Peretasan Otomotif Sensor Aliran Udara COVID-19: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Ini adalah proyek yang berkembang pesat… sensor ini ditinggalkan karena tidak memiliki lubang pemasangan atau metode mudah untuk menyegel tabung. Proyek sensor aliran udara yang sedang berlangsung ada di sini: AFH55M12

Deskripsi Proyekdari Helpful Engineering

Tujuannya di sini adalah untuk membuat perangkat pemantauan, berdasarkan pengukur aliran udara massal, yang dapat digunakan saat membagi ventilator menjadi dua atau lebih pasien. Ini akan memungkinkan staf untuk memantau pasien secara individu sambil dikendalikan oleh satu perangkat dalam situasi ekstrem di mana jumlah ventilator tidak cukup untuk menangani jumlah pasien. Pembacaan harus terlihat secara lokal pada perangkat dan mungkin perlu ada input parameter oleh staf untuk membuat rentang operasi yang aman dan untuk kemungkinan membuat alarm saat sistem mengukur parameter di luar jangkauan.

Persyaratan Proyek

Ini adalah studi singkat tentang penggunaan sensor tipe aliran udara otomotif yang murah.

Membaca dari sensor aliran udara massal otomotif menggunakan microController 12bit ADC, interval 20ms

Langkah 1: Pengujian Awal Tidak Berhasil

Pembacaan awal mencoba menghirup/menghembuskan napas ke dalam tabung 3” buruk. Hanya napas sedang hingga besar yang akan memicu output ke ADC.

• 12 bit ADC => 4096 - Hanya napas besar yang memicu…
• baca ~200-350 ADC dengan lebar besar

Langkah 2: Tabung yang Dimodifikasi Dalam Tabung

Memodifikasi diameter tabung menjadi 1,75”menggunakan gulungan handuk kertas

• Napas besar adc puncak 900, 0,725volt
• Napas sedang memuncak pada ~600
• Napas terkecil yang bisa saya ambil ~400 …..
• Napas besar yang kuat.. Saya pusing setelah beberapa… naik hingga ~3000 (2,4volt)

Saya mengkalibrasi sensor menggunakan perkiraan 430mL untuk pernapasan sedang. Mengintegrasikan di bawah kurva untuk setiap napas memberikan perkiraan volume.

Catatan:

• Buang napas berisik karena sensor tidak dibuat untuk bekerja di kedua arah
• Tarikan napas sebenarnya berlawanan arah dengan panah pada badan sensor. Saya mencoba keduanya dan pada laju aliran yang kami coba ukur, ada lebih banyak sensitivitas dalam arah yang berlawanan dari aliran udara yang dimaksudkan..
• Mengurangi diameter tabung lebih jauh (dari 1,75” menjadi ~1”) akan meningkatkan sensitivitas tanpa kemungkinan kerugian.
• Ada waktu yang dihilangkan antara menghirup dan menghembuskan napas pada grafik di atas (ADC hanya memicu di atas ambang batas)
• 300-400mL sebenarnya adalah volume yang sangat kecil! Itu jumlah ruang yang sama dengan tabung 1 "x 38". Jadi udara yang melewati sensor kemungkinan tidak akan sampai ke paru-paru pasien hingga nafas ke-2 tergantung lokasi sensor.

• Menggunakan tabung berdiameter 1” dan inhalasi normal 500mL memberikan kecepatan udara rata-rata 0,328 m/s

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

Langkah 3: Ringkasan Hasil

• Menggunakan sensor ini atau yang serupa dan mengurangi diameter tabung untuk memenuhi sensitivitas yang dibutuhkan tampaknya menjanjikan.
• Perlu sensor aliran udara untuk mengkalibrasi sensor aliran udara. Kalibrasi perlu dilakukan pada volume udara rendah, sedang, dan tinggi dan mungkin untuk setiap sensor individu yang dihasilkan.
• Saya menduga akurasi akan tergantung pada pemilihan sensor, diameter tabung dan penempatan di dalam tabung. Setelah dikalibrasi, jig uji saat ini (dengan bodi berdiameter 1,75” yang besar) mungkin +/- 40mL.
• Jika diameter tabung tetap 1 "atau lebih besar, laju aliran akan tetap rendah, dan saya kira kondisi masuk dan keluar (lebih besar dari 2") ke sensor akan diabaikan
• Berikut adalah pabrikan AS untuk sensor serupa dalam paket mount PCB, Kontrol Derajat, inc

Data Excel Disini

Langkah 4: Data Sensor

• Dibeli secara lokal di sini seharga $57, Blue Streak #MF21041N
• Jenis sensor: anemometer kawat panas (tebak di sini) -
• Sensor MAF ini juga ditemukan di bawah nomor bagian ini OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Juga di aliexpress untuk ~$22 [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Beberapa model memiliki nomor pin yang tercetak di badan

• Pin 1 Tanah
• Sinyal Pin 2
• Pin 3 Daya 7,5-12 volt, 76ma

Langkah 5: Pengaturan Tes Akhir

Pengaturannya cukup mudah. Pin 1 (Ground) dan Pin 2 (sensor) terhubung ke mikrokontroler. Sketsa Arduino hanya membaca dan mencetak pin Analog 0 melalui serial.