Ինչպես կատարել Arduino- ի միջոցով օդի հոսքի արագության ճշգրիտ սենսոր ՝ 20 Under ից ցածր COVID-19 օդափոխիչի համար. 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Խնդրում ենք տեսնել այս զեկույցը այս անցքի հոսքի տվիչի վերջին նախագծի համար ՝

Այս հրահանգները ցույց են տալիս, թե ինչպես կարելի է կառուցել օդի հոսքի արագության տվիչ `օգտագործելով ցածր գնով դիֆերենցիալ ճնշման տվիչ և մատչելի նյութեր: Դիզայնը նախատեսված է անցքի տիպի հոսքի տվիչի համար, բացվածքը (մեր դեպքում ՝ լվացքի մեքենա) ապահովում է սահմանափակում, և մենք կարող ենք հաշվարկել հոսքը ՝ չափելով անցքի երկայնքով ճնշման տարբերությունը:

Ի սկզբանե մենք նախագծել և կառուցել ենք այս սենսորը մեր նախագծի համար, որը կոչվում է OpenVent-Bristol, որը հանդիսանում է COVID-19- ի բուժման համար արագ արտադրվող օդափոխիչի բաց կոդով ձևավորում: Այնուամենայնիվ, այս տվիչը կարող է օգտագործվել գրեթե ցանկացած օդի հոսքի զգայուն կիրառման մեջ:

Մեր դիզայնի այս նախնական տարբերակը ամբողջությամբ պատրաստված է պահեստամասերից դուրս, 3D տպագրության կամ լազերային կտրման կարիք չկա:

Կից գծանկարը ցույց է տալիս դիզայնի լայնակի հատվածի նկարը: Դա շատ պարզ 2 սանտեխնիկական խողովակ է, որի մեջ լվացքի մեքենա է սոսնձված, որը չափում է դիֆերենցիալ ճնշումը անցքի վրա ՝ հոսքի արագությունը հաշվարկելու համար:

Վայելեք !! և տվեք մեզ մեկնաբանություն, եթե ինքներդ եք պատրաստում:

Քայլ 1: Գնեք մասեր

Սրանք այն մասերն են, որոնք ձեզ անհրաժեշտ կլինեն.

• 2x 15 սմ երկարություն 22 մմ OD PVC սանտեխնիկա
• 1x մետաղական լվացքի միջոց 5.5 մմ OD մոտ 20 մմ (19.5-22 մմ-ի սահմաններում լավ է)

• Դիֆերենցիալ ճնշման ցուցիչ (մոտ £ 10): Մենք օգտագործել ենք MPX5010DP, բայց գուցե ցանկանաք ընտրել մեկ այլ ՝ ձեր համակարգի ճնշումներին համապատասխան: Ստորև թվարկված են որոշ խանութներ, որոնք վաճառում են այս տվիչները:

  • uk.rs-online.com/web/p/pressure-sensors/71…
  • www.digikey.co.uk/product-detail/hy/nxp-us…
  • www.mouser.co.uk/ProductDetail/NXP-Semicon…
• Pressնշման խողովակները կտրված են մոտ 20 մմ երկարությամբ. 2անկացած 2 մմ OD կոշտ խողովակ պետք է հարմար լինի, օրինակ `փողային խողովակին: Հուսահատությունից ես օգտագործեցի WD-40 տարայի լակի վարդակը, այն աշխատեց, բայց գերծանրքաշային սոսինձը փայլուն չկպչեց
• Սուպեր սոսինձ
• Սիլիկոնային/PVC խողովակներ `ճնշման տվիչի ճնշման նավահանգիստներին միանալու համար: 2-3 մմ ID- ն պետք է լավ լինի, ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել փոքր մալուխային փողկապ, եթե ձեր խողովակը չափազանց մեծ է:

Կարող եք գնել 1 կամ 2 սանտեխնիկական միակցիչ, եթե ցանկանում եք հոսքի տվիչի խողովակը տեղավորել մեկ այլ 22 մմ խողովակի վրա ՝

Նշում. Ընտրված նյութերը չեն համապատասխանում բժշկական արտադրանքի կանոններին, մասնավորապես `PVC- ին:

