وحدة التحكم في جهاز التنفس الصناعي Covid-19: 10 خطوات

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

هذا المشروع هو نموذج أولي لجهاز التنفس الصناعي ، جهاز التنفس الصناعي من الحشد.

الموقع الإلكتروني المخصص للجمهور لهذا المشروع هنا:

يتم مشاركتها هنا حتى يتمكن الآخرون من البناء على عملنا الحالي ، للتعرف على عناصر التحكم هذه وفهم ما نقوم به. لاحظ أن هذا المشروع لم يتم اختباره بعد وليس لديه موافقات للاستخدام الطبي. على هذا النحو ، يجب عدم استخدام وحدة التحكم هذه لأي غرض طبي أو متعلق بالسلامة. في هذا النموذج ، يُقصد به أن يكون مصدرًا تعليميًا وليس عنصرًا من المعدات الطبية.

تهدف وحدة التحكم هذه إلى أن تكون وحدة التحكم الأساسية لعدد من تصميمات أجهزة التهوية البديلة الخاصة بنا. يقود الإصدار التوضيحي "اختبار مقاعد البدلاء" مؤازر صغير 9 جرام - بسيط لإظهار سلوك التحكم. تتفوق الوحدة الأولية الكاملة على إشارة PWM والتي يمكننا استخدامها بعد ذلك كمدخل لأنواع أخرى من المشغلات الميكانيكية. يعد تكييف البرنامج ليعمل بمحرك متدرج أمرًا بسيطًا نسبيًا.

اللوازم

1. Arduino Uno SMD R3

2. المسلسل 2004 20x4 وحدة عرض LCD

3. جهاز التشفير الدوار KY-040

4. NXP IC ، مستشعر الضغط MPX5010DP

5. 2 مصباح LED - 1 أخضر ، 1 أحمر (أو ألوان أخرى متباينة)

6. متن نموذج أولي قابل للحام (حوالي 90x70mm)

7. حاوية مشروع الإلكترونيات البلاستيكية 220 × 150 × 64 مم

8. مسامير ، صواميل ومسامير M3 لتركيب اللوح

9. 2 × 200 أوم ، مقاومات التيار الحد للمصابيح

10. 1 × 10 كيلو أوم ، مقاوم سحب للمفتاح الدوار

الخطوة 1: إصدار لوحة الخبز

هذا هو إصدار لوح الخبز الأساسي لوحدة التحكم - قبل إضافة محول قياس الضغط وقبل الملاكمة.

الخطوة 2: إصدار لوحة الخبز - تخطيطي

هذا هو التخطيطي لإصدار لوح الخبز. يمكن الوصول إلى نسخة أوضح عبر هذا الرابط ، لكن لاحظ أن مفتاح الدفع المركزي الدوار يحتاج إلى مقاومة سحب إضافية 10 كيلو أوم لا تظهر على الدائرة:

www.circuito.io/app؟components=512، 9590، 95 …

يظهر هذا الإصدار وهو يقود مؤازرة - والتي تعمل بمثابة عرض مرئي معقول لاختبار سطح المكتب. لا يكفي بالطبع قيادة آليات وحدة التهوية الحقيقية - لكنها تساعد في جعل الإجراء المتوقع مرئيًا لاختبار سطح المكتب.

الخطوة 3: قم بتركيب Arduino في Box Baseplate

ينتج عن تركيب Arduino على اللوحة الأساسية للصندوق لمسة نهائية "نظيفة" وأنيقة على الجانب الأمامي من الصندوق. أعتقد أن هذا بديهي - لكن لا ترتكب خطأ وضع علامات وحفر 4 ثقوب. بدلاً من ذلك ، حدد الموقع العام لـ Arduino. ضع علامة وحفر حفرة واحدة. ثم ضع الترباس ، ضع Arduino على المزلاج ، ثم ضع علامة على موقع الترباس الثاني وحفره. كرر هذا مع البراغي الأخيرين لمحاذاة كل شيء.

الخطوة 4: قم بتركيب المفتاح الدوار ومحول طاقة الضغط على لوحة النموذج الأولي

ليس من المثالي وجود مكونات على جانبي لوحة النموذج الأولي. لكن في هذه الحالات كانت هناك خيارات قليلة ؛ الارتفاع العمودي لمحول طاقة الضغط هو تقريبًا نفس ارتفاع المفتاح الدوار. إذا كان كلا المكونين على نفس الجانب من اللوحة ، فلن يمتد المحور المركزي لوحدة التحكم الدوارة عبر وجه الصندوق.

لذلك في هذه الحالة ، نقوم بتركيب المفتاح الدوار على جانب واحد من اللوحة ومحول طاقة الضغط على الجانب الآخر.

