3D মুদ্রিত স্পাইরোমিটার: 6 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

লেখক দ্বারা আরো অনুসরণ করুন:

ফিউশন 360 প্রকল্প

স্পাইরোমিটার হল শাস্ত্রীয় যন্ত্র যা বায়ু বিশ্লেষণ করতে পারে কারণ এটি আপনার মুখ থেকে বেরিয়ে আসে। তারা একটি নল নিয়ে গঠিত যা আপনি একটি শ্বাসের ভলিউম এবং গতি রেকর্ড করেন যা উচ্চতা, ডব্লিউটি এবং লিঙ্গের উপর ভিত্তি করে স্বাভাবিক মানগুলির একটি সেটের সাথে তুলনা করা হয় এবং ফুসফুসের কার্যকারিতা অনুসরণ করতে ব্যবহৃত হয়। আমি যে যন্ত্রটি ডিজাইন করেছি, যদিও ফ্লোমিটার দিয়ে নির্ভুলতার জন্য পরীক্ষা করা হয়েছে তা কোনোভাবেই একটি প্রত্যয়িত মেডিকেল ডিভাইস নয়, কিন্তু একটি চিমটে এটি অবশ্যই একের জন্য পাস করতে পারে-স্ট্যান্ডার্ড FEV1, FEVC এবং ভলিউমের গ্রাফের আপেক্ষিক পুনরুত্পাদনযোগ্য এবং সঠিক হিসাব প্রদান করে আউটপুট এবং সময়ের সাথে গতি। আমি এটি ডিজাইন করেছি যাতে ব্যয়বহুল টিথার্ড সেন্সর সহ ইলেকট্রনিক্স এক টুকরোতে সীমাবদ্ধ থাকে এবং সংশ্লিষ্ট ভাইরাসযুক্ত চ্যানেলগুলির সাথে সহজেই নিষ্পত্তিযোগ্য ব্লো টিউব অন্যটিতে থাকে। এটি ক্লিনিক্যালি ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড মেশিনের ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি বলে মনে হয় - প্রতিস্থাপনযোগ্য কার্ডবোর্ডের মাউথপিসগুলি আসলে সমস্ত ঝুঁকি দূর করে না যখন ভাইরাসগুলি বায়ুবাহিত হয় এবং আপনাকে খুব ব্যয়বহুল যন্ত্রপাতিতে দীর্ঘ এবং কঠোরভাবে আঘাত করতে বলা হয়। ডিভাইসের দাম 40 ডলারের নিচে এবং 3 ডি প্রিন্টার সহ যে কেউ যত খুশি বের করতে পারে। সফ্টওয়্যারটি ওয়াইফাই এটি আপনার স্মার্টফোনে একটি Blynk অ্যাপে ভিজ্যুয়ালাইজেশনের জন্য দেয় এবং আপনাকে যে কোন ডেটা ডাউনলোড করতে দেয়।

ধাপ 1: স্টাফ কিনুন

মূলত আমরা একটি দুর্দান্ত স্ক্রিন/মাইক্রোকন্ট্রোলার কম্বো সহ একটি এনালগ সেন্সর তৈরি করছি। গুরুত্ব হল সঠিক সেন্সর নির্বাচন করা। এই ডিভাইসগুলির জন্য আরও বেশ কয়েকটি নকশায় সেন্সর ব্যবহার করা হয়েছে যা এই শ্বাস -প্রশ্বাসের উপাদানগুলি গণনা করার জন্য তথ্য সরবরাহের জন্য প্রয়োজনীয় সংবেদনশীলতার অভাব রয়েছে। ESP32 এর ADC- এর অ -রৈখিকতার সাথে সুপরিচিত সমস্যা রয়েছে কিন্তু এই ইউনিটের পরিসরে এটি উল্লেখযোগ্য বলে মনে হচ্ছে না।