Քայլ 2: Կտրեք սանտեխնիկա

Կտրեք սանտեխնիկայի խողովակից 2 երկարություն: Մենք օգտագործում էինք 15 սմ երկարություն, բայց այն կարող է մի փոքր ավելի կարճ աշխատել: Ես կտրվածքներ եմ արել `օգտագործելով սղոց, քանի որ կարևոր է ստանալ գեղեցիկ քառակուսի կտրվածք: Օգտագործեք ավազի թուղթ `ցանկացած բծերը հարթելու համար

Քայլ 3: Հավաքեք սանտեխնիկական խողովակներ

• Սոսնձեցրեք ձեր լվացքի մեքենան մինչև մեկ խողովակի ծայրը, համոզվեք, որ լվացքի մեքենան միաձույլ է խողովակի հետ և համոզվեք, որ անընդհատ սոսինձ եք պատրաստում լվացքի մեքենայի շրջագծով ՝ ապահովելու համար, որ օդի ճնշումը դուրս չգա:
• Այնուհետև խողովակի մյուս երկարությունը սոսնձեցրեք լվացքի մյուս կողմը: Կրկին, համոզվեք, որ սոսնձեք ամբողջ ճանապարհով, այնպես որ ոչ մի օդը դուրս չի գա

Քայլ 4: Ավելացրեք ճնշման ծորակներ

1. Լվացքի մեքենայի հեռավորությունների վրա, ըստ կցված պատկերի, 2 անցք կատարեք
2. 2 մմ OD ձողերը մղեք անցքերի մեջ, համոզվեք, որ այն ամուր տեղավորվում է (իմ խողովակը 2.2 OD էր, բայց իմ հորատիչը 2 մմ էր, այնպես որ ես պարզապես մի փոքր թափահարեցի փորվածքը մինչև խողովակը սերտորեն տեղավորվի)
3. Խողովակը սոսնձեցրեք անցքի մեջ ՝ համոզվելով, որ այն ամբողջովին կնքված է
4. Փաթաթեք մեկուսիչ ժապավենը ձեր ճնշման ծորակի շուրջը, մինչև սիլիկոնային խողովակը լավ և ամուր տեղավորվի

Քայլ 5: Փորձարկեք և չափաբերեք

Միացրեք ճնշման սենսորը ձեր Arduino- ին և միացրեք ճնշման ծորակները ճնշման տվիչի միակցիչներին: Համոզվեք, որ սենսորի ֆիզիկական անալոգային քորոցը համընկնում է ծրագրակազմի քորոցի հետ:

Փորձարկեք այն ՝ օգտագործելով կցված ծածկագիրը: Նշենք, որ անհրաժեշտ են հետևյալ գրադարանները.

• Մետաղալար. Ժ
• և Sensirion_SFM3000_arduino (այս գրադարանը այլ սենսորի համար է, բայց ես որոշ փոփոխություններ եմ կատարել իմ ծածկագրում ՝ դրա համար)

Իդեալում, եթե ցանկանում եք չափագրել ձեր սենսորը, մենք օգտագործեցինք Sensirion SFM3300- ը, որը միացված է տնային սենսորին: SFM3300- ի միացումներն են.

• Vcc - 5 Վ
• GND - GND
• SDA - A4
• SCL - A5

Իդեալում, որ օդի աղբյուրը կալիբրացման թեստի համար պետք է թողնի մշտական հոսք և վերահսկելի լինի, որպեսզի հոսքի արագությունների վերահսկվող մաքրում կատարի: Մենք օգտագործեցինք օդային մահճակալի պոմպ, որը կոտրված էր սնուցվելու համար էլեկտրոնային խոզանակով արագացված DC արագաչափի միջոցով, որը վերահսկվում է պոտենցիոմետրի միջոցով: Եթե ունեք DC էլեկտրամատակարարում, այն նույնպես լավ կաշխատի:

Կոդը, ինչպես նաև կարող է կարդալ մեր սենսորից ճնշումը և հոսքը, այն կարող է կարդալ նաև Sensirion SFM3300- ից i2c- ով, որը սենսորն է, որը մենք օգտագործում էինք չափագրման համար: Անհրաժեշտ կլինի համապատասխանաբար հարմարեցնել ծածկագիրը, եթե ունեք այլ տրամաչափման տվիչ: (Amazingարմանալիորեն DIY սենսորը ավելի կայուն և հետևողական ընթերցումներ էր տալիս, քան SFM3300- ը)

