COVID-19 Luchtstroomsensor Automotive Hack: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit is een snel evoluerend project … deze sensor werd verlaten omdat hij geen montagegaten heeft of een gemakkelijke methode om tegen een buis af te dichten. Een lopend luchtstroomsensorproject is hier: AFH55M12

Projectbeschrijving van Nuttige Engineering

De bedoeling hier is om een bewakingsapparaat te creëren, gebaseerd op een massale luchtstroommeter, die kan worden gebruikt bij het splitsen van een beademingsapparaat in twee of meer patiënten. Hierdoor kan het personeel individuele patiënten bewaken terwijl ze door één apparaat worden bestuurd in extreme situaties waarin het aantal ventilatoren niet voldoende is om het aantal patiënten aan te kunnen. De uitlezing moet lokaal op het apparaat zichtbaar zijn en er moeten mogelijk parameters worden ingevoerd door personeel om een veilig werkbereik te creëren en mogelijk alarmen te creëren wanneer het systeem een parameter buiten het bereik meet.

Projectvereisten

Dit is een snelle studie van het gebruik van een goedkope standaard luchtstroomsensor voor auto's.

Lezen van een massale luchtstroomsensor in de auto met behulp van een microController 12-bits ADC, interval van 20 ms

Stap 1: Eerste test was niet succesvol

De eerste meting bij het in-/uitademen in de buis van 3 inch was slecht. Alleen middelmatige tot grote ademhalingen zouden uitgangen naar de ADC activeren.

• 12 bit ADC => 4096 - Alleen grote ademhalingen activeren…
• lees ~200-350 ADC met grote breedte

Stap 2: Gemodificeerde buis binnen een buis

De buisdiameter gewijzigd in 1,75 met behulp van een papieren handdoekrol

• Grote ademhalingen adc piek 900, 0,725 volt
• Gemiddelde ademhalingen piek bij ~600
• Kleinste ademteug die ik kan nemen ~400 …..
• Gigantische krachtige ademhalingen.. Ik word duizelig na een paar… komt op tot ~3000 (2,4 volt)

Ik heb de sensor gekalibreerd met naar schatting 430 ml voor een gemiddelde ademhaling. Integratie onder de curve voor elke ademhaling geeft een geschat volume.

Opmerkingen:

• Uitademen is luidruchtig omdat de sensor niet is gemaakt om in beide richtingen te werken
• De inademingen zijn eigenlijk in de tegenovergestelde richting als de pijl op het sensorlichaam. Ik heb het op beide manieren geprobeerd en bij de stroomsnelheden die we proberen te meten, is er meer gevoeligheid in de tegenovergestelde richting van de beoogde luchtstroom.
• Door de diameter van de buis nog verder te verkleinen (van 1,75 "naar ~ 1") zal de gevoeligheid toenemen zonder waarschijnlijk nadelen.
• Er is tijd weggelaten tussen de inademing en de uitademing in de bovenstaande grafiek (de ADC triggerde alleen boven een drempel)
• 300-400 ml is eigenlijk heel weinig volume! Dat is dezelfde hoeveelheid ruimte als een buis van 1 "x 38" lang. Dus de lucht die door de sensor gaat, komt waarschijnlijk pas bij de 2e ademhaling in de long van de patiënt, afhankelijk van de locatie van de sensor.

• Het gebruik van een buis met een diameter van 1” en een normale inademing van 500 ml geeft een gemiddelde luchtsnelheid van 0,328 m/s

  500 ml / (1,27 cm ^2 * pi) /3 sec/100

Stap 3: Samenvatting van de resultaten

• Het lijkt veelbelovend om deze sensor of iets dergelijks te gebruiken en de diameter van de buis te verkleinen om aan de vereiste gevoeligheid te voldoen.
• Een luchtstroomsensor nodig om een luchtstroomsensor te kalibreren. Kalibratie moet plaatsvinden over lage, gemiddelde en hoge luchtvolumes en mogelijk voor elke afzonderlijke geproduceerde sensor.
• Ik vermoed dat de nauwkeurigheid zal afhangen van de sensorselectie, buisdiameter en plaatsing in de buis. Eenmaal gekalibreerd, is deze huidige testmal (met de grote behuizing met een diameter van 1,75 inch) waarschijnlijk +/- 40 ml.
• Als de diameter van de buis 1 "of groter blijft, blijven de stroomsnelheden laag en ik vermoed dat de inlaat- en uitlaatcondities (groter dan 2") naar de sensor verwaarloosbaar zullen zijn
• Hier is een Amerikaanse fabrikant van een vergelijkbare sensor in PCB-montagepakket Degree Controls, inc

Excel-gegevens hier

Stap 4: Sensorgegevens

• Hier lokaal gekocht voor $ 57, Blue Streak # MF21041N
• Sensortype: hete draad anemometer (hier gissen) -
• Deze MAF sensor vind je ook onder deze artikelnummers OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Ook op aliexpress voor ~$22 [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

pinout

Bij sommige modellen zijn de pinnummers op de body gedrukt

• Pin 1 aarde
• Pin 2 Signaal
• Pin 3 Voeding 7,5-12 volt, 76ma

Stap 5: Laatste testconfiguratie

De installatie was vrij eenvoudig. Pin 1 (aarde) en pin 2 (sensor) zijn verbonden met een microcontroller. De Arduino-schets leest en print gewoon de analoge 0-pin via serieel.