Spirometer iliyochapishwa ya 3D: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Fuata zaidi na mwandishi:

Miradi ya Fusion 360 »

Spirometers ni chombo cha kawaida cha kufanya utaftaji wa hewa unapopulizwa kutoka kinywani mwako. Zinajumuisha bomba ambalo unapiga ndani rekodi hizo kiasi na kasi ya pumzi moja ambayo hulinganishwa na seti ya maadili ya kawaida kulingana na urefu, wt na ngono na hutumiwa kufuata kazi ya mapafu. Chombo nilichotengeneza, ingawa kilijaribiwa kwa usahihi na mtiririko sio kifaa chochote cha matibabu kilichothibitishwa, lakini kwa uzani inaweza kupita kwa moja - ikitoa akaunti zinazozalishwa tena na sahihi za kiwango cha FEV1, FEVC na grafu za ujazo pato na kasi kwa muda. Niliibuni ili vifaa vya elektroniki vyenye sensorer ya gharama kubwa vizuiliwe kwa kipande kimoja na bomba la pigo linaloweza kutolewa kwa urahisi na njia zinazohusiana na virusi zilikuwa kwenye nyingine. Hii inaonekana kuwa moja ya mapungufu ya mashine za kawaida zinazotumiwa kliniki - vidonge vya kadi vinavyoweza kubadilishwa haviondoi kabisa hatari zote wakati virusi viko hewani na unaulizwa kupiga kwa muda mrefu na ngumu kwenye vifaa vya gharama kubwa sana. Gharama ya kifaa iko chini ya $ 40 na mtu yeyote aliye na printa ya 3D anaweza kuwa nyingi watakavyo. Programu Wifi inaiweka kwenye programu ya Blynk kwenye simu yako mahiri ili kuibua na hukuruhusu kupakua data yoyote unayotaka.

Hatua ya 1: Nunua vitu

Kwa kweli tunaunda sensa ya analojia na skrini kubwa / kontena ndogo ya kudhibiti. Umuhimu ni katika kuchagua sensor sahihi. Miundo mingine kadhaa ya vifaa hivi imetumia sensorer ambazo hazina unyeti unaohitajika kutoa data kuhesabu vitu hivi vya kupumua. ESP32 ina maswala yanayojulikana na kutokuwa na uhusiano wa ADC yake lakini hii haionekani kuwa muhimu katika anuwai ya kitengo hiki.

1. TTGO T-Onyesha ESP32 CP2104 Moduli ya Bluetooth ya Bluetooth 1.14 Bodi ya Maendeleo ya LCD ya $ 8 Bangood

2. Sensor ya Shinikizo la SDP816-125PA, CMOSens®, 125 Pa, Analog, Tofauti $ 30 Newark, Digikey

3. Lipo Betri - 600mah $ 2

4. Zima / Zima Kitufe - Kitufe cha Umeme cha Kuzima / Kitufe Kubadilisha Adafruit

Hatua ya 2: Chapisha 3D

Fusion 360 ilitumika kubuni vitu viwili vya viota vya Spirometer. Bomba la Venturi (bomba la pigo) lina muundo anuwai. Kutumia equation ya Bernoulli kwa hesabu ya mtiririko lazima upunguze kiasi cha mtiririko kwenye bomba la kupimia. Kanuni hii hutumiwa katika sensorer anuwai za kila aina ya maji ya mtiririko wa laminar. Vipimo nilivyotumia kwenye bomba la Venturi havikutoka kwa chanzo chochote lakini walionekana tu kufanya kazi. Sensor hutumia shinikizo tofauti katika sehemu nyembamba na pana za bomba ili kuhesabu kiwango cha mtiririko. Nilitaka sensorer iweze kushirikisha kwa urahisi na kwa urahisi bomba la Venturi kwa mabadiliko ya haraka na kuondolewa kwa hivyo nilitengeneza mirija ya sensorer ya shinikizo kuongoza kutoka kwa mfano na kuishia kwenye msingi wake ambapo wangeshiriki vidokezo vya vichwa vya bomba la sensa. Kuna polarity ya juu / chini kwa sensor ambayo inapaswa kudumishwa kutoka kwa maeneo ya shinikizo la chini / chini ya bomba la Venturi. Shinikizo kubwa liko katika sehemu iliyonyooka na shinikizo la chini liko juu ya zamu ya kizuizi - kama vile juu ya bawa la ndege. Mwili wa Spirometer umeundwa kwa uangalifu ili kutoa milima ya screw kushikilia sensor mahali pake na visima vya M3 (20 mm). Hizi zimewekwa kwenye uwekaji wa seti ya joto ya M3x4x5mm. Ubunifu uliobaki hutoa nanga ya TTGO kwenye slot chini na dirisha la skrini. Kitufe na kifuniko cha vifungo vimechapishwa mara mbili na huruhusu ufikiaji wa kesi ya vifungo viwili kwenye bodi ya TTGO. Jalada ni kipande cha mwisho kuchapisha na imeundwa kutoa ufikiaji wa kuziba nguvu / kuchaji juu ya bodi ya TTGO. Vipande vyote vimechapishwa katika PLA bila msaada.

Hatua ya 3: Itengeneze kwa waya

Hakuna mengi kwa wiring ya sensor na ESP32. Sensor ina viongozo vinne na unapaswa kupakua karatasi ya data kwa sensor tu kuhakikisha kuwa unaongoza sahihi: https://www.farnell.com/datasheets/2611777.pdf Nguvu huenda kwa pato la 3.3 Volt ya ESP32 na ardhi na OCS zote zimeunganishwa na ardhi. Pato la analog ya sensorer imeunganishwa na kubandika 33 kwenye ESP. Kwa kuwa uhusiano huu ni nyoka kupitia ufunguzi mwembamba kwenye ganda usiwaunganishe kabla ya kusanyiko la kitengo. Betri ya Lipo inafaa nyuma katika kesi hiyo ili upate moja ambayo ina ukubwa unaofaa kwa mAh. TTGO ina mzunguko wa kuchaji na kiunganishi kidogo cha JST nyuma. Unganisha betri na hii na kitufe cha kuwasha / kuzima kuvunja laini ya pos.

Hatua ya 4: Mkutano

Chapisha muundo wa uchapishaji wa 3D unafanywa kwa bomba la pigo. Sehemu mbili za neli ya plastiki ya baharini imewekwa ndani ya mashimo ya chini ya kitengo kwa kadiri itakavyokwenda na kisha kupunguzwa na viboko. Hii hutoa ufunguzi wa elastic kwa fursa za bomba la sensorer ili kuoana kwa urahisi. Kitengo kuu kinahitaji usanikishaji wa uingizaji wa shaba uliowekwa kwenye shimo mbili kwenye fremu. Mashimo ya kufunga sensorer yanapaswa kupanuliwa kidogo kwa visu 3mm (urefu wa 20 mm) na kiwango kidogo kinachofaa. Weka sensorer na visu mbili na maliza unganisho la umeme kwenye bodi ya TTGO. Unganisha na weka swichi ya kuwasha / kuzima na superglue. Tumia ile kutoka Adafruit kwani kesi hiyo imeundwa kuishikilia haswa. Vifungo viwili vimewekwa kwenye kesi hiyo na superglue. Hakikisha vifungo kwenye ubao wa TTGO vimejipanga chini ya fursa. Kitufe kimewekwa ikifuatiwa na nyumba ya kifungo ambayo imeongezwa. Hakikisha haufungi kitufe kwenye makazi yake lazima iende ndani yake kwa uhuru. Ili kutuliza sehemu ya juu ya TTGO weka dabs ndogo za gundi moto kwenye bega yoyote ili kuishikilia. Betri huenda nyuma kwa bodi. Maliza kusanyiko kwa kuongeza juu juu. Inapaswa kuwa na ufikiaji rahisi wa kontakt USB-C kwa programu na kuchaji betri.

Hatua ya 5: Kupanga programu

Programu ya chombo hiki inachukua thamani ya analojia kutoka kwa sensorer hubadilisha thamani yake kuwa volts na hutumia fomula kutoka kwa karatasi ya data ya sensorer kuibadilisha kuwa Pascals ya shinikizo. Kutoka kwa hii hutumia fomula ya Bernoullis kuamua vol / sec na misa / sec ya hewa inayopita kwenye bomba. Halafu inachambua hii kuwa pumzi ya mtu binafsi na inakumbuka maadili katika safu kadhaa za data na inatoa data iliyojengwa kwenye skrini na mwishowe inaita seva ya Blynk na kuipakia kwenye simu yako. Takwimu zinakumbukwa tu hadi utakapopumua pumzi nyingine. Matumizi ya kliniki ya spirometer kawaida hufanywa kwa kumwuliza mgonjwa kuchukua pumzi kubwa iwezekanavyo na kuipulizia kwa muda mrefu na ngumu kadiri awezavyo. Njia zinazotumiwa kawaida kulingana na urefu, uzito na jinsia zinaelezewa kama kawaida au isiyo ya kawaida. Mpangilio tofauti wa data hii pia huwasilishwa, yaani FEV1 / FEVC - jumla ya kiasi kilichogawanywa kwa kiasi katika sekunde ya kwanza. Vigezo vyote vimewasilishwa kwenye skrini ya Spirometers na pia grafu ndogo ya bidii yako kwa vol kwa muda. Wakati data imepakiwa kwa Wifi skrini inarudi kwa "Piga". Takwimu zote zimepotea baada ya umeme kuzima.