Կոդի 1 -ին տարբերակը օգտագործում է ճշգրտված որոնման աղյուսակ `հոսքի արագության ընթերցումները թողարկելու համար: Մենք դա արել ենք

• մեր օդի աղբյուրից լրիվ մաքրման վրա ճնշումը գրանցելը (որպես.csv ֆայլ)
• տվյալները Excel- ում վերցնելը
• հոսքի արագությունը մշակելու համար այն հավասարման միջոցով փոխանցելով
• այնուհետև ստեղծելով ստորակետով առանձնացված որոնման աղյուսակ, որը պատճենվել/տեղադրվել է Arduino ամբողջ զանգվածի մեջ

Հավասարում Excel- ի փաստաթուղթը պահվում է…

Կոդի երկրորդ տարբերակը կոդի մեջ օգտագործելու է հավասարություն հետևյալ պատճառներով.

• հաշվի առնել ջերմաստիճանը (ինչը կազդի հոսքի արագության ընթերցումների վրա)
• հաշվի առնել հետընթաց հոսանքի սահմանափակման փոփոխությունը, դա կզգացվի առանձին հոսանքի ներքևի ճնշման ցուցիչով

Քայլ 6. ankիշտ Janky Calibration մեթոդի տարբերակ

Եթե դուք չունեք արտահոսքի հոսքի տվիչ `այն չափագրելու համար, ինչպիսին է Sensirion SFM3300- ը, ապա սա հոսքի ելքի մասին SUPER կոպիտ պատկերացում կազմելու մի տարբերակ է: Այնուամենայնիվ, սա կաշխատի միայն բարձր ճնշման հոսքի աղբյուրի հետ (նույնիսկ օդային մահճակալի պոմպը կարող է դժվարությամբ փչել փուչիկը) և կաշխատի միայն այն դեպքում, եթե դուք անընդհատ անջատեք ձեր օդի մատակարարումը

• Համակարգի ելքին ամրացրեք փուչիկ և չափեք այն տրամագիծը, որով այն փչում է յուրաքանչյուր գնաճի վրա
• Լրացրեք չափիչ սափորը ջրով (գուցե մոտ կես ճանապարհ)
• Նորից փչեք ձեր փուչիկը նույն տրամագծով, այնուհետև այն ամբողջությամբ սուզեք ջրի մեջ և գրանցեք ջրի մակարդակի տարբերությունը փուչիկը տեղադրվելուց առաջ և հետո
• Հաջորդը դուք պետք է չափեք ձեր ծածկագրում մեկ փուչիկի գնաճի ծավալը, դա արվում է ՝ ժամանակի ընթացքում հոսքը ինտեգրելով: Ես չեմ կարող ձեզ ճշգրիտ ծածկագիր տալ դա անելու համար, քանի որ այն պետք է տարբեր լինի ՝ կախված ձեր հոսքի աղբյուրից և այն, թե ինչպես է ձեր ծածկագիրը զգալու հոսքի սկիզբը և կանգառը, բայց ես մի գործառույթ կցել եմ տեքստային ֆայլում, որը դուրս կգա ծավալը, պարզապես պետք է ասել այն, թե երբ սկսել և դադարեցնել ձայնի հաշվարկը (այսինքն ՝ մեր թեստի համար դա եղել է յուրաքանչյուր շնչառության սկզբում և կանգառում), սա գործառույթին նշվում է բուլյան փոփոխականի միջոցով, որը կոչվում է «breathStatus»: Հիշեք, որ հոսքը փոխանցեք մլ/վ -ով այդ գործառույթին, երբ այն կանչեք:

Քայլ 7: Ինտեգրվել ձեր համակարգին

Միացրեք այն ձեր կարգավորումների մեջ, ինչ էլ որ այն լինի և վայելեք հոսքի արագությունը 15 ֆունտից ցածր արժեքով:)

Կից ներկայացված է որոշ հոսքերի, ճնշումների և ծավալների օրինակ `մեր օդափոխիչ սարքից:

Սանտեխնիկայի ուղիղ միացման հոդերը հիանալի են այս սենսորը 22 մմ OD մեկ այլ խողովակին միացնելու համար: