جهاز التنفس الصناعي الرخيصة ESP32: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

مرحبا بالجميع!

كما نعلم جميعًا ، فإن COVID19 هو الموضوع الوحيد هذه الأيام. هنا في إسبانيا ، ينتشر المرض بشدة. على الرغم من أنه يبدو أنه يتم التحكم في الوضع ببطء ، إلا أن نقص جهاز التنفس في المستشفيات يمثل مشكلة خطيرة حقًا. لذا ، مستفيدة من الوقت الذي يمنحه لنا هذا الحبس ، قررت تطوير نموذجي الخاص (فقط كتدريب تجريبي).

اللوازم

هنا لديك فاتورة المواد

لوحة DM سمك 10 مللي متر ---------------------------------------------- -7 يورو

لوح ميثاكريليت بسمك 5 مم ------------------------------------ 12 يورو

AMBU ------------------------------------------------- ------------------------- 17 يورو

NEMA17motors (2uds.) --------------------------------------------- ------ 12 يورو

لوحة عرض TTGO-T --------------------------------------------- ------ 6 يورو

برنامج التشغيل DVR8825 (2uds.) -------------------------------------------- -------- 2 يورو

محمل خطي 8 مم (4 براغي) -------------------------------------------- ---- 6 يورو

دليل الطابعة ثلاثية الأبعاد 8 مم من 400 مم (2 ذراع) ---------------------------- 10 يورو

تنحي DC-DC ---------------------------------------------- ------------- 1 يورو

مزود الطاقة 12 فولت 3 أمبير ---------------------------------------------- -------- 13 يورو

المواد الكهربائية الصغيرة ، المقاومات ، المكثفات 100mf ، الأسلاك) ----- 8 €

إجمالي _ 93 يورو

جميع المواد ميسورة التكلفة ويتم شراؤها من متاجر الأجهزة المحلية والمتاجر عبر الإنترنت (Amazon ، Ali-Express).

الخطوة 1: البرنامج

لقد استخدمت هذه البرامج الثلاثة في هذا المشروع. برنامج Autocad للتصميم ثلاثي الأبعاد ، هو البرنامج الأكثر دراية به على الرغم من أنه يمكنك اختيار برنامج آخر.

لقد اخترت Arduino IDE لبرمجة لوحة ESP32. يوجد هنا أيضًا خيارات مختلفة ، مثل micropython.

تم استخدام Slic3r كجهاز تغليف للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

أشارك هذين الملفين: ملف cad ورسم اردوينو.

الخطوة 2: العملية

عندما أدركت أن هناك مشكلة بسبب نقص أجهزة التنفس الصناعي في المستشفيات ، رأيت أيضًا كيف بدأ مجتمع المصنّعين في إسبانيا العمل وظهرت العديد من مشاريع التنفس.

أنا شخصياً لم أشارك في أي منهم لأن هناك أشخاصًا مؤهلين بشكل أفضل وكانت فكرتي الأولى هي محاولة تصنيع أحد هذه المشاريع ، ولكن نظرًا لنقص المواد ، حاولت إنشاء واحد بالأشياء المتوفرة لدي.

تصميم الجهاز مستوحى من طابعة ثلاثية الأبعاد ويتم تضمين جميع القطع في ملف cad. الأجزاء الرئيسية مصنوعة من DM ويتم لصقها فيما بينها. تتم طباعة الأقواس والموترات والمجرفة في PLA

اعتقدت أن المحرك المتدرج يمكن أن يكون خيارًا جيدًا بسبب دقته. لذلك صممت طاولة الهاتف المحمول والدعم وأضفت المجرفة التي تدفع AMBU (تصميم مجتمع المصنّعين). كانت الاختبارات الأولى بمحرك واحد ، لأنه لم يكن لدي AMBU بعد. بناءً على مثال ، كنت أقوم بإنشاء الكود وإضافة وظائف:

مستشعر درجة الحرارة وجرس لتكوين إنذار درجة الحرارة الزائدة على المحرك.

مقياسان للجهد لتنظيم سرعة دفع الهواء وحجمه.

مستشعران في القاعة للتحكم بشكل أفضل في موضع المشغل.

ظهرت المشكلة الأولى عندما وصلت AMBU وأدركت أن المحرك لم يكن لديه طاقة كافية.

كنت أبحث عن خيارات مختلفة مثل أجهزة 360 درجة أو محركات DC مع تخفيضات وكلاهما يمكن أن يعمل لكنهما لم يكن متاحًا.

ثم طلب مني أحدهم استخدام محركين ، فبدلاً من الانتظار بدأت أعمل بالمواد التي أمتلكها. بعد إجراء بعض التعديلات ، بدأت في البرمجة.

الخطوة الثالثة: الكود

أردت أن أطلب منك ألا تخاف إذا رأيت العديد من الأخطاء في الكود ، لقد تعلمت للتو ما أعرفه من خلال البحث في الويب.

لقد كان الأمر صعبًا للغاية وسيكون من المستحيل بالنسبة لي بدون المكتبات والبرامج التعليمية ، كما أنني على استعداد للاستماع إلى أي نصائح أو تحسينات أو أي تعليقات بناءة.

لقد كتبت بعض الملاحظات في الكود في حالة رغبة شخص ما في متابعتها ، أو اعتبارها نقطة انطلاق أو تحسينها.

ما يفعله الرسم هو تشغيل المحرك بالطريقة التالية ؛

- العودة إلى المنزل يتميز بحساس القاعة

-التقدم إلى الموضع المطلوب التحكم في كل من الحجم والسرعة.

ومن الوظائف الإضافية الأخرى شاشة tft لعرض البيانات ، ومستشعر درجة الحرارة لمراقبة درجة حرارة المحرك وجرس كإنذار.

لدي إصدار آخر من الكود يجب مراقبته عبر mqtt من خلال تطبيق Blynk ،

واجهت مشاكل في تنفيذ هذا الرمز مع مقاييس الجهد بحيث يمكن تغيير قيم حجم وسرعة الهواء من خلال التطبيق. لقد قمت أيضًا بتنفيذ إنذار يرسل بريدًا إلكترونيًا في حالة فشل الجهاز ولا يمر عبر مستشعرات القاعة. يتم تشغيل TTGO-DISPLAY بسهولة بواسطة بطارية 18650 كنظام طوارئ يمكن أن يرسل الإنذار إذا انخفضت الطاقة العامة.

الخطوة 4: الخاتمة

هذا مشروع قمت به بشكل تجريبي ولن أستخدمه إلا إذا كانت فرصتي الأخيرة.

وفقط مع محركات أكثر قوة وموثوقية.

هنا في إسبانيا ، يبدو أنه يتم تغطية احتياجات أجهزة التنفس الصناعي ، ولكن إذا امتد فيروس كوفيد 19 في بلدان أخرى كما هو الحال هنا ، فسوف يحتاجون إلى العديد من أجهزة التنفس وهي أجهزة باهظة الثمن.

إذا استطاع شخص ما استخدام مشروعي كنقطة انطلاق أو مصدر إلهام ، فسأكون سعيدًا للغاية.

ابق في المنزل وحافظ على سلامتك