Sehemu ya kwanza ya nambari inahitaji uweke ishara yako ya Blynk. Inayofuata inahitaji nenosiri la Wifi na jina la mtandao. Eneo la kuelea_1 ni eneo katika mita ya mraba ya bomba la spirometer kabla ya kupungua na eneo la Kuelea_2 ni eneo katika sehemu ya msalaba moja kwa moja kwenye kupungua. Badilisha hizi ikiwa unataka kuunda tena bomba. Vol na volSec ni safu mbili ambazo zinashikilia kuongezeka kwa sauti kwa muda na kasi ya harakati za hewa. Kazi ya kitanzi huanza na kuhesabu viwango vya kupumua. Sehemu inayofuata inasoma sensa na inahesabu shinikizo. Ifuatayo ikiwa taarifa inajaribu kujua ikiwa umemaliza na pigo lako - ngumu zaidi kuliko unavyofikiria, mara nyingi shinikizo huanguka ghafla kwa millisecond katikati ya pigo. Sehemu inayofuata inahesabu mtiririko wa misa kulingana na shinikizo. Ikiwa pumzi mpya hugunduliwa data zote zimehifadhiwa na vigezo vimehesabiwa na kutumwa kwa skrini, ikifuatiwa na kazi ya picha na mwishowe simu ya Blynk kupakia data. Ikiwa hakuna muunganisho wa Blynk unaogunduliwa utarudi kwa "Blow".

Hatua ya 6: Kutumia

Je! Chombo hiki ni sahihi kwa sababu ya kile inachotaka kufanya? Nilitumia mita ya mtiririko iliyosawazishwa iliyounganishwa na chanzo cha hewa iliyopitishwa kwenye chumba cha hewa cha laminar kilichochapishwa cha 3D kilichounganishwa na Spirometer na ilitabiri kwa usahihi ndani ya sababu mtiririko wa hewa kutoka 5 lit / min hadi 20 lit / min. Kiwango changu cha kupumzika kwenye mashine ni karibu 500cc na inaweza kuzalishwa sana. Pamoja na upimaji wowote wa kliniki lazima uzingatie ni nini kinachofaa kwa faida ya habari iliyopokelewa dhidi ya juhudi… unaweza kujipima kwa gramu ya karibu lakini kwa faida gani? Kuzingatia utofauti uliomo katika juhudi za upimaji wa kiasi kuelekea matokeo inaweza kuwa ya kutosha kwa hali nyingi za kliniki. Wasiwasi mwingine ni kwamba watu wengine wenye uwezo mkubwa wa mapafu wanaweza kutoka juu ya kikomo cha sensa ya juu. Sikuweza kufanya hivyo lakini inawezekana, lakini watu hawa hawawezi kuwa na shida za mapafu…

Skrini ya kwanza inatoa FEV1 na FEVC. Skrini inayofuata ya data inatoa Muda wa pigo, FEV1 / FEVC uwiano na MaxFlow katika Lit / Sec. Niliitolea nje na skrini mbili zinazoonyesha Vol kwa wakati na Lit / sec kwa muda. Piga hucheka FEV1 na FEVC na urefu wa mita za kuchapisha na FEV1 / FEVC. Lakini kwa wale mnaofahamu Blynk mnajua unaweza kufanya hivi kwa njia yoyote ile unayotaka kwenye programu ya simu na kupakua data kwenye barua pepe yako kwa kugusa.

Vifungo upande wa chombo vimevunjwa ikiwa unataka kuzipanga kwa kuamsha mashine kwa pumzi au kutofautisha pato la skrini au kubadilisha unganisho la Blynk ikiwa unataka kuitumia nje ya mkondo. Vifungo huvuta pini 0 na 35 chini kwa hivyo andika hii kwenye programu. COVID imedaiwa kuwaacha wengi na shida za mapafu na kifaa hiki kinaweza kusaidia katika nchi hizo ambazo ufikiaji wa vifaa vya gharama kubwa vya matibabu unaweza kuwa mdogo. Unaweza kuchapisha na kukusanya hii kwa masaa kadhaa na uchapishe sehemu zilizochafuliwa salama za kifaa bure.

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Powered Battery