Under 20 কোভিড -১ V ভেন্টিলেটরের নিচে আরডুইনো দিয়ে কীভাবে একটি সঠিক বায়ু প্রবাহ হার সেন্সর তৈরি করবেন: 7 টি পদক্ষেপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

এই অরিফিস ফ্লো সেন্সরের সাম্প্রতিক ডিজাইনের জন্য এই প্রতিবেদনটি দেখুন:

এই নির্দেশাবলী দেখায় কিভাবে কম খরচে ডিফারেনশিয়াল প্রেসার সেন্সর এবং সহজেই পাওয়া উপকরণ ব্যবহার করে বায়ু প্রবাহ হার সেন্সর তৈরি করা যায়। নকশাটি একটি অরিফিস টাইপ ফ্লো সেন্সরের জন্য, অরিফিস (আমাদের ক্ষেত্রে ওয়াশার) একটি সীমাবদ্ধতা প্রদান করে এবং আমরা ছিদ্র জুড়ে চাপের পার্থক্য পরিমাপ করে প্রবাহ গণনা করতে পারি।

মূলত আমরা ওপেনভেন্ট-ব্রিস্টল নামক আমাদের প্রকল্পের জন্য এই সেন্সরটি ডিজাইন এবং তৈরি করেছি যা কোভিড -১ of এর চিকিৎসার জন্য দ্রুত উত্পাদন ভেন্টিলেটরের একটি ওপেন সোর্স ডিজাইন। যাইহোক এই সেন্সরটি প্রায় যেকোন বায়ু প্রবাহ সেন্সিং অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আমাদের ডিজাইনের এই প্রাথমিক সংস্করণটি সম্পূর্ণরূপে অফ-দ্য-শেফ অংশ ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে, কোন 3D প্রিন্টিং বা লেজার কাটার প্রয়োজন নেই।

সংযুক্ত অঙ্কন নকশা একটি ক্রস অধ্যায় অঙ্কন দেখায়। এটি খুব সহজেই 2 টি দৈর্ঘ্যের নদীর গভীরতানির্ণয় পাইপ যার মধ্যে একটি ওয়াশার থাকে যা প্রবাহের হার গণনা করার জন্য ছিদ্র জুড়ে ডিফারেনশিয়াল চাপ পরিমাপ করে।

উপভোগ করুন !! এবং যদি আপনি আপনার নিজের তৈরি করেন তাহলে আমাদের একটি মন্তব্য দিন।

ধাপ 1: যন্ত্রাংশ কিনুন

এই অংশগুলি আপনার প্রয়োজন হবে:

• 2x 15cm দৈর্ঘ্য 22mm OD PVC প্লাম্বিং পাইপ
• 1x ধাতু ওয়াশার আইডি 5.5 মিমি OD প্রায় 20 মিমি (19.5-22 মিমি মধ্যে ঠিক আছে)

• একটি ডিফারেনশিয়াল প্রেসার সেন্সর (প্রায় £ 10)। আমরা একটি MPX5010DP ব্যবহার করেছি কিন্তু আপনি আপনার সিস্টেমে চাপের জন্য একটি ভিন্ন নির্বাচন করতে চাইতে পারেন। এই সেন্সরগুলি বিক্রি করে এমন কিছু দোকানের উদাহরণ নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে:

  • 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…
• প্রেসার ট্যাপ টিউবিং প্রায় 20 মিমি দৈর্ঘ্যে কাটা: যে কোনও 2 মিমি ওডি অনমনীয় টিউবিং উপযুক্ত হওয়া উচিত যেমন পিতলের নল। হতাশা থেকে আমি একটি WD-40 ক্যান থেকে স্প্রে অগ্রভাগ ব্যবহার করেছি, এটি কাজ করেছে কিন্তু সুপার আঠালো উজ্জ্বলভাবে লেগে নেই
• ভালো আঠা
• চাপ সেন্সরের চাপ পোর্টের সাথে সংযোগের জন্য সিলিকন/পিভিসি টিউবিং। 2-3 মিমি আইডি ঠিক হওয়া উচিত, আপনার টিউব বড় হলে আপনার একটি ছোট ক্যাবল টাই প্রয়োজন হতে পারে।

আপনি যদি অন্য 22 মিমি পাইপে ফ্লো সেন্সর পাইপ লাগাতে চান তবে আপনি 1 বা 2 প্লাম্বিং সংযোগকারী কিনতে চাইতে পারেন:

দ্রষ্টব্য: নির্বাচিত উপকরণগুলি মেডিকেল পণ্যের নিয়ম, বিশেষত পিভিসি পূরণ করে না।

ধাপ 2: প্লাম্বিং টিউব কাটুন

নদীর গভীরতানির্ণয় নল থেকে 2 দৈর্ঘ্য কাটা। আমরা 15 সেমি দৈর্ঘ্য ব্যবহার করেছি কিন্তু এটি কিছুটা ছোট হতে পারে। আমি একটি মিটার ব্যবহার করে কাটা তৈরি করেছি কারণ এটি একটি সুন্দর বর্গক্ষেত্র কাটা গুরুত্বপূর্ণ। যে কোনো বুর মসৃণ করতে বালির কাগজ ব্যবহার করুন

ধাপ 3: নদীর গভীরতানির্ণয় টিউব একত্রিত করুন

• আপনার ওয়াশারটিকে এক নলের শেষ পর্যন্ত সুপারগ্লু করুন, নিশ্চিত করুন যে ওয়াশারটি নলের সাথে ঘনীভূত হয়েছে এবং ওয়াশারের পরিধির চারপাশে আঠালো একটি অবিচ্ছিন্ন মালা তৈরি করতে ভুলবেন না যাতে বাতাসের চাপ বেরিয়ে না যায়।
• তারপরে ওয়াশারের অন্য দিকে টিউবের অন্য দৈর্ঘ্যকে সুপারগ্লু করুন। আবার, চারপাশে আঠালো নিশ্চিত করুন যাতে কোন বাতাস বেরিয়ে না যায়

ধাপ 4: চাপ চাপ যোগ করুন

1. সংযুক্ত ছবি অনুযায়ী ওয়াশার থেকে দূরত্বে 2 টি গর্ত ড্রিল করুন
2. 2 মিমি ওডি রডগুলিকে গর্তে ঠেলে দিন, নিশ্চিত করুন যে এটি একটি টাইট ফিট (আমার টিউব 2.2 ওডি ছিল কিন্তু আমার ড্রিল বিট 2 মিমি ছিল, তাই টিউবটি শক্তভাবে ফিট না হওয়া পর্যন্ত আমি ড্রিলটি একটু ঘোরালাম)
3. টিউবটিকে গর্তে gুকিয়ে দিন, নিশ্চিত করুন যে এটি চারপাশে সিল করা আছে
4. সিলিকন টিউব সুন্দর এবং টাইট না হওয়া পর্যন্ত আপনার প্রেসার ট্যাপের চারপাশে ইনসুলেশন টেপ মোড়ানো

ধাপ 5: পরীক্ষা এবং ক্যালিব্রেট

চাপ সেন্সরটি আপনার আরডুইনো পর্যন্ত সংযুক্ত করুন এবং চাপ সেন্সরের পোর্টে চাপের চাপগুলি সংযুক্ত করুন। নিশ্চিত করুন যে সেন্সরের ফিজিক্যাল এনালগ পিনটি সফটওয়্যারের পিনের সাথে মেলে।

সংযুক্ত কোড ব্যবহার করে এটি পরীক্ষা করুন। দ্রষ্টব্য, নিম্নলিখিত গ্রন্থাগারগুলির প্রয়োজন:

• ওয়্যার.এইচ
• এবং Sensirion_SFM3000_arduino (এই লাইব্রেরিটি একটি ভিন্ন সেন্সরের জন্য, কিন্তু আমি আমার কোডে কিছু পরিবর্তন করেছি যার জন্য অ্যাকাউন্ট)

আদর্শভাবে আপনি আপনার সেন্সরকে ক্যালিব্রেট করতে চান, আমরা হোম মেড সেন্সরের সাথে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত একটি Sensirion SFM3300 ব্যবহার করেছি। SFM3300 এর জন্য সংযোগগুলি হল:

• Vcc - 5V
• GND - GND
• এসডিএ - এ 4
• এসসিএল - এ 5

আদর্শভাবে ক্রমাঙ্কন পরীক্ষার জন্য আপনার বায়ু উৎস একটি ধ্রুবক প্রবাহ দিতে হবে এবং প্রবাহ হারের একটি নিয়ন্ত্রিত ঝাড়ু দিতে নিয়ন্ত্রণযোগ্য হতে হবে। আমরা একটি বায়ু বিছানা পাম্প ব্যবহার করেছি যা একটি পটেন্টিওমিটার ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রিত ইলেকট্রনিক ব্রাশ ডিসি স্পিড কন্ট্রোলারের মাধ্যমে চালিত হতে পারে। আপনার যদি একটি ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই থাকে যা ঠিক ঠিক কাজ করবে।

কোডটি যেমন আমাদের সেন্সর থেকে চাপ এবং প্রবাহ পড়তে সক্ষম, তেমনি এটি I2c এর মাধ্যমে Sensirion SFM3300 থেকেও পড়তে পারে, যা সেন্সর যা আমরা ক্রমাঙ্কনের জন্য ব্যবহার করেছি। আপনার যদি কোডটি আলাদা থাকে তাহলে আপনাকে সেই অনুযায়ী কোড মানিয়ে নিতে হবে ক্রমাঙ্কন সেন্সর (মোটামুটি আশ্চর্যজনকভাবে DIY সেন্সরটি SFM3300 এর চেয়ে আরও বেশি ধারাবাহিক রিডিং দিয়েছে)

