Взлом автомобильного датчика COVID-19: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Это быстро развивающийся проект… от этого датчика отказались, потому что он не имеет монтажных отверстий или простого способа уплотнения относительно трубки. Текущий проект датчика воздушного потока находится здесь: AFH55M12

Описание проекта от Helpful Engineering

Цель здесь - создать устройство мониторинга на основе измерителя массового расхода воздуха, которое можно использовать при разделении аппарата ИВЛ на двух или более пациентов. Это позволит персоналу контролировать отдельных пациентов, управляя одним устройством в экстремальных ситуациях, когда количество аппаратов ИВЛ недостаточно для обработки количества пациентов. Показания должны быть видны локально на устройстве, и может потребоваться ввод параметров персоналом для создания безопасного рабочего диапазона и, возможно, для создания сигналов тревоги, когда система измеряет параметр вне диапазона.

Требования к проекту

Это быстрое исследование использования недорогого серийного автомобильного датчика воздушного потока.

Считывание показаний автомобильного датчика массового расхода воздуха с помощью 12-битного АЦП микроконтроллера, интервал 20 мс

Шаг 1. Первоначальное тестирование не увенчалось успехом

Первоначальные показания при попытке вдоха / выдоха через 3-дюймовую трубку были плохими. Только средние и большие вдохи будут запускать выходы на АЦП.

• 12-битный АЦП => 4096 - запускаются только большие вдохи…
• читать ~ 200-350 АЦП с большой шириной

Шаг 2: модифицированная труба внутри трубы

Изменил диаметр трубки до 1,75 дюйма с помощью рулона бумажного полотенца.

• Большое дыхание adc peak 900, 0,725 вольт
• Пик средних вдохов ~ 600
• Наименьшее дыхание, которое я могу сделать ~ 400…..
• Гигантские сильные вдохи.. У меня кружится голова после нескольких … доходит до ~ 3000 (2,4 вольта)

Я откалибровал датчик, используя примерно 430 мл для среднего дыхания. Интеграция под кривой для каждого вдоха дает приблизительный объем.

Примечания:

• Выдыхает шумно, потому что датчик не работает в обоих направлениях
• На самом деле вдохи имеют направление, противоположное стрелке на корпусе датчика. Я попробовал оба способа, и при тех расходах, которые мы пытаемся измерить, чувствительность больше в направлении, противоположном предполагаемому потоку воздуха.
• Уменьшение диаметра трубки еще больше (с 1,75 дюйма до ~ 1 дюйма) увеличит чувствительность без каких-либо недостатков.
• На графике выше пропущено время между вдохами и выдохами (АЦП срабатывал только выше порогового значения).
• 300-400 мл - это на самом деле очень маленький объем! Это столько же места, сколько у трубки диаметром 1 дюйм x 38 дюймов. Таким образом, воздух, проходящий через датчик, скорее всего, не попадет в легкие пациента до второго вдоха, в зависимости от расположения датчика.

• Использование трубки диаметром 1 дюйм и нормальный вдох 500 мл дает среднюю скорость воздуха 0,328 м / с.

  500 мл / (1,27 см ^ 2 * пи) / 3 сек / 100

Шаг 3: сводка результатов

• Использование этого датчика или чего-то подобного и уменьшение диаметра трубки до требуемой чувствительности кажется многообещающим.
• Требуется датчик воздушного потока для калибровки датчика воздушного потока. Калибровка должна выполняться для малых, средних и больших объемов воздуха и, возможно, для каждого отдельного изготовленного датчика.
• Я предполагаю, что точность будет зависеть от выбора датчика, диаметра трубки и расположения в трубке. После калибровки этот текущий испытательный стенд (с большим корпусом диаметром 1,75 дюйма), вероятно, составляет +/- 40 мл.
• Если диаметр трубки останется 1 дюйм или больше, скорость потока останется низкой, и я предполагаю, что условия на входе и выходе (более 2 дюймов) на датчик будут незначительными.
• Вот американский производитель аналогичного датчика в пакете для монтажа на печатной плате Degree Controls, inc.

Данные Excel здесь

Шаг 4: данные датчика

• Куплено здесь за 57 долларов, Blue Streak # MF21041N
• Тип сенсора: термоанемометр (догадываюсь здесь) -
• Этот датчик массового расхода воздуха также находится под этими номерами деталей OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Также на aliexpress за ~ 22 доллара [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Распиновка

На корпусе некоторых моделей напечатаны номера контактов.

• Контакт 1 Земля
• Контакт 2 Сигнал
• Контакт 3 Питание 7,5-12 вольт, 76мА

Шаг 5: Окончательная настройка теста

Настройка была довольно простой. Контакт 1 (земля) и контакт 2 (датчик) подключены к микроконтроллеру. Скетч Arduino просто считывает и распечатывает аналоговый контакт 0 через последовательный порт.