COVID-19 جهاز استشعار تدفق الهواء للسيارات: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

هذا مشروع سريع التطور … تم التخلي عن هذا المستشعر لأنه لا يحتوي على أي ثقوب للتركيب أو طريقة سهلة لإغلاق الأنبوب. مشروع مستشعر تدفق الهواء المستمر هنا: AFH55M12

وصف المشروع من الهندسة المفيدة

الهدف هنا هو إنشاء جهاز مراقبة ، بناءً على مقياس تدفق الهواء الشامل ، يمكن استخدامه عند تقسيم جهاز التنفس الصناعي إلى مريضين أو أكثر. سيسمح ذلك للموظفين بمراقبة المرضى الفرديين أثناء التحكم بجهاز واحد في الحالات القصوى حيث لا يكفي عدد أجهزة التنفس الصناعي للتعامل مع عدد المرضى. يجب أن تكون القراءة مرئية محليًا على الجهاز وقد يلزم إدخال معلمات من قبل الموظفين لإنشاء نطاق تشغيل آمن وربما إنشاء إنذارات عندما يقيس النظام معلمة خارج النطاق.

متطلبات المشروع

هذه دراسة سريعة لاستخدام مستشعر تدفق هواء السيارات غير المكلف الجاهز.

القراءة من مستشعر تدفق الهواء الشامل للسيارة باستخدام متحكم دقيق 12 بت ADC ، بفاصل 20 مللي ثانية

الخطوة 1: الاختبار الأولي لم يكن ناجحًا

كانت القراءة الأولية التي تحاول الاستنشاق / الزفير في الأنبوب مقاس 3 بوصات ضعيفة. فقط الأنفاس المتوسطة إلى الكبيرة من شأنها أن تؤدي إلى مخرجات ADC.

• 12 بت ADC => 4096 - فقط الأنفاس الكبيرة تطلق …
• قراءة ~ 200-350 ADC مع اتساع كبير

الخطوة 2: الأنبوب المعدل داخل الأنبوب

قم بتعديل قطر الأنبوب إلى 1.75 بوصة باستخدام لفافة مناديل ورقية

• أنفاس كبيرة ADC الذروة 900 ، 0.725 فولت
• ذروة الأنفاس المتوسطة عند 600 ~
• أصغر نفس يمكنني أن آخذه ~ 400…..
• أنفاس عملاقة قوية.. أصاب بالدوار بعد عدة مرات … تصل إلى 3000 (2.4 فولت)

لقد قمت بمعايرة المستشعر باستخدام ما يقدر بـ 430 مل لتنفس متوسط. يعطي التكامل تحت المنحنى لكل نفس حجمًا تقديريًا.

ملحوظات:

• الزفير صاخب لأن المستشعر غير مصمم للعمل في كلا الاتجاهين
• الشهيق هو في الواقع الاتجاه المعاكس للسهم على جسم المستشعر. لقد جربته في كلا الاتجاهين وبمعدلات التدفق التي نحاول قياسها ، هناك حساسية أكبر في الاتجاه المعاكس لتدفق الهواء المقصود..
• سيؤدي تقليل قطر الأنبوب إلى أبعد من ذلك (من 1.75 بوصة إلى ~ 1 بوصة) إلى زيادة الحساسية مع عدم وجود جوانب سلبية على الأرجح.
• هناك وقت محذوف بين الشهيق والزفير على الرسم البياني أعلاه (كان ADC يعمل فقط فوق العتبة)
• 300-400 مل حجم صغير جدًا في الواقع! هذا هو نفس القدر من المساحة لأنبوب 1 بوصة × 38 بوصة. لذلك من المحتمل ألا يصل الهواء الذي يمر عبر المستشعر إلى رئة المريض حتى التنفس الثاني اعتمادًا على موقع المستشعر.

• استخدام أنبوب قطره 1 بوصة واستنشاق عادي 500 مل يعطي سرعة هواء متوسطة تبلغ 0.328 م / ث

  500 مل / (1.27 سم ^ 2 * بي) / 3 ثوانٍ / 100

الخطوة الثالثة: ملخص النتائج

• يبدو أن استخدام هذا المستشعر أو شيء مشابه وتقليل قطر الأنبوب لتلبية الحساسية المطلوبة يبدو واعدًا.
• بحاجة إلى مستشعر تدفق الهواء لمعايرة مستشعر تدفق الهواء. يجب إجراء المعايرة على أحجام هواء منخفضة ومتوسطة وعالية وربما لكل مستشعر فردي يتم إنتاجه.
• أعتقد أن الدقة ستعتمد على اختيار المستشعر وقطر الأنبوب ووضعه في الأنبوب. بمجرد معايرتها ، من المحتمل أن تكون رقصة الاختبار الحالية (مع الجسم الكبير بقطر 1.75 بوصة) +/- 40 مل.
• إذا ظل قطر الأنبوب 1 بوصة أو أكبر ، فستظل معدلات التدفق منخفضة ، وأعتقد أن ظروف الدخول والخروج (أكبر من 2 بوصة) إلى المستشعر ستكون مهملة
• هنا مُصنِّع أمريكي لجهاز استشعار مشابه في حزمة تثبيت PCB Degree Controls، inc

بيانات Excel هنا

الخطوة 4: بيانات الاستشعار

• تم شراؤها محليًا هنا مقابل 57 دولارًا ، Blue Streak # MF21041N
• نوع المستشعر: مقياس شدة الريح بالسلك الساخن (التخمين هنا) -
• يوجد مستشعر MAF هذا أيضًا ضمن أرقام الأجزاء هذه OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• أيضًا على AliExpress مقابل 22 دولارًا أمريكيًا [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

تحتوي بعض الطرز على أرقام الدبوس المطبوعة على الجسم

• دبوس 1 مطحون
• دبوس 2 إشارة
• دبوس 3 قوة 7.5-12 فولت ، 76 مللي أمبير

الخطوة 5: إعداد الاختبار النهائي

كان الإعداد سهلاً جدًا. يتم توصيل السن 1 (الأرضي) والدبوس 2 (المستشعر) بوحدة تحكم دقيقة. يقرأ رسم Arduino ويطبع دبوس التناظرية 0 على المسلسل.