1. TTGO T-Display ESP32 CP2104 ওয়াইফাই ব্লুটুথ মডিউল 1.14 ইঞ্চি LCD ডেভেলপমেন্ট বোর্ড $ 8 Bangood

2. SDP816-125PA চাপ সেন্সর, CMOSens®, 125 Pa, অ্যানালগ, ডিফারেনশিয়াল $ 30 নেওয়ার্ক, দিগিকে

3. লাইপো ব্যাটারি - 600mah $ 2

4. অন / অফ সুইচ-অন-অফ পাওয়ার বাটন / পুশবাটন টগল সুইচ অ্যাডাফ্রুট

ধাপ 2: 3 ডি প্রিন্ট

ফিউশন 360 স্পাইরোমিটারের দুটি নেস্টিং এলিমেন্ট ডিজাইন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ভেন্টুরি টিউব (ব্লু টিউব) এর বিভিন্ন ধরণের নকশা রয়েছে। প্রবাহের গণনার জন্য বার্নোলি সমীকরণ ব্যবহার করার জন্য আপনাকে পরিমাপের নলটিতে প্রবাহের পরিমাণে কিছুটা হ্রাস করতে হবে। এই নীতিটি সমস্ত ধরণের ল্যামিনার প্রবাহ তরলগুলির জন্য বিভিন্ন প্রবাহ সেন্সরে ব্যবহৃত হয়। ভেন্টুরি টিউবে আমি যে মাত্রাগুলি ব্যবহার করেছি তা কোনও বিশেষ উত্স থেকে ছিল না তবে সেগুলি কেবল কাজ করে বলে মনে হয়েছিল। সেন্সরটি প্রবাহের পরিমাণ গণনা করার জন্য সংকীর্ণ এবং প্রশস্ত নল এলাকা জুড়ে ডিফারেনশিয়াল চাপ ব্যবহার করে। আমি চেয়েছিলাম সেন্সরটি দ্রুত পরিবর্তন এবং অপসারণের জন্য ভেন্টুরি টিউবকে সহজেই এবং বিপরীতভাবে সংযুক্ত করতে সক্ষম হবে তাই আমি প্রেশার সেন্সর টিউবগুলি ডিজাইন করেছি যাতে মডেল থেকে বেরিয়ে যায় এবং তার ভিত্তিতে শেষ হয় যেখানে তারা সেন্সর টিউব হেডগুলির টিপসগুলিকে সংযুক্ত করবে। সেন্সরের একটি উচ্চ/নিম্ন মেরুতা আছে যা ভেন্টুরি টিউবের উচ্চ/নিম্নচাপ এলাকা থেকে বজায় রাখতে হয়। উচ্চ চাপ সোজা অংশে এবং নিম্ন চাপ সীমাবদ্ধতার বক্ররেখার উপরে-ঠিক যেমন একটি বিমানের ডানার উপর। স্পাইরোমিটারের শরীরটি সাবধানে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে এম 3 (20 মিমি) স্ক্রু দিয়ে সেন্সর ধরে রাখার জন্য স্ক্রু মাউন্ট দেওয়া যায়। এগুলি তাপ-সেট M3x4x5mm সন্নিবেশে স্থাপন করা হয়। নকশাটির বাকি অংশটি টিটিজিওর নীচে একটি স্লটে নোঙ্গর করার এবং পর্দার জন্য একটি উইন্ডো সরবরাহ করে। বোতাম এবং বোতাম কভার উভয়ই দুবার মুদ্রিত হয় এবং টিটিজিও বোর্ডের দুটি বোতামে থ্রো-কেস অ্যাক্সেসের অনুমতি দেয়। কভারটি প্রিন্ট করার শেষ অংশ এবং এটি টিটিজিও বোর্ডের শীর্ষে পাওয়ার/চার্জিং প্লাগের জন্য অ্যাক্সেস দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সমস্ত টুকরা কোন সমর্থন ছাড়াই পিএলএতে মুদ্রিত হয়।

