แฮ็กยานยนต์เซ็นเซอร์การไหลของอากาศ COVID-19: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

นี่เป็นโครงการที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว… เซ็นเซอร์นี้ถูกละทิ้งเพราะไม่มีรูสำหรับติดตั้งหรือวิธีง่ายๆ ในการผนึกกับท่อ โครงการเซ็นเซอร์การไหลของอากาศที่กำลังดำเนินการอยู่ที่นี่: AFH55M12

รายละเอียดโครงการจาก Helpful Engineering

จุดประสงค์ในที่นี้คือการสร้างอุปกรณ์ตรวจสอบโดยใช้เครื่องวัดมวลอากาศ ที่สามารถใช้เมื่อแยกเครื่องช่วยหายใจออกเป็นผู้ป่วยสองรายขึ้นไป ซึ่งจะช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถตรวจสอบผู้ป่วยแต่ละรายในขณะที่ถูกควบคุมโดยอุปกรณ์เดียวในสถานการณ์ที่รุนแรงซึ่งจำนวนเครื่องช่วยหายใจไม่เพียงพอที่จะรองรับจำนวนผู้ป่วย การอ่านค่าควรมองเห็นได้เฉพาะในอุปกรณ์ และอาจจำเป็นต้องมีการป้อนพารามิเตอร์โดยเจ้าหน้าที่เพื่อสร้างช่วงการทำงานที่ปลอดภัย และเพื่อสร้างการแจ้งเตือนเมื่อระบบกำลังวัดค่าพารามิเตอร์นอกช่วง

ข้อกำหนดโครงการ

นี่คือการศึกษาอย่างรวดเร็วของการใช้เซ็นเซอร์วัดกระแสลมในรถยนต์ที่มีราคาไม่แพง

การอ่านจากเซ็นเซอร์มวลอากาศในรถยนต์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 12 บิต ADC, ช่วงเวลา 20ms

ขั้นตอนที่ 1: การทดสอบเบื้องต้นไม่สำเร็จ

การอ่านครั้งแรกพยายามหายใจเข้า/หายใจออกในท่อขนาด 3” ไม่ดี การหายใจระดับกลางถึงขนาดใหญ่เท่านั้นที่จะกระตุ้นการส่งออกไปยัง ADC

• ADC 12 บิต => 4096 - มีเพียงการหายใจครั้งใหญ่เท่านั้นที่กระตุ้น…
• อ่าน ~200-350 ADC พร้อมความกว้างขนาดใหญ่

ขั้นตอนที่ 2: แก้ไข Tube ภายใน Tube

แก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเป็น 1.75” โดยใช้ม้วนกระดาษเช็ดมือ

• ลมหายใจใหญ่สูงสุด 900, 0.725volts
• หายใจเข้าปานกลางสูงสุดที่ ~600
• ลมหายใจที่เล็กที่สุดที่ฉันทำได้ ~ 400 …..
• หายใจออกแรงมาก.. สักพักฉันก็เวียนหัว… ขึ้นไปถึง ~3000 (2.4โวลต์)

ฉันปรับเทียบเซ็นเซอร์โดยใช้ค่าประมาณ 430 มล. สำหรับการหายใจระดับปานกลาง การรวมเข้าด้วยกันภายใต้เส้นโค้งสำหรับการหายใจแต่ละครั้งจะให้ปริมาตรโดยประมาณ

หมายเหตุ:

• การหายใจออกมีเสียงดังเนื่องจากเซ็นเซอร์ไม่ทำงานทั้งสองทิศทาง
• การหายใจเข้าจริง ๆ แล้วมีทิศทางตรงกันข้ามกับลูกศรบนตัวเซ็นเซอร์ ฉันลองทั้งสองวิธีและที่อัตราการไหลที่เราพยายามวัด มีความไวมากขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับกระแสลมที่ต้องการ
• การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อให้ไกลขึ้นอีก (จาก 1.75” เป็น ~1”) จะเพิ่มความไวโดยที่ไม่น่าจะมีข้อเสีย
• มีการละเว้นเวลาระหว่างการหายใจเข้าและการหายใจออกในกราฟด้านบน (ADC ถูกกระตุ้นเหนือเกณฑ์เท่านั้น)
• 300-400mL เป็นปริมาณที่น้อยมากจริงๆ! นั่นคือจำนวนเนื้อที่เท่ากับท่อขนาด 1” x 38” ยาว ดังนั้นอากาศที่ผ่านเซ็นเซอร์จึงไม่น่าจะไปถึงปอดของผู้ป่วยจนกว่าจะถึงลมหายใจที่ 2 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซ็นเซอร์

• การใช้ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1” และการหายใจเข้าปกติ 500 มล. จะทำให้ความเร็วลมเฉลี่ย 0.328 ม./วินาที

  500 มล. / (1.27 ซม. ^2 * พาย) /3 วินาที/ 100

ขั้นตอนที่ 3: สรุปผลลัพธ์

• การใช้เซ็นเซอร์นี้หรือสิ่งที่คล้ายคลึงกันและลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเพื่อให้ได้ความไวที่ต้องการนั้นน่าจะเป็นไปได้
• ต้องการเซ็นเซอร์วัดการไหลของอากาศเพื่อปรับเทียบเซ็นเซอร์วัดการไหลของอากาศ การสอบเทียบจะต้องเกิดขึ้นที่ปริมาณอากาศต่ำ ปานกลาง และสูง และอาจเป็นไปได้สำหรับเซ็นเซอร์แต่ละตัวที่ผลิตขึ้น
• ฉันเดาว่าความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับการเลือกเซ็นเซอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ และการจัดวางในท่อ เมื่อสอบเทียบแล้ว จิ๊กทดสอบปัจจุบันนี้ (ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.75 นิ้ว) น่าจะเป็น +/- 40 มล.
• หากเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อยังคงอยู่ 1” หรือมากกว่า อัตราการไหลจะยังคงต่ำ และฉันเดาว่าสภาพทางเข้าและทางออก (มากกว่า 2”) ไปยังเซ็นเซอร์จะเล็กน้อย
• นี่คือผู้ผลิตในสหรัฐอเมริกาของเซ็นเซอร์ที่คล้ายกันในแพ็คเกจการติดตั้ง PCB Degree Controls, inc

ข้อมูล Excel ที่นี่

ขั้นตอนที่ 4: ข้อมูลเซ็นเซอร์

• ซื้อในท้องถิ่นในราคา $57, Blue Streak #MF21041N
• ประเภทเซนเซอร์: เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อน (เดาที่นี่) -
• พบเซ็นเซอร์ MAF นี้ภายใต้หมายเลขชิ้นส่วนเหล่านี้ OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• นอกจากนี้ใน aliexpress ราคาประมาณ $22 [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

บางรุ่นมีหมายเลขพินพิมพ์บนตัวเครื่อง

• ปักหมุด 1 กราวด์
• พิน 2 สัญญาณ
• พิน 3 กำลังไฟ 7.5-12 โวลต์ 76 มิลลิแอมป์

ขั้นตอนที่ 5: การตั้งค่าการทดสอบขั้นสุดท้าย

การติดตั้งนั้นค่อนข้างง่าย พิน 1 (กราวด์) และพิน 2 (เซ็นเซอร์) เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ร่าง Arduino เพียงอ่านและพิมพ์พินอะนาล็อก 0 ผ่านซีเรียล