик аналог зүү нь програм хангамжийн зүүтэй таарч байгаа эсэхийг шалгаарай.

Үүнийг хавсаргасан кодыг ашиглан шалгана уу. Дараахь номын сан шаардлагатай байгааг анхаарна уу.

• Утас.h
• болон Sensirion_SFM3000_arduino (энэ номын сан нь өөр мэдрэгчид зориулагдсан боловч би үүнийг тооцохын тулд кодондоо зарим өөрчлөлт оруулсан)

Та мэдрэгчээ тохируулахыг хүсч байвал бид гэртээ хийсэн мэдрэгчтэй цувралаар холбогдсон Sensirion SFM3300 -ийг ашигласан болно. SFM3300 -ийн холболтууд нь:

• Vcc - 5V
• GND - GND
• SDA - А4
• SCL - A5

Шалгалт тохируулах туршилтын агаарын эх үүсвэр нь тогтмол урсгалыг өгч, урсгалын хурдыг хянах боломжтой байх ёстой. Бид потенциометр ашиглан хянадаг электрон сойзтой DC хурд хянагчаар тэжээгддэг агаарын ортой насосыг ашигласан. Хэрэв танд DC тэжээлийн хангамж байгаа бол энэ нь маш сайн ажиллах болно.

Код нь бидний мэдрэгчийн даралт, урсгалыг унших чадвартай болохоос гадна Sensirion SFM3300 -аас i2c ашиглан унших боломжтой бөгөөд энэ нь шалгалт тохируулга хийхэд ашигладаг мэдрэгч юм. тохируулгын мэдрэгч. (Гайхалтай нь DIY мэдрэгч нь SFM3300 -ээс илүү тогтвортой, илүү тогтмол уншилт өгсөн)

Кодын 1 -р хувилбар нь урсгалын хурдны уншилтыг гаргахын тулд шалгалт тохируулагдсан хайлтын хүснэгтийг ашигладаг. Үүнийг бид хийсэн

• даралтыг манай агаарын эх үүсвэрээс бүрэн цэвэрлэх (.csv файл хэлбэрээр)
• өгөгдлийг excel болгон авах
• Үүнийг тэгшитгэлээр дамжуулж урсгалын хурдыг тооцоолно
• дараа нь Arduino бүхэл тоон массив руу хуулж/буулгасан таслалаар тусгаарлагдсан хайлтын хүснэгт үүсгэнэ

Тэгшитгэл бүхий excel doc хадгалагдаж байна …

Кодын хоёр дахь хувилбар нь дараахь шалтгааны улмаас кодын тэгшитгэлийг ашиглах болно.

• температурыг харгалзан үзэх (энэ нь урсгалын хурдны уншилтанд нөлөөлнө)
• Доод урсгалын хязгаарлалтын өөрчлөлтийг харгалзан үзэхийн тулд үүнийг тусдаа урсгалын даралтын мэдрэгчээр мэдрэх болно

Алхам 6: Янки шалгалт тохируулгын аргын зөв сонголт

Хэрэв танд Sensirion SFM3300 гэх мэт тохиргоог хийх зориулалттай урсгал мэдрэгч байхгүй бол энэ нь урсгалын гаралтын талаар Супер ойлголт авах нэг арга юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн өндөр даралттай урсгалын эх үүсвэртэй ажиллах болно (агаарын насос хүртэл бөмбөлөг хөөргөхөд хэцүү байж магадгүй), хэрэв та агаарын хангамжаа дахин дахин асааж чадвал л ажиллах болно.

• Бөмбөлөгийг системийн гаралт дээр холбож, инфляци бүрт түүний диаметрийг хэмжинэ
• Хэмжих савыг усаар дүүргэ (магадгүй хагас орчим)
• Бөмбөлөгөө ижил диаметртэй болгоод дараа нь саванд бүрэн дүрээд бөмбөлөг оруулахаас өмнө ба дараа усны түвшний ялгааг тэмдэглээрэй.
• Дараа нь та өөрийн код дахь нэг бөмбөлөг инфляцийг хэмжих шаардлагатай болно, энэ нь урсгалыг цаг хугацааны явцад нэгтгэх замаар хийгддэг. Үүнийг хийх кодыг би танд өгч чадахгүй байна, учир нь энэ нь таны урсгалын эх үүсвэр, таны код урсгалын эхлэл, зогсолтыг хэрхэн мэдрэхээс хамаарч өөр өөр байх ёстой, гэхдээ би текст файлд функцийг хавсаргасан болно. Эзлэхүүн, та эзлэхүүнийг тооцоолох ажлыг хэзээ эхлүүлэх, зогсоохоо хэлэх хэрэгтэй болно (өөрөөр хэлбэл бидний туршилтын хувьд энэ нь амьсгал бүрийн эхэн ба зогсох үед байсан) бөгөөд үүнийг "breathStatus" нэртэй логик хувьсагчаар дамжуулан функцэд зааж өгдөг. Дуудлага хийхдээ урсгалын хурдыг мл/с -ээр тухайн функцэд дамжуулахаа бүү мартаарай.

Алхам 7: Өөрийн системд нэгтгэх

Үүнийг ямар ч байсан тохиргоондоо холбоод 15 фунт стерлингээр урсгалын хурдыг хэмжээрэй.:)

Манай агааржуулагчийн хэрэглээний зарим урсгал, даралт, эзэлхүүний жишээ зургийг хавсаргав.

Сантехникийн шулуун холбогч холбогч нь энэ мэдрэгчийг өөр 22 мм OD хоолойд холбоход тохиромжтой.