स्वचालित गोली औषधि: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

हम ब्रसेल्स फैकल्टी ऑफ इंजीनियरिंग (संक्षेप में "ब्रुफेस") पर पहले मास्टर छात्र इलेक्ट्रो-मैकेनिकल इंजीनियरिंग हैं। यह ब्रसेल्स के केंद्र में स्थित दो विश्वविद्यालयों की एक पहल है: यूनिवर्सिटी लिब्रे डी ब्रुक्सेल्स (यूएलबी) और व्रीजे यूनिवर्सिटिट ब्रसेल्स (वीयूबी)।

कार्यक्रम के हिस्से के रूप में हमें मेक्ट्रोनिक्स पाठ्यक्रम के लिए एक वास्तविक कामकाजी मेक्ट्रोनिक प्रणाली बनाना था।

सैद्धांतिक पाठ्यक्रमों में हमने सीखा कि कैसे विभिन्न घटकों को वास्तविक अनुप्रयोगों में जोड़ा जाना चाहिए। उसके बाद, हमें एक Arduino माइक्रोकंट्रोलर की मूल बातें और एक मेक्ट्रोनिक्स सिस्टम को नियंत्रित करने के तरीके के बारे में एक परिचय मिला। पाठ्यक्रम का उद्देश्य मेक्ट्रोनिक प्रणाली को डिजाइन, उत्पादन और कार्यक्रम करने में सक्षम होना था।

यह सब समूह में किया जाना चाहिए। हमारा समूह एक अंतरराष्ट्रीय टीम थी जिसमें दो चीनी छात्र, दो बेल्जियम के छात्र और एक कैमरून का छात्र शामिल था।

सबसे पहले हम अल्बर्ट डी बेयर और प्रोफेसर ब्रैम वेंडरबोरघ्ट के समर्थन के लिए अपना धन्यवाद व्यक्त करना चाहते हैं।

एक समूह के रूप में हमने एक सामाजिक प्रासंगिक समस्या से निपटने का फैसला किया। जैसे-जैसे उम्र बढ़ने की आबादी एक वैश्विक मुद्दा बन जाती है, देखभाल करने वालों और नर्सों का काम का बोझ बहुत बड़ा हो जाता है। जैसे-जैसे लोग बड़े हो रहे हैं, उन्हें अक्सर अधिक दवाएं और विटामिन लेने पड़ते हैं। एक स्वचालित गोली डिस्पेंसर के साथ अनुपस्थित-दिमाग वाले बुजुर्गों के लिए इस कार्य को स्वतंत्र रूप से थोड़ी देर तक सामना करना संभव है। इससे देखभाल करने वालों और नर्सों के पास अधिक निर्भर रोगियों पर खर्च करने के लिए अधिक समय हो सकता है।

साथ ही यह उन सभी के लिए बहुत उपयोगी होगा जो कभी-कभी थोड़ा भुलक्कड़ हो जाते हैं और अपनी गोलियाँ लेना याद नहीं रखते।

इस प्रकार मेक्ट्रोनिक प्रणाली को एक समाधान देना चाहिए जो उपयोगकर्ता को उसकी गोलियां लेने की याद दिलाता है और गोलियां भी देता है। हम सभी के लिए उपयोग करना संभव बनाने के लिए स्वचालित गोली डिस्पेंसर को उपयोगकर्ता के अनुकूल होने के लिए भी पसंद करते हैं: उनकी उम्र की परवाह किए बिना!

चरण 1: सामग्री

आवरण:

• एमडीएफ: आंतरिक मामले के लिए 4 मिमी मोटाई
• एमडीएफ: बाहरी मामले के लिए 3 और 6 मिमी मोटाई

सभा

• बोल्ट और नट (M2 और M3)
• छोटी गेंद असर

माइक्रोकंट्रोलर:

Arduino UNO [आदेश लिंक]

इलेक्ट्रॉनिक पुर्ज़े

• खाली सर्किट बोर्ड [आदेश लिंक]
• छोटी सर्वो मोटर 9g [आदेश लिंक]
• छोटा डीसी-मोटर 5V [आदेश लिंक]
• ट्रांजिस्टर: बीसी २३७ (एनपीएन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर) [आदेश लिंक]
• डायोड 1N4001 (50V का पीक उलटा वोल्टेज) [आदेश लिंक]
• निष्क्रिय बजर: ट्रांसडक्ट्यूर पीजो
• एलसीडी१६०२

• प्रतिरोधक:

  • 1 एक्स 270 ओम
  • 1 एक्स 330 ओम
  • 1 एक्स 470 ओम
  • 5 x 10k ओम
• इन्फ्रारेड एमिटर
• इन्फ्रारेड डिटेक्टर

चरण 2: आंतरिक मामला

आंतरिक मामले को उस बॉक्स के रूप में देखा जा सकता है जिसमें सभी आंतरिक यांत्रिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं। इसमें 4 मिमी एमडीएफ की 5 प्लेटें होती हैं जो सही आकार में लेजर कट जाती हैं। एक वैकल्पिक छठी प्लेट भी है जिसे कोई भी जोड़ सकता है। इस वैकल्पिक छठे टुकड़े का एक चौकोर आकार है और इसे ढक्कन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। 5 प्लेट (नीचे और चारों तरफ) को एक पहेली आकार में डिज़ाइन किया गया है ताकि वे एक दूसरे के भीतर पूरी तरह फिट हो सकें। शिकंजा का उपयोग करके उनकी विधानसभा को मजबूत किया जा सकता है। विमानों में पहले से ही छेद होते हैं जहां अन्य भाग फिट होने चाहिए या जहां बोल्ट लगाए जाने चाहिए।

चरण 3: आंतरिक तंत्र

वितरण तंत्र

तंत्र

हमारा गोली वितरण तंत्र इस प्रकार है: उपयोगकर्ता गोलियों को बॉक्स के शीर्ष पर भंडारण डिब्बे में रखता है। जैसे ही उस डिब्बे की निचली प्लेट तिरछी होती है, गोलियाँ स्वतः ही पहली ट्यूब में नीचे खिसक जाएँगी, जहाँ वे ढेर हो जाती हैं। इस ट्यूब के नीचे एक छोटा छेद वाला एक सिलेंडर होता है जिसमें सिर्फ एक गोली पूरी तरह से फिट हो जाती है। यह छोटा छेद ट्यूब के ठीक नीचे स्थित होता है ताकि गोलियां इसके ऊपर खड़ी हो जाएं, जबकि पहली गोली सिलेंडर के छेद में पड़े। जब एक गोली लेनी होती है, तो सिलेंडर (एक गोली के साथ) 120 डिग्री घूमता है ताकि सिलेंडर में गोली दूसरे सिलेंडर में गिर जाए। यह दूसरा सिलेंडर है जहां एक सेंसर स्थित है जो यह पता लगाता है कि सिलेंडर से गोली वास्तव में गिर गई है या नहीं। यह फीडबैक सिस्टम के रूप में कार्य करता है। इस ट्यूब में एक तरफ होता है जो दूसरे की तुलना में ऊंचा होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह पक्ष गोली को दूसरी ट्यूब पर गिरने से रोकता है, और इस प्रकार यह गारंटी देने में मदद करता है कि गोली ट्यूब में गिर जाएगी और सेंसर द्वारा पता लगाया जाएगा। इस ट्यूब के नीचे एक छोटी सी स्लाइड इस प्रकार स्थित होती है कि ड्रॉपिंग गोली भीतरी बॉक्स के सामने के छेद को खिसकाएगी।

इस पूरे तंत्र को कई भागों की आवश्यकता है:

• लेजर कट भागों

  1. भंडारण डिब्बे की निचली तिरछी प्लेट।
  2. भंडारण डिब्बे की ओर झुकी हुई प्लेटें

• 3डी प्रिंटेड पार्ट्स

  1. ऊपरी ट्यूब
  2. सिलेंडर
  3. धुरी
  4. निचली ट्यूब (निचली ट्यूब और सेंसर डिब्बे देखें)
  5. स्लाइड

• अन्य भाग

  रोल बेयरिंग

लेजर कट या 3डी प्रिंट के लिए आवश्यक हमारे हिस्से की सभी फाइलें नीचे पाई जा सकती हैं।

विभिन्न भाग और उनका संयोजन

स्टोरेज कम्पार्टमेंट प्लेट्स

स्टोरेज कम्पार्टमेंट में तीन प्लेट होते हैं जिन्हें लेजर कट करता है। इन प्लेटों को इकट्ठा किया जा सकता है और एक दूसरे से और आंतरिक बॉक्स से जोड़ा जा सकता है क्योंकि उनमें कुछ छेद और छोटे टुकड़े खड़े होते हैं। ऐसा इसलिए है कि वे सभी एक पहेली की तरह एक दूसरे में फिट हो जाते हैं! छेद और बाहर खड़े टुकड़े पहले से ही सीएडी फाइलों में जोड़े जाते हैं, कोई भी इसे लेजर कट का उपयोग कर सकता है।

ऊपरी ट्यूब

ऊपरी ट्यूब केवल आंतरिक बॉक्स के एक तरफ से जुड़ी होती है। यह एक प्लेट की मदद से जुड़ा हुआ है जो इससे जुड़ा हुआ है (यह 3 डी प्रिंटिंग के लिए सीएडी ड्राइंग में शामिल है)।

सिलेंडर और रोल बियरिंग

सिलेंडर बॉक्स के 2 किनारों से जुड़ा है। एक तरफ, यह सर्वो मोटर से जुड़ा होता है जो एक गोली को गिराने पर घूर्णन गति को प्रेरित करता है। दूसरी ओर, यह

निचला ट्यूब और सेंसर कम्पार्टमेंट

जब गोली देने की बात आती है तो संवेदन एक महत्वपूर्ण क्रिया है। हमें इस बात की पुष्टि प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए कि रोगी द्वारा उचित समय पर आवंटित गोली ली गई है। इस कार्यक्षमता को प्राप्त करने के लिए, विभिन्न डिज़ाइन चरणों पर विचार करना महत्वपूर्ण है।

सही पता लगाने वाले घटकों का चयन करना:

सेट पर से जब परियोजना को मान्य किया गया था, हमें उपयुक्त घटक की तलाश करनी थी जो बॉक्स से एक गोली के पारित होने की पुष्टि करेगा। यह जानने के लिए कि सेंसर इस क्रिया के लिए उपयोगी हो सकते हैं, मुख्य चुनौती यह जानना था कि किस प्रकार का डिज़ाइन के साथ संगत होगा। पहला घटक जो हमने पाया वह एक IR एमिटर और IR फोटोट्रांसिस्टर डायोड की रचना करने वाला एक फोटोइंटरप्टर था। 25/64 '' स्लॉट पीसीबी एचएस 810 फोटोइंटरप्टर इसकी अनुकूलता के कारण एक समाधान था जिससे हमें कोण विन्यास की संभावित समस्या से बचने में मदद मिली। हमने ज्योमेट्री के कारण इसका उपयोग नहीं करने का फैसला किया, नोजल के साथ इसे शामिल करना मुश्किल होगा। कुछ संबंधित प्रोजेक्ट से हमने देखा कि आईआर डिटेक्टर के साथ आईआर एमिटर का उपयोग सेंसर के रूप में कम अन्य घटकों के साथ करना संभव है। ये IR घटक विभिन्न आकारों में पाए जा सकते हैं।

सेंसर को छेदने वाली गोली नोजल की 3डी प्रिंटिंग

सेंसर के रूप में उपयोग किए जाने वाले मुख्य घटक को छांटने में सक्षम होने के कारण, यह जांचने का समय था कि उन्हें नोजल पर कैसे रखा जाएगा। घूर्णन सिलेंडर से गोली के मुक्त मार्ग के लिए नोजल में 10 मिमी का आंतरिक व्यास होता है। संवेदन तत्वों की डेटा शीट से, हमने महसूस किया कि घटक के आयाम के अनुरूप नोजल की सतह के चारों ओर छेद लगाने से एक अतिरिक्त लाभ होगा। क्या ये छेद सतह के किसी भी बिंदु पर होने चाहिए? नहीं क्योंकि अधिकतम पता लगाने के लिए कोणीयता का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। हमने ऊपर दिए गए विनिर्देशों के आधार पर एक प्रोटोटाइप मुद्रित किया और पता लगाने की जांच की।

संभावित बीम कोण और पहचान कोण का मूल्यांकन

सेंसर घटकों की डेटा शीट से, बीम और पहचान कोण 20 डिग्री हैं, इसका मतलब है कि उत्सर्जक प्रकाश और डिटेक्टर दोनों की व्यापक अवधि 20 डिग्री है। हालांकि ये विनिर्माण विनिर्देश हैं, फिर भी परीक्षण और पुष्टि करना महत्वपूर्ण है। यह केवल एक एलईडी के साथ एक डीसी स्रोत को पेश करने वाले घटकों के साथ खेलकर किया गया था। निष्कर्ष यह था कि उन्हें एक-दूसरे के विपरीत रखा जाए।