কোডের ১ ম সংস্করণ আউটপুট ফ্লো রেট রিডিংয়ে একটি ক্যালিব্রেটেড লুকআপ টেবিল ব্যবহার করে। আমরা এই দ্বারা তৈরি

• আমাদের বায়ু উৎস থেকে একটি সম্পূর্ণ ঝাড়ু উপর চাপ লগিং (.csv ফাইল হিসাবে)
• ডেটা এক্সেলে নিয়ে যাওয়া
• প্রবাহ হার কাজ করার জন্য একটি সমীকরণ মাধ্যমে এটি পাস
• তারপর একটি কমা পৃথক লুকআপ টেবিল তৈরি করা যা একটি Arduino পূর্ণসংখ্যা অ্যারেতে অনুলিপি/আটকানো হয়েছিল

সমীকরণ সহ এক্সেল ডক সংরক্ষণ করা হয় …

কোডের দ্বিতীয় সংস্করণ নিম্নলিখিত কারণে কোডে একটি সমীকরণ ব্যবহার করবে:

• তাপমাত্রা বিবেচনায় নিতে (যা প্রবাহের হারকে প্রভাবিত করবে)
• ডাউনস্ট্রিম সীমাবদ্ধতার পরিবর্তনকে বিবেচনায় নিতে, এটি একটি পৃথক ডাউনস্ট্রিম প্রেসার সেন্সর দিয়ে অনুভূত হবে

ধাপ 6: সঠিক জাঙ্কি ক্রমাঙ্কন পদ্ধতি বিকল্প

যদি আপনার কাছে একটি অফ-দ্য-শেলফ ফ্লো সেন্সর না থাকে যেমন এটি একটি Sensirion SFM3300 এর সাথে ক্যালিব্রেট করে তাহলে এটি প্রবাহ আউটপুট সম্পর্কে একটি সুপার মোটামুটি ধারণা পাওয়ার একটি উপায়। তবে এটি শুধুমাত্র একটি উচ্চ চাপ প্রবাহ উৎসের সাথে কাজ করবে (এমনকি এয়ার বেড পাম্প একটি বেলুন ফোলানোর জন্য সংগ্রাম করতে পারে) এবং শুধুমাত্র তখনই কাজ করবে যদি আপনি বারবার আপনার বায়ু সরবরাহ বন্ধ করতে পারেন

• সিস্টেমের আউটপুটে একটি বেলুন সংযুক্ত করুন এবং প্রতিটি মুদ্রাস্ফীতিতে এটি যে ব্যাস ফুলে যায় তা পরিমাপ করুন
• জল দিয়ে একটি পরিমাপ জগ পূরণ করুন (সম্ভবত অর্ধেক পথ)
• আপনার বেলুনটিকে সেই একই ব্যাসে পুনরায় সংযোজন করুন তারপর এটি আপনার জলের জলে সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত করুন এবং বেলুন beforeোকানোর আগে এবং পরে পানির স্তরের পার্থক্য রেকর্ড করুন
• পরবর্তীতে আপনার কোডে প্রতি বেলুন মুদ্রাস্ফীতির পরিমাণ পরিমাপ করতে হবে, এটি সময়ের সাথে প্রবাহকে একীভূত করে সম্পন্ন করা হয়। আমি আপনাকে এটি করার জন্য সঠিক কোড দিতে পারছি না কারণ এটি আপনার প্রবাহ উৎসের উপর নির্ভর করে ভিন্ন হতে হবে এবং আপনার কোড কিভাবে প্রবাহের শুরু এবং বন্ধ অনুভব করবে কিন্তু আমি একটি পাঠ্য ফাইলে একটি ফাংশন সংযুক্ত করেছি যা বেরিয়ে আসবে ভলিউম, আপনাকে শুধু ভলিউম গণনা কখন শুরু এবং বন্ধ করতে হবে তা বলতে হবে (যেমন আমাদের পরীক্ষার জন্য এটি প্রতিটি শ্বাসের শুরু এবং বন্ধ ছিল), এটি "ব্রেস্ট স্ট্যাটাস" নামক বুলিয়ান ভেরিয়েবলের মাধ্যমে ফাংশনে নির্দেশিত হয়। যখন আপনি এটিকে কল করেন তখন সেই ফাংশনে মিলি/সেকেন্ডে প্রবাহ হার পাস করতে ভুলবেন না।

ধাপ 7: আপনার সিস্টেমে সংহত করুন

আপনার সেটআপের মধ্যে এটি প্লাগ করুন যাই হোক না কেন এবং flow 15 এর নিচে প্রবাহ হার পরিমাপ উপভোগ করুন:)

সংযুক্ত আমাদের ভেন্টিলেটর অ্যাপ্লিকেশন থেকে কিছু প্রবাহ, চাপ এবং ভলিউমের একটি উদাহরণ চিত্র।

প্লাম্বিং সোজা কাপলিং জয়েন্টগুলি এই সেন্সরটিকে অন্য 22 মিমি ওডি টিউবে যুক্ত করার জন্য দুর্দান্ত।