कोविड-19 वेंटिलेटर कंट्रोल यूनिट: 10 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह प्रोजेक्ट वेंटिलेटर क्राउड, क्राउड-सोर्स वेंटिलेटर के लिए प्रोटोटाइप बिल्ड है।

इस परियोजना के लिए सार्वजनिक वेबसाइट यहां है:

इसे यहां साझा किया गया है ताकि अन्य हमारे वर्तमान कार्य पर निर्माण कर सकें, इन नियंत्रकों के बारे में जान सकें और यह समझ सकें कि हम क्या कर रहे हैं। ध्यान दें कि इस परियोजना का अभी तक परीक्षण नहीं किया गया है और इसमें चिकित्सा उपयोग के लिए कोई अनुमोदन नहीं है। इस प्रकार इस नियंत्रक का उपयोग किसी भी चिकित्सा या सुरक्षा-संबंधी उद्देश्य के लिए नहीं किया जाना चाहिए। इस रूप में यह एक शिक्षण संसाधन के रूप में अभिप्रेत है न कि चिकित्सा उपकरणों की एक वस्तु के रूप में।

यह नियंत्रक हमारे कई वैकल्पिक वेंटिलेटर डिज़ाइनों के लिए मुख्य नियंत्रक होने का इरादा रखता है। 'बेंच-टेस्ट' प्रदर्शन संस्करण एक छोटा 9g सर्वो चलाता है - नियंत्रण व्यवहार को प्रदर्शित करने के लिए सरल। पूर्ण प्रोटोटाइप इकाई एक पीडब्लूएम सिग्नल को आउटपुट करती है जिसे हम अन्य प्रकार के मैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स के इनपुट के रूप में उपयोग कर सकते हैं। स्टेपर-मोटर के साथ चलने के लिए सॉफ़्टवेयर को अपनाना अपेक्षाकृत सरल है।

आपूर्ति

1. Arduino Uno SMD R3

2. सीरियल 2004 20x4 एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल

3. KY-040 रोटरी एनकोडर

4. एनएक्सपी आईसी, प्रेशर सेंसर MPX5010DP

5. 2 एलईडी - 1 हरा, 1 लाल (या अन्य विपरीत रंग)

6. सोल्डर करने योग्य प्रोटोटाइप बोर्ड (लगभग 90x70 मिमी)

7. प्लास्टिक इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजना संलग्नक 220 x 150 x 64 मिमी

8. बढ़ते बोर्ड के लिए M3 बोल्ट, नट और स्टैंड-ऑफ

9. 2 x 200 ओम, एल ई डी के लिए वर्तमान-सीमित प्रतिरोधक

10. 1 x 10k ओम, रोटरी स्विच के लिए पुल-अप रोकनेवाला

चरण 1: ब्रेड-बोर्ड संस्करण

यह नियंत्रक का मूल ब्रेड-बोर्ड संस्करण है - दबाव मापने वाले ट्रांसड्यूसर को जोड़ने से पहले और बॉक्सिंग से पहले।

चरण 2: ब्रेड-बोर्ड संस्करण - योजनाबद्ध

यह ब्रेड-बोर्ड संस्करण के लिए योजनाबद्ध है। इस लिंक के माध्यम से एक स्पष्ट संस्करण को देखा जा सकता है लेकिन ध्यान दें कि रोटरी सेंटर-पुश स्विच को अतिरिक्त 10k ओम पुल-अप रोकनेवाला की आवश्यकता होती है जो सर्किटो पर नहीं दिखाया जाता है:

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

इस संस्करण को सर्वो चलाते हुए दिखाया गया है - जो डेस्क-टॉप परीक्षण के लिए एक उचित दृश्य प्रदर्शन के रूप में कार्य करता है। बेशक, यह वास्तविक वेंटिलेटर इकाई के यांत्रिकी को वास्तव में चलाने के लिए पर्याप्त नहीं है - लेकिन यह डेस्क-टॉप परीक्षण के लिए अपेक्षित कार्रवाई को दृश्यमान बनाने में मदद करता है।