الخطوة 5: قم بتركيب مصابيح LED على لوحة النموذج الأولي

تُستخدم مصابيح LED للإشارة إلى دورات الشهيق والزفير. يجب أن تكون مرئية من خلال الوجه الأمامي للصندوق ، وبالتالي تكون على نفس الجانب من لوحة النموذج الأولي مثل وحدة التحكم الدوارة.

الخطوة 6: قص الثقوب في الوجه الأمامي للصندوق

هذه خطوة معرضة للخطأ ويمكن أن تؤدي بسهولة إلى صندوق تالف ، أو خطوة لا تكون فيها الشاشة وعناصر التحكم متناسقة بشكل جيد. احرص على قياس الصندوق ووضع علامة على مربع قطع الشاشة على جوانب الصندوق. تحقق من وجود مساحة كافية حول الفتحة لتناسب لوحة العرض - مع ملاحظة أن لوحة الدائرة للشاشة أكبر بعدة ملي مترات من الشاشة نفسها.

من الجيد قص قوالب الورق لجميع الثقوب التي تحتاج إلى قطع. هذا يضمن ملاءمة جيدة. خطأ شائع آخر هو قطع الثقوب "من الخلف إلى الأمام" نتيجة إرباك اتجاه المكونات. قم بتمييز القالب بوضوح على أنه إما مواجه للأمام أو للخلف ولاحظ اليسار واليمين كما هو موضح في هذه الصورة.

الخطوة 7: قم بتركيب لوح Protoype على الجزء السفلي من الصندوق باستخدام الفواصل

في حين أنه سيكون من الأسهل تثبيت الشاشة ولوحة الدائرة على الوجه الأمامي للصندوق ، فإن هذا له عيبان. أولاً ، يجعل مقدمة الصندوق قبيحة. الطريقة الموضحة هنا لا تؤدي إلى عدم وجود براغي على الوجه الأمامي للصندوق - تصميم "نظيف" للغاية. ثانيًا ، هذه الطريقة تجعل التجميع والأسلاك أسهل. يمكن تجميع جميع المكونات في الجزء السفلي من العلبة ، ثم يمكن ببساطة وضع الوجه الأمامي أعلى القاعدة. قد يكون تركيب المكونات في الوجه الأمامي للصندوق أمرًا صعبًا بسبب القيود في المساحة بسبب جوانب الصندوق.

السؤال هو.. كيف نحفر الثقوب في أسفل الصندوق بحيث عندما يتم تجميع كل شيء يصطف كل شيء؟ الطريقة المفضلة لدي هي: تثبيت لوحة العرض ولوحة الدائرة في الوجه الأمامي للصندوق باستخدام شريط لاصق. ضع "blu-Tac" أو مادة "معجون" أخرى قابلة للإزالة تقريبًا في المكان الذي تعتقد أنه سيتم إصلاح الأرجل فيه. أغلق الصندوق - وستقوم الأرجل بطباعة المعجون في الموضع الصحيح. استخدم هذه العلامات لحفر وتثبيت أرجل الشاشة ولوحة الدائرة.

الخطوة 8: الإصلاح النهائي للوحة الدائرة ولوحة العرض على لوحة القاعدة

تُظهر هاتان الصورتان لوحة العرض ولوحة الدائرة المركبة على اللوحة الخلفية للصندوق. في هذه المرحلة ، يمكن إكمال الأسلاك النهائية والتحقق منها.

الخطوة 9: مخطط الأسلاك للوحة كما هو موضح

يوضح الرسم البياني هنا الأسلاك المادية مع الترميز اللوني الذي استخدمناه في النموذج الأولي الخاص بنا.

الخطوة 10: الفحص النهائي وإغلاق الصندوق

تُظهر الصور هنا المرحلة الأخيرة من التجميع وإغلاق الصندوق. هذا الصندوق الخاص مغلق مع 6 براغي في القاعدة ، وبالتالي فإن التأثير النهائي نظيف وأنيق.

يوفر الفيديو عرضًا توضيحيًا سريعًا للبرنامج.

يمكن الحصول على برنامج Arduino من Ventilator Crowd Git Repository هنا:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

تحقق من التعليقات في كل إصدار من البرنامج للتأكد من أن لديك الإصدار الصحيح للجهاز الذي تقوم ببنائه.

كما سبق ، لاحظ أن هذا نموذج أولي للتطوير ولم يتم اختباره. انها ليست مناسبة للاستخدام الطبي. تم نشره هنا للوفاء بالتزامنا بمشاركة جميع أعمال التطوير الخاصة بنا على هذه الأجهزة المهمة.