सभा

ट्यूब के 3डी प्रिंट डिजाइन में 4 छेद वाली एक प्लेट जुड़ी होती है। इन छेदों का उपयोग बोल्ट का उपयोग करके ट्यूब को आंतरिक मामले से जोड़ने के लिए किया जाता है।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स आंतरिक तंत्र

वितरण तंत्र:

बड़े सिलेंडर के रोटेशन के लिए एक छोटे सर्वोमोटर का उपयोग करके वितरण तंत्र प्राप्त किया जाता है।

'रीली माइक्रो-सर्वो 9जी' सर्वो मोटर के लिए ड्राइव पिन सीधे माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा है। सर्वो मोटर के नियंत्रण के लिए माइक्रोकंट्रोलर Arduino Uno का उपयोग आसानी से किया जा सकता है। यह सर्वो मोटर क्रियाओं के लिए अंतर्निहित पुस्तकालय के अस्तित्व के कारण है। उदाहरण के लिए 'राइट' कमांड से 0° और 120° के वांछित कोणों तक पहुँचा जा सकता है। (यह प्रोजेक्ट-कोड में 'servo.write(0)' और 'servo.write(120)') के साथ किया जाता है।

थरथानेवाला:

असंतुलन के साथ छोटी ब्रशलेस डीसी मोटर

यह असंतुलन प्लास्टिक के टुकड़े से हासिल किया जाता है जो मोटर अक्ष को छोटे बोल्ट और अखरोट से जोड़ता है।

मोटर एक छोटे ट्रांजिस्टर द्वारा संचालित होता है, ऐसा इसलिए किया जाता है क्योंकि डिजिटल पिन 40.0 एमए से अधिक धाराएं नहीं दे सकता है। Arduino Uno माइक्रोकंट्रोलर के विन पिन से करंट प्रदान करके, कोई व्यक्ति 200.0 mA तक की धाराओं तक पहुँच सकता है। यह छोटी डीसी-मोटर को शक्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।

जब मोटर की पॉवरिंग अचानक बंद हो जाती है, तो मोटर के सेल्फ इंडक्शन के कारण आपको करंट पीक मिलता है। इसलिए मोटर कनेक्शन के ऊपर एक डायोड लगाया जाता है ताकि करंट के इस बैक फ्लो को रोका जा सके जो माइक्रोकंट्रोलर को नुकसान पहुंचा सकता है।

सेंसर सिस्टम:

एक गोली के पारित होने की पुष्टि करने के लिए Arduino Uno माइक्रोकंट्रोलर से जुड़े एक इन्फ्रारेड एमिटर डायोड (LTE-4208) और एक इन्फ्रारेड डिटेक्टर डायोड (LTR-320 8) का उपयोग करना। एक बार गोली गिर जाने के बाद, यह थोड़े समय में इन्फ्रारेड एमिटर डायोड की रोशनी को छायांकित कर देगी। Arduino के एक एनालॉगपिन का उपयोग करके हमें यह जानकारी मिल जाएगी।

पता लगाने के लिए:

एनालॉग रीड (ए 0)

चरण 5: बाहरी मामला

• आकार:200 x 110 x 210 मिमी

• सामग्री: मध्यम घनत्व फाइबरबोर्ड

  शीट की मोटाई: 3 मिमी 6 मिमी

• प्रसंस्करण विधि:लेजर कटिंग

बाहरी मामले के लिए, हमने लेजर कटिंग की त्रुटियों के कारण विभिन्न प्रकार की मोटाई का उपयोग किया। हम यह सुनिश्चित करने के लिए 3 मिमी और 6 मिमी चुनते हैं कि सभी शीटों को कसकर जोड़ा जा सकता है।

आकार के लिए, आंतरिक मामले और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए जगह को ध्यान में रखते हुए, बाहरी मामले की चौड़ाई और ऊंचाई आंतरिक एक से बड़ी है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए जगह की अनुमति देने के लिए लंबाई बहुत अधिक है। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करने के लिए कि गोलियां आसानी से बॉक्स से बाहर निकल सकें, हमने आंतरिक और बाहरी मामले को बहुत करीब रखा।

चरण 6: बाहरी इलेक्ट्रॉनिक्स

बाहरी इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, हमें अपने रोबोट को लोगों के साथ बातचीत करने देना था। इसे हासिल करने के लिए, हमने अपने घटकों के रूप में एक एलसीडी, एक बजर, एक एलईडी और 5 बटन चुने। गोली डिस्पेंसर का यह हिस्सा अलार्म घड़ी के रूप में कार्य करता है। यदि गोलियां लेने का सही समय नहीं है, तो LCD केवल समय और तारीख दिखाएगा। जब रोगी को गोली लेनी होती है, तो एलईडी जल जाएगी, बजर संगीत बजाएगा और एलसीडी "मैं आपके स्वास्थ्य और खुशी की कामना करता हूं" दिखाएगा। हम समय या तारीख बदलने के लिए स्क्रीन के निचले हिस्से का भी उपयोग कर सकते हैं।