चरण 3: Arduino को बॉक्स बेसप्लेट में माउंट करें

बॉक्स बेसप्लेट पर Arduino को माउंट करने से बॉक्स के सामने की तरफ एक 'साफ' और साफ-सुथरा खत्म होता है। मुझे लगता है कि यह बिना कहे चला जाता है - लेकिन 4 छेदों को चिह्नित करने और ड्रिलिंग करने की गलती न करें। बल्कि, Arduino के सामान्य स्थान को चिह्नित करें। एक छेद को चिह्नित करें और ड्रिल करें। फिर एक बोल्ट फिट करें, Arduino को बोल्ट पर रखें, फिर दूसरे बोल्ट स्थान को चिह्नित करें और ड्रिल करें। सब कुछ संरेखित करने के लिए अंतिम 2 बोल्ट के लिए इसे दोहराएं।

चरण 4: प्रोटोटाइप बोर्ड पर रोटरी स्विच और प्रेशर ट्रांसड्यूसर माउंट करें

एक प्रोटोटाइप बोर्ड के दोनों किनारों पर घटकों का होना आदर्श नहीं है। लेकिन इस मामले में कुछ विकल्प थे; दबाव ट्रांसड्यूसर की ऊर्ध्वाधर ऊंचाई लगभग रोटरी स्विच के समान होती है। यदि दोनों घटक बोर्ड के एक ही तरफ थे, तो रोटरी नियंत्रक का केंद्र धुरा बॉक्स के चेहरे से नहीं फैलता।

तो इस मामले में, हम बोर्ड के एक तरफ रोटरी स्विच और दूसरी तरफ प्रेशर ट्रांसड्यूसर माउंट करते हैं।

चरण 5: प्रोटोटाइप बोर्ड पर एल ई डी माउंट करें

एल ई डी का उपयोग इनहेल और एक्सहेल चक्रों को इंगित करने के लिए किया जाता है। इन्हें बॉक्स के सामने के हिस्से के माध्यम से दिखाई देने की आवश्यकता होती है और इसलिए प्रोटोटाइप बोर्ड के उसी तरफ रोटरी नियंत्रक के रूप में होते हैं।

चरण 6: बॉक्स के सामने वाले हिस्से में छेदों को काटें

यह एक त्रुटि-प्रवण चरण है जिसके परिणामस्वरूप आसानी से क्षतिग्रस्त बॉक्स हो सकता है, या एक जिसमें प्रदर्शन और नियंत्रण अच्छी तरह से संरेखित नहीं हैं। बॉक्स को मापने और बॉक्स के किनारों पर डिस्प्ले-कट आउट स्क्वायर को चिह्नित करने में बहुत सावधानी बरतें। जांचें कि डिस्प्ले बोर्ड फिट होने के लिए छेद के चारों ओर पर्याप्त जगह है - यह ध्यान में रखते हुए कि डिस्प्ले के लिए सर्किट-बोर्ड डिस्प्ले से कई मिलीमीटर बड़ा है।

उन सभी छेदों के लिए पेपर टेम्प्लेट को काटना एक अच्छा विचार है, जिन्हें काटने की आवश्यकता है। यह एक अच्छा फिट सुनिश्चित करता है। एक अन्य सामान्य त्रुटि घटकों के उन्मुखीकरण को भ्रमित करने के परिणामस्वरूप 'बैक-टू-फ्रंट' छेदों को काटना है। अपने टेम्पलेट को स्पष्ट रूप से या तो आगे या पीछे की ओर चिह्नित करें और इस चित्र में दिखाए अनुसार बाएँ और दाएँ नोट करें।

