Kuidas teha täpne õhuvoolu andur Arduinoga alla 20 naelsterlingi COVID-19 ventilaatori jaoks: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Palun vaadake seda aruannet selle ava vooluanduri viimase disaini kohta:

Selles juhendis on näidatud, kuidas ehitada õhuvoolu andurit, kasutades odavat rõhuerinevuse andurit ja kergesti kättesaadavaid materjale. Kujundus on düüsi tüüpi vooluanduri jaoks, ava (meie puhul pesur) pakub piirangut ja me saame voolu arvutada, mõõtes rõhu erinevust ava kaudu.

Algselt kavandasime ja ehitasime selle anduri oma projektile OpenVent-Bristol, mis on avatud lähtekoodiga disain kiire tootmisega ventilaatorist COVID-19 raviks. Seda andurit saab aga kasutada peaaegu igas õhuvoolu tuvastamise rakenduses.

See meie disaini esialgne versioon on valmistatud täielikult riiulil olevatest osadest, 3D-printimist ega laserlõikust pole vaja.

Lisatud joonisel on kujutatud kujunduse ristlõikejoonis. See on väga lihtsalt 2 torutoru pikkust, mille vahele on üleliimitud pesur, mõõtes voolukiiruse arvutamiseks rõhu erinevust avauses.

Nautige !! ja andke meile kommentaar, kui teete oma.

Samm: osade ostmine

Neid osi vajate:

• 2x 15 cm pikkused 22 mm OD PVC torustikud
• 1x metallist seibi ID 5,5 mm OD umbes 20 mm (vahemikus 19,5–22 mm sobib)

• Rõhu erinevusandur (umbes 10 naela). Kasutasime MPX5010DP, kuid võite valida mõne muu, mis vastaks teie süsteemi rõhule. Allpool on toodud mõned näidispoed, kus neid andureid müüakse:

  • uk.rs-online.com/web/p/pressure-sensors/71…
  • www.digikey.co.uk/product-detail/en/nxp-us…
  • www.mouser.co.uk/ProductDetail/NXP-Semicon…
• Survekraanitoru lõigatakse umbes 20 mm pikkuseks: iga 2 mm OD jäik toru peaks sobima, näiteks messingist toru. Meeleheitest kasutasin pihustusotsikut WD-40 purgist, see töötas, kuid superliim ei kleepunud hiilgavalt
• Super liim
• Räni/PVC torud rõhuanduri rõhuaukude ühendamiseks. 2-3 mm ID peaks olema korras, kui teie toru on liiga suur, võib teil olla vaja väikest kaablisidet.

Kui soovite paigaldada vooluanduri torustiku teisele 22 mm torule, võite osta 1 või 2 torustiku pistikut:

Märkus: Valitud materjalid, eriti PVC, ei vasta meditsiinitoodete eeskirjadele.

Samm: lõigake torustik

Lõigake torustikust 2 pikkust. Kasutasime 15 cm pikkust, kuid see võib natuke paremini töötada. Lõiked tegin kaldsaega, kuna on oluline saada kena nelinurkne lõige. Kasutage liivapaberit, et siluda kõik praod

Samm: sanitaartehniliste torude kokkupanek

• Liimige oma pesumasin ühe toru lõpuni, veenduge, et pesumasin oleks toruga kontsentriline ja tehke kindlasti pidev liimikuul kogu seibi ümbermõõdu, et vältida õhurõhu lekkimist.
• Seejärel liimige toru teine pikkus seibi teisele küljele. Jällegi veenduge, et liimite lõpuni, nii et õhk ei lekiks välja

Samm: lisage rõhukraanid

1. Puurige 2 auku seibist kaugusele vastavalt lisatud pildile
2. Lükake 2 mm OD vardad aukudesse, veenduge, et need oleksid tihedalt kinnitatud (minu toru oli 2,2 OD, kuid minu puur oli 2 mm, nii et ma lihtsalt kallutasin puuri veidi, kuni toru tihedalt sobis)
3. Liimige toru auku, veendudes, et see on täielikult suletud
4. Keerake isoleerlint oma rõhukraani ümber, kuni räni toru sobib ilusti ja tihedalt

Samm: katsetage ja kalibreerige

Ühendage rõhuandur oma Arduinoga ja ühendage rõhukraanid rõhuanduri portidega. Veenduge, et anduri füüsiline analoogtapp klapib tarkvara tihvtiga.