ধাপ 3: এটি ওয়্যার করুন

সেন্সর এবং ESP32 এর ওয়্যারিংয়ে খুব বেশি কিছু নেই। সেন্সরের চারটি লিড আছে এবং আপনার সেন্সরগুলির জন্য ডাটা শীট ডাউনলোড করা উচিত যাতে নিশ্চিত করা যায় যে আপনার লিড সঠিক আছে: https://www.farnell.com/datasheets/2611777.pdf পাওয়ারটি 3.3 ভোল্ট আউটপুটে চলে যায় ESP32 এবং স্থল এবং OCS উভয়ই মাটির সাথে সংযুক্ত। সেন্সরের এনালগ আউটপুট ইএসপিতে 33 পিনের সাথে সংযুক্ত। যেহেতু এই সংযোগগুলি শেলের মধ্যে একটি সরু খোলার মাধ্যমে সাপ করে সেগুলিকে ইউনিটের সমাবেশের আগে সংযুক্ত করে না। Lipo ব্যাটারি ক্ষেত্রে পিছনে ফিট করে তাই mAh এর জন্য উপযুক্ত আকারের একটি পান। টিটিজিওর পিছনে একটি ছোট জেএসটি সংযোগকারী সহ একটি চার্জিং সার্কিট রয়েছে। পস লাইন ভেঙে অন/অফ সুইচ দিয়ে ব্যাটারিকে সংযুক্ত করুন।

ধাপ 4: সমাবেশ

পোস্ট 3 ডি প্রিন্টিং মডিফিকেশন ব্লো টিউবে করা হয়। প্লাস্টিকের অ্যাকোয়ারিয়াম টিউবিংয়ের দুটি অংশ ইউনিটের নিচের ছিদ্রগুলিতে যতদূর যেতে পারে লাগানো হয় এবং তারপর ক্লিপার দিয়ে ফ্লাশ ছাঁটা হয়। এটি সেন্সর টিউব খোলার জন্য সহজেই সঙ্গম করার জন্য একটি ইলাস্টিক ওপেনিং প্রদান করে। প্রধান ইউনিটের ফ্রেমের দুটি গর্তে তাপ সেট ব্রাস সন্নিবেশ স্থাপনের প্রয়োজন। একটি উপযুক্ত আকারের বিট সহ 3 মিমি (20 মিমি দৈর্ঘ্য) স্ক্রুগুলির জন্য সেন্সর মাউন্ট করা গর্তগুলি সামান্য বড় করতে হবে। দুটি স্ক্রু দিয়ে সেন্সরটি মাউন্ট করুন এবং টিটিজিও বোর্ডে বৈদ্যুতিক সংযোগগুলি শেষ করুন। সংযোগ করুন এবং superglue সঙ্গে চালু/বন্ধ সুইচ মাউন্ট করুন। অ্যাডাফ্রুট থেকে একটি ব্যবহার করুন কারণ কেসটি ঠিক ধরে রাখার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। দুটি বোতাম সুপারগ্লু দিয়ে কেসটিতে মাউন্ট করা আছে। টিটিজিও বোর্ডের বোতামগুলি খোলার নীচে নিশ্চিত করুন। বোতামটি হাউজিং দ্বারা ইনস্টল করা হয় যা সুপারগ্লুড হয়। নিশ্চিত করুন যে আপনি বোতামটিকে তার আবাসনে আঠালো করবেন না এটি অবশ্যই এটির মধ্যে অবাধে চলাচল করবে। টিটিজিওর উপরের অংশকে স্থিতিশীল করার জন্য উভয় কাঁধে গরম আঠার ছোট ছোট ড্যাবগুলি রাখুন। ব্যাটারি বোর্ডের পিছনে চলে যায়। উপরে supergluing দ্বারা সমাবেশ শেষ। প্রোগ্রামিং এবং ব্যাটারি চার্জিংয়ের জন্য ইউএসবি-সি সংযোগকারীতে সহজে প্রবেশাধিকার থাকা উচিত।