चरण 7: स्पेसर्स का उपयोग करके बॉक्स के नीचे प्रोटोपे बोर्ड को माउंट करें

जबकि बॉक्स के सामने वाले हिस्से पर डिस्प्ले और सर्किट बोर्ड को बोल्ट करना आसान होगा, इसके दो नुकसान हैं। सबसे पहले, यह बॉक्स के सामने वाले हिस्से को बदसूरत बनाता है। यहां दिखाई गई विधि के परिणामस्वरूप बॉक्स के सामने वाले हिस्से पर कोई पेंच नहीं है - एक बहुत ही 'साफ' डिज़ाइन। दूसरे, यह विधि असेंबली और वायरिंग को आसान बनाती है। सभी घटकों को मामले के तल पर इकट्ठा किया जा सकता है, फिर सामने का चेहरा बस आधार के ऊपर रखा जा सकता है। बॉक्स के सामने के हिस्से में घटकों को फिट करना मुश्किल हो सकता है क्योंकि बॉक्स के किनारों के कारण अंतरिक्ष में प्रतिबंध है।

सवाल यह है कि बॉक्स के निचले हिस्से में छेद कैसे करें ताकि जब सब कुछ इकट्ठा हो जाए तो यह सब ऊपर की ओर हो जाए? मेरा पसंदीदा तरीका यह है: टेप का उपयोग करके डिस्प्ले बोर्ड और सर्किट बोर्ड को बॉक्स के सामने वाले हिस्से में ठीक करें। 'ब्लू-टैक' या कुछ अन्य हटाने योग्य 'पोटीन' सामग्री लगभग वहीं रखें जहां आपको लगता है कि पैर ठीक हो जाएंगे। बॉक्स को बंद करें - और पैर पोटीन में सही स्थिति में एक प्रिंट बना लेंगे। डिस्प्ले और सर्किट बोर्ड के पैरों को ड्रिल और बोल्ट करने के लिए इन निशानों का उपयोग करें।

चरण 8: बेस-प्लेट पर सर्किट बोर्ड और डिस्प्ले बोर्ड का अंतिम निर्धारण

ये दो छवियां बॉक्स के बैक-प्लेट पर लगे डिस्प्ले बोर्ड और सर्किट बोर्ड को दिखाती हैं। इस बिंदु पर अंतिम वायरिंग को पूरा किया जा सकता है और जाँच की जा सकती है।

चरण 9: बोर्ड के लिए वायरिंग आरेख जैसा कि दिखाया गया है

यहां आरेख भौतिक तारों को हमारे प्रोटोटाइप पर उपयोग किए गए रंग कोडिंग के साथ दिखाता है।

चरण 10: बॉक्स को अंतिम रूप से जांचें और बंद करें

यहां की छवियां असेंबली और बॉक्स क्लोजर के अंतिम चरण को दिखाती हैं। यह विशेष बॉक्स आधार में 6 स्क्रू के साथ बंद रहता है, इसलिए अंतिम प्रभाव साफ और साफ होता है।

वीडियो सॉफ्टवेयर का त्वरित प्रदर्शन प्रदान करता है।

Arduino के लिए सॉफ्टवेयर यहां वेंटिलेटर क्राउड गिट रिपोजिटरी से प्राप्त किया जा सकता है:

github.com/ventilatorcrowd/Ventilator_Ardu…

यह सुनिश्चित करने के लिए कि आप जिस उपकरण का निर्माण कर रहे हैं, उसके लिए आपके पास सही संस्करण है, सॉफ़्टवेयर के प्रत्येक संस्करण में टिप्पणियों की जाँच करें।

पहले की तरह, ध्यान दें कि यह एक विकास प्रोटोटाइप है और इसका परीक्षण नहीं किया गया है। यह चिकित्सा उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। इन महत्वपूर्ण उपकरणों पर हमारे सभी विकास कार्यों को साझा करने की हमारी प्रतिबद्धता को पूरा करने के लिए इसे यहां पोस्ट किया गया है।