Unit Kontrol Ventilator Covid-19: 10 Langkah

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

Proyek ini adalah prototipe yang dibuat untuk Ventilator Crowd, ventilator yang bersumber dari kerumunan.

Situs web publik untuk proyek ini ada di sini:

Ini dibagikan di sini sehingga orang lain dapat mengembangkan pekerjaan kami saat ini, untuk mempelajari tentang pengontrol ini dan untuk memahami apa yang kami lakukan. Perhatikan bahwa proyek ini belum diuji dan tidak memiliki persetujuan untuk penggunaan medis. Dengan demikian, pengontrol ini tidak boleh digunakan untuk tujuan medis atau keselamatan apa pun. Dalam bentuk ini dimaksudkan sebagai sumber belajar bukan item peralatan medis.

Pengontrol ini dimaksudkan sebagai pengontrol inti untuk sejumlah desain ventilator alternatif kami. Versi demonstrasi 'bench-test' menggerakkan servo 9g kecil - sederhana untuk mendemonstrasikan perilaku kontrol. Unit prototipe lengkap mengeluarkan sinyal PWM yang kemudian dapat kita gunakan sebagai input untuk jenis aktuator mekanis lainnya. Mengadaptasi perangkat lunak untuk dijalankan dengan motor stepper relatif sederhana.

Perlengkapan

1. Arduino Uno SMD R3

2. Modul tampilan LCD 20x4 Serial 2004

3. Encoder putar KY-040

4. IC NXP, SENSOR TEKANAN MPX5010DP

5. 2 LED - 1 Hijau, 1 Merah (atau warna kontras lainnya)

6. Papan prototipe yang dapat disolder (sekitar 90x70mm)

7. Kandang proyek elektronik plastik 220 x 150 x 64mm

8. Baut, mur, dan penyangga M3 untuk papan pemasangan

9. 2 x 200 ohm, resistor pembatas arus untuk LED

10. 1 x 10k ohm, resistor pull-up untuk sakelar putar

Langkah 1: Versi papan roti

Ini adalah versi dasar pengontrol roti - sebelum penambahan transduser pengukur tekanan dan sebelum tinju.

Langkah 2: Versi Papan Roti - Skema

Ini adalah skema untuk versi papan roti. Versi yang lebih jelas dapat diakses melalui tautan ini tetapi perhatikan bahwa sakelar tekan pusat putar memerlukan resistor pull-up 10k ohm tambahan yang tidak ditampilkan di sirkuito:

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

Versi ini ditampilkan mengemudikan servo - yang bertindak sebagai demonstrasi visual yang masuk akal untuk pengujian di atas meja. Ini, tentu saja, tidak cukup untuk benar-benar menggerakkan mekanisme unit ventilator yang sebenarnya - tetapi itu membantu membuat tindakan yang diharapkan terlihat untuk pengujian di atas meja.

Langkah 3: Pasang Arduino di Baseplate Kotak

Memasang Arduino pada pelat dasar kotak menghasilkan hasil akhir yang 'bersih' dan rapi di sisi depan kotak. Saya kira ini tidak perlu dikatakan lagi - tetapi jangan membuat kesalahan dengan menandai dan mengebor 4 lubang. Sebaliknya, tandai lokasi umum Arduino. Tandai dan bor satu lubang. Kemudian pasang baut, letakkan Arduino pada baut, lalu tandai dan bor lokasi baut kedua. Ulangi ini untuk 2 baut terakhir untuk menyelaraskan semuanya.

Langkah 4: Pasang Saklar Putar dan Transduser Tekanan Ke Papan Prototipe

Tidaklah ideal untuk memiliki komponen di kedua sisi papan prototipe. Tetapi dalam kasus ini hanya ada sedikit pilihan; ketinggian vertikal transduser tekanan hampir sama dengan sakelar putar. Jika kedua komponen berada di sisi papan yang sama, maka poros tengah pengontrol putar tidak akan memanjang melalui permukaan kotak.

Jadi dalam hal ini, kami memasang sakelar putar di satu sisi papan dan transduser tekanan di sisi lain.