ধাপ 5: প্রোগ্রামিং

এই যন্ত্রের সফটওয়্যারটি সেন্সর থেকে এনালগ মান গ্রহণ করে ভোল্টে তার মান পরিবর্তন করে এবং সেন্সর ডেটা শীট থেকে সূত্রটি ব্যবহার করে এটিকে চাপের প্যাসকেলে রূপান্তর করে। এটি থেকে এটি নল দিয়ে যাওয়া ভোল/সেকেন্ড এবং ভর/সেকেন্ড বায়ু নির্ধারণ করতে বার্নোলিস সূত্র ব্যবহার করে। এটি তখন একেকটি নিsশ্বাসে বিশ্লেষণ করে এবং বিভিন্ন ডেটা অ্যারেতে মানগুলি মনে রাখে এবং অন্তর্নির্মিত স্ক্রিনে ডেটা উপস্থাপন করে এবং অবশেষে ব্লাইঙ্ক সার্ভারে কল করে এবং এটি আপনার ফোনে আপলোড করে। যতক্ষণ না আপনি আরেকটি শ্বাস নেন ততক্ষণ ডেটা মনে রাখা হয়। একটি স্পাইরোমিটারের ক্লিনিকাল ব্যবহার সাধারণত রোগীকে যথাসম্ভব বড় নি breathশ্বাস নিতে এবং যত তাড়াতাড়ি সম্ভব কঠিন এবং কঠিনভাবে ফুঁ দিতে বলে করা হয়। উচ্চতা, ওজন এবং লিঙ্গের উপর ভিত্তি করে সাধারণভাবে ব্যবহৃত অ্যালগরিদমগুলি তখন স্বাভাবিক বা অস্বাভাবিক হিসাবে বর্ণনা করা হয়। এই ডেটার বিভিন্ন ব্যবস্থাও উপস্থাপন করা হয় অর্থাৎ FEV1/FEVC -মোট ভলিউমকে প্রথম সেকেন্ডে ভলিউম দ্বারা ভাগ করা হয়। সমস্ত পরামিতি স্পাইরোমিটার স্ক্রিনে এবং সময়ের সাথে সাথে ভলিউমে আপনার প্রচেষ্টার একটি ছোট গ্রাফ উপস্থাপন করা হয়। যখন ওয়াইফাইতে ডেটা আপলোড করা হয় তখন স্ক্রিন "ব্লো" তে ফিরে আসে। বিদ্যুৎ বন্ধ হওয়ার পরে সমস্ত ডেটা নষ্ট হয়ে যায়।

কোডের প্রথম বিভাগে আপনাকে আপনার Blynk টোকেন ইনপুট করতে হবে। পরবর্তী ওয়াইফাই পাসওয়ার্ড এবং নেটওয়ার্ক নাম প্রয়োজন। ফ্লোট এরিয়া_1 হল সংকীর্ণ হওয়ার পূর্বে স্পাইরোমিটার টিউবের বর্গমিটার এলাকা এবং ফ্লোট এরিয়া ২ হল সরু অংশে সরাসরি ক্রস সেকশনের এলাকা। আপনি যদি টিউবটি পুনরায় ডিজাইন করতে চান তবে এগুলি পরিবর্তন করুন। Vol এবং volSec দুটি অ্যারে যা সময়ের সাথে ভলিউম বৃদ্ধি এবং বায়ু চলাচলের গতি ধরে রাখে। লুপ ফাংশন শ্বাস হার গণনা দিয়ে শুরু হয়। পরবর্তী অংশটি সেন্সর পড়ে এবং চাপ গণনা করে। নিম্নলিখিত যদি বিবৃতিটি আপনার আঘাতের সাথে সম্পন্ন হয় কিনা তা বের করার চেষ্টা করে-আপনি যা ভাবেন তার চেয়েও কঠিন, প্রায়ই আঘাতটি মাঝখানে এক মিলিসেকেন্ডের জন্য হঠাৎ করে নেমে আসে। পরবর্তী অংশ চাপের উপর ভিত্তি করে ভর প্রবাহ গণনা করে। যদি একটি নতুন শ্বাস সনাক্ত করা হয় তবে সমস্ত ডেটা হিমায়িত এবং প্যারামিটার গণনা করা হয় এবং স্ক্রিনে পাঠানো হয়, তারপরে একটি গ্রাফিং ফাংশন এবং অবশেষে ডেটা আপলোড করার জন্য একটি ব্লাইঙ্ক কল। যদি কোন Blynk সংযোগ সনাক্ত না হয় তবে এটি "ব্লো" এ ফিরে আসবে।