Testige seda lisatud koodi abil. Pange tähele, et on vaja järgmisi teeke:

• Traat.h
• ja Sensirion_SFM3000_arduino (see raamatukogu on mõeldud teise anduri jaoks, kuid olen selle muutmiseks oma koodis mõningaid muudatusi teinud)

Ideaalis soovite oma andurit kalibreerida, kasutasime Sensirion SFM3300, mis oli järjestikku ühendatud kodus valmistatud anduriga. SFM3300 ühendused on järgmised:

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

Ideaalis peaks teie õhuallikas kalibreerimiskatseks andma pideva vooluhulga ja olema kontrollitav, et anda voolukiiruste kontrollitud pühkimine. Kasutasime õhuvoolupumpa, mis sai häkkimiseks elektroonilise harjatud alalisvoolu kiiruse regulaatori, mida juhitakse potentsiomeetri abil. Kui teil on alalisvoolu toide, mis töötab ka hästi.

Lisaks sellele, et kood suudab lugeda anduri rõhku ja voolu, saab seda lugeda ka Sensirion SFM3300 -st i2c kaudu, mida kasutasime kalibreerimiseks. Kui teil on erinev kood, peate seda vastavalt kohandama kalibreerimisandur. (Üsna hämmastavalt andis DIY -andur stabiilsemaid ja ühtlasemaid näiteid kui SFM3300)

Koodi esimene versioon kasutab voolukiiruse näitude väljastamiseks kalibreeritud otsingutabelit. Me tegime selle

• rõhu registreerimine meie õhuallikast täieliku pühkimise ajal (.csv -failina)
• andmete viimine excelisse
• voolukiiruse arvutamiseks võrrandi läbimine
• seejärel komaeraldusega otsingutabeli loomine, mis kopeeriti/kleebiti Arduino täisarvumassiivi

Exceli dokument võrrandiga salvestatakse …

Koodi teises versioonis kasutatakse koodis võrrandit järgmistel põhjustel.

• temperatuuri arvestamiseks (mis mõjutab voolukiiruse näitu)
• allavoolu piirangu muutmise arvesse võtmiseks tajutakse seda eraldi allavoolu rõhuanduriga

6. samm: õige Janky kalibreerimismeetodi valik

Kui teil pole riiulivoolu andurit, millega seda kalibreerida, näiteks Sensirion SFM3300, siis on see üks võimalus saada SUPER ligikaudne ettekujutus vooluhulgast. Kuid see töötab ainult kõrgsurvevooluallikaga (isegi õhupumba pump võib õhupalli täis pumbata) ja see töötab ainult siis, kui saate oma õhuvarustuse korduvalt välja lülitada

• Kinnitage õhupall süsteemi väljundisse ja mõõtke selle täispuhutav läbimõõt igal täitmisel
• Täitke mõõtekann veega (võib -olla umbes poolel teel)
• Täitke õhupall uuesti sama läbimõõduga, seejärel sukeldage see täielikult oma veekannu ja registreerige veetaseme erinevus enne ja pärast ballooni sisestamist
• Järgmisena peate oma koodis mõõtma õhupalli inflatsiooni mahtu, seda integreerides voolu aja jooksul. Ma ei saa teile selle tegemiseks täpset koodi anda, sest see peab olema erinev sõltuvalt teie vooallikast ja sellest, kuidas teie kood tajub voo algust ja lõppu, kuid olen lisanud tekstifaili funktsiooni, mis väljastab helitugevust, peate lihtsalt ütlema, millal helitugevuse arvutamist alustada ja lõpetada (st meie testis oli see iga hingetõmbe alguses ja lõpus), see on funktsioonile näidatud loogilise muutuja nimega "breatStatus". Ärge unustage edastada sellele funktsioonile voolukiirus ml/s.

Samm: integreerige oma süsteemi

Ühendage see oma seadistusega, olenemata sellest, ja nautige voolukiiruse mõõtmist hinnaga alla 15 naela:)

Lisatud on näide meie ventilaatorirakenduse mõnest voolust, rõhust ja ruumalast.

Sanitaartehnilised sirged haakeseadised sobivad suurepäraselt selle anduri ühendamiseks teise 22 mm läbimõõduga toruga.