Langkah 5: Pasang LED Ke Papan Prototipe

LED digunakan untuk menunjukkan siklus menghirup dan menghembuskan napas. Ini perlu terlihat melalui muka depan kotak dan karena itu berada di sisi yang sama dari papan prototipe sebagai pengontrol putar.

Langkah 6: Potong Lubang di Wajah Depan Kotak

Ini adalah langkah rawan kesalahan yang dapat dengan mudah mengakibatkan kotak rusak, atau kotak di mana tampilan dan kontrol tidak selaras dengan baik. Berhati-hatilah dalam mengukur kotak dan menandai kotak yang dipotong pajangan ke sisi kotak. Periksa apakah ada cukup ruang di sekitar lubang untuk papan display agar sesuai - perhatikan bahwa papan sirkuit untuk layar beberapa mili meter lebih besar dari layar itu sendiri.

Sebaiknya potong pola kertas untuk semua lubang yang perlu dipotong. Ini memastikan kecocokan yang baik. Kesalahan umum lainnya adalah membuat lubang 'belakang-ke-depan' karena membingungkan orientasi komponen. Tandai dengan jelas template Anda sebagai menghadap ke depan atau ke belakang dan perhatikan kiri dan kanan seperti yang ditunjukkan pada gambar ini.

Langkah 7: Pasang Papan Protoype di Bagian Bawah Kotak Menggunakan Spacer

Meskipun akan lebih mudah untuk memasang pajangan dan papan sirkuit ke bagian depan kotak, ini memiliki dua kelemahan. Pertama, itu membuat bagian depan kotak jelek. Metode yang ditunjukkan di sini tidak menghasilkan sekrup di bagian depan kotak - desain yang sangat 'bersih'. Kedua, metode ini membuat perakitan dan pemasangan kabel lebih mudah. Semua komponen dapat dipasang ke bagian bawah kasing, kemudian muka depan dapat dengan mudah ditempatkan di atas alas. Memasang komponen ke bagian depan kotak bisa jadi rumit karena pembatasan ruang karena sisi kotak.

Pertanyaannya adalah.. bagaimana cara mengebor lubang di bagian bawah kotak sehingga ketika semuanya dirakit semuanya berbaris? Metode favorit saya adalah ini: pasang papan display dan papan sirkuit ke bagian depan kotak menggunakan selotip. Letakkan 'blu-Tac' atau bahan 'dempul' yang dapat dilepas lainnya kira-kira di tempat yang menurut Anda akan diperbaiki. Tutup kotak - dan kaki akan mencetak dempul di posisi yang benar. Gunakan tanda ini untuk mengebor dan memasang baut pada kaki layar dan papan sirkuit.

Langkah 8: Perbaikan Akhir Papan Sirkuit dan Papan Display Ke Pelat Dasar

Kedua gambar ini menunjukkan papan pajangan dan papan sirkuit yang dipasang di pelat belakang kotak. Pada titik ini pengkabelan akhir dapat diselesaikan dan diperiksa.

Langkah 9: Diagram Pengkabelan untuk Papan Seperti yang Ditunjukkan

Diagram di sini menunjukkan pengkabelan fisik dengan kode warna yang kami gunakan pada prototipe kami.

Langkah 10: Pemeriksaan Akhir dan Tutup Kotak

Gambar di sini menunjukkan tahap akhir perakitan dan penutupan kotak. Kotak khusus ini ditutup dengan 6 sekrup di alasnya, sehingga efek akhirnya bersih dan rapi.

Video ini memberikan demonstrasi cepat dari perangkat lunak.

Perangkat lunak untuk Arduino dapat diperoleh dari Ventilator Crowd Git Repository di sini:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

Periksa komentar di setiap versi perangkat lunak untuk memastikan bahwa Anda memiliki versi yang benar untuk perangkat yang Anda buat.

Seperti sebelumnya, perhatikan bahwa ini adalah prototipe pengembangan dan belum diuji. Ini tidak cocok untuk penggunaan medis. Ini diposting di sini untuk memenuhi komitmen kami untuk membagikan semua pekerjaan pengembangan kami pada perangkat penting ini.