एलसीडी सक्षम करें

हमने माइक्रोकंट्रोलर से सीधे कनेक्ट करने के लिए LCD-1602 का उपयोग किया और इस फ़ंक्शन का उपयोग किया: LCD को सक्षम करने के लिए लिक्विड क्रिस्टल एलसीडी।

बजर

हमने एक निष्क्रिय बजर चुना जो विभिन्न आवृत्तियों की आवाज़ें बजा सकता है।

बजर के लिए "सिटी ऑफ द स्काई" और "हैप्पी एक्यूरा" गाने चलाने के लिए, हमने चार सरणियों को परिभाषित किया। जिनमें से दो को "ट्यून" नाम दिया गया है, जो दो गानों की नोट जानकारी को स्टोर करते हैं। दो अन्य सरणियों को "अवधि" नाम दिया गया था। वे सरणियाँ लय को संग्रहित करती हैं।

फिर हम एक लूप बनाते हैं जो संगीत बजाता है, जिसे आप सोर्स कोड में देख सकते हैं।

समय

हमने दूसरे, मिनट, घंटे, तिथि, महीने, सप्ताह और वर्ष के लिए कार्यों की एक श्रृंखला लिखी।

हमने समय की गणना करने के लिए फ़ंक्शन: मिलिस () का उपयोग किया।

तीन बटन, 'सेलेक्ट', 'प्लस' और 'माइनस' का उपयोग करके समय बदला जा सकता है।

जैसा कि हम सभी जानते हैं, अगर हम किसी घटक को नियंत्रित करना चाहते हैं तो हमें आर्डिनो के पिन का उपयोग करने की आवश्यकता है।

हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिन निम्नलिखित थे:

एलसीडी: पिन 8, 13, 9, 4, 5, 6, 7

ब्रुज़र: पिन 10

सर्वो मोटर: पिन 11

कंपन के लिए मोटर: पिन 12

सेंसर: A0

Button1(s): A1

बटन 2 (प्लस): ए 2

Button3 (माइनस): A3

Button4 (गोलियाँ लें): A4

एलईडी: A5

चरण 7: कुल विधानसभा

अंत में, हमें ऊपर दिखाए गए चित्र की तरह कुल असेंबली मिलती है। हमने यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ जगहों पर गोंद का उपयोग किया है कि यह पर्याप्त तंग है। मशीन के अंदर कुछ जगहों पर हमने इसे काफी मजबूत बनाने के लिए टेप और स्क्रू का भी इस्तेमाल किया। हमारे सीएडी चित्रों की. STEP फ़ाइल इस चरण के नीचे पाई जा सकती है।

चरण 8: कोड अपलोड करना

चरण 9: उपसंहार

मशीन उपयोगकर्ता को दवा लेने के लिए चेतावनी देने में सक्षम है और सही मात्रा में गोलियां वितरित करती है। हालांकि एक योग्य और अनुभवी फार्मासिस्ट के साथ चर्चा के बाद कुछ टिप्पणी करनी है। पहली समस्या गोलियों का संदूषण है जो लंबे समय तक कंटेनर में हवा के संपर्क में रहती हैं, इसलिए गुणवत्ता और प्रभावकारिता कम हो जाएगी। आम तौर पर गोलियों को एक एल्यूमीनियम टैबलेट में बंद कुएं में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा जब उपयोगकर्ता एक निश्चित समय गोली ए के दौरान बांटता है और बाद में गोली बी को बांटने की आवश्यकता होती है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए मशीन को साफ करना काफी जटिल है कि गोली ए दूषित गोली बी के कण नहीं हैं।

ये अवलोकन उस समाधान पर एक महत्वपूर्ण नज़र डालते हैं जो यह मशीन प्रदान करता है। तो इन कमियों का मुकाबला करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है …

चरण 10: संदर्भ

[१]

[२] वेई-चिह वांग। ऑप्टिकल डिटेक्टर। विद्युत यांत्रिक अभियांत्रिकी विभाग, राष्ट्रीय त्सिंग हुआ विश्वविद्यालय।