ধাপ 6: এটি ব্যবহার করা

এই যন্ত্রটি কি করার জন্য যুক্তিসঙ্গতভাবে সঠিক? আমি স্পাইরোমিটারের সাথে সংযুক্ত একটি 3D মুদ্রিত লামিনার এয়ার চেম্বারের মধ্য দিয়ে যাওয়া বায়ুর উৎসের সাথে সংযুক্ত একটি ক্যালিব্রেটেড ফ্লো মিটার ব্যবহার করেছি এবং এটি 5 লিট/মিনিট থেকে 20 লিট/মিনিট পর্যন্ত বায়ু প্রবাহের মধ্যে সঠিকভাবে পূর্বাভাস দিয়েছে। মেশিনে আমার বিশ্রামের জোয়ারের পরিমাণ প্রায় 500cc এবং খুব পুনরুত্পাদনযোগ্য। যেকোনো ক্লিনিকাল টেস্টিং এর মাধ্যমে আপনাকে মনে রাখতে হবে যে, প্রচেষ্টা বনাম প্রাপ্ত তথ্য উপকারের ক্ষেত্রে যুক্তিসঙ্গত কি … আপনি নিজেকে নিকটতম ছোলাতে ওজন করতে পারেন কিন্তু কোন উপকারে? ফলাফলের দিকে ইচ্ছাকৃত পরীক্ষার প্রচেষ্টার অন্তর্নিহিত পরিবর্তনশীলতা বিবেচনা করে এটি বেশিরভাগ ক্লিনিকাল পরিস্থিতির জন্য পর্যাপ্ত হতে পারে। অন্য উদ্বেগ হল যে ফুসফুসের বিশাল ক্ষমতা সম্পন্ন কিছু মানুষ উপরের সেন্সরের সীমা ছাড়িয়ে যেতে পারে। আমি এটা করতে পারিনি কিন্তু এটা সম্ভব, কিন্তু এই লোকদের ফুসফুসের সমস্যা হওয়ার সম্ভাবনা নেই …

প্রথম পর্দা FEV1 এবং FEVC উপস্থাপন করে। পরবর্তী ডেটা স্ক্রিনে বোটের সময়কাল, FEV1/FEVC অনুপাত এবং লিট/সেকেন্ডে MaxFlow উপস্থাপন করা হয়। আমি সময়ের সাথে ভোল এবং লিট/সেকেন্ডের বিশদ বিবরণী দুটি স্ক্রিনের সাথে এটি সর্বাধিক করেছি। ডায়ালগুলি FEV1 এবং FEVC এবং মিটারের মুদ্রণের সময়কাল এবং FEV1/FEVC কে উপহাস করে। কিন্তু আপনারা যারা Blynk এর সাথে পরিচিত তাদের জন্য আপনি ফোন অ্যাপে যেকোনো উপায়ে এটি করতে পারেন এবং স্পর্শ করে আপনার ইমেইলে ডেটা ডাউনলোড করতে পারেন।

যন্ত্রের পাশে থাকা বোতামগুলি ভেঙে যায় যদি আপনি তাদের নি programশ্বাসে মেশিন সক্রিয় করার জন্য বা স্ক্রিন আউটপুট পরিবর্তনের জন্য বা যদি আপনি এটি অফলাইনে ব্যবহার করতে চান তবে Blynk সংযোগ পরিবর্তন করতে চান। বোতামগুলি পিন 0 এবং 35 কম টানছে তাই প্রোগ্রামটিতে এটি লিখুন। কোভিড কথিতভাবে অনেককে দীর্ঘস্থায়ী ফুসফুসের সমস্যায় ফেলে দিয়েছে এবং এই ডিভাইসটি সেই দেশগুলিতে সহায়ক হতে পারে যেখানে ব্যয়বহুল চিকিৎসা সরঞ্জাম অ্যাক্সেস সীমিত হতে পারে। আপনি এটি কয়েক ঘন্টার মধ্যে মুদ্রণ এবং একত্রিত করতে পারেন এবং ডিভাইসের নিরাপদ প্রতিস্থাপন দূষিত অংশগুলি মুদ্রণ করতে পারেন।

ব্যাটারি চালিত প্রতিযোগিতায় রানার আপ