Chanjo inayodhibitiwa na Joto na Baridi ya Insulini: Hatua 9 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Kuweka baridi huokoa maisha

Katika ulimwengu unaoendelea, chanjo ni mstari wa mbele wa kinga dhidi ya magonjwa hatari kama Ebola, Influenza, Cholera, Kifua Kikuu na Dengue kutaja chache. Chanjo ya kusafirisha na vifaa vingine vya kuokoa maisha kama insulini na damu huhitaji udhibiti wa joto kwa uangalifu.

Usafirishaji wa ulimwengu wa kwanza huwa unavunjika wakati vifaa vinasafirishwa kwenda katika mikoa yenye rasilimali chache. Kliniki nyingi za matibabu za vijijini hazina fedha au nguvu kwa mifumo ya kawaida ya majokofu.

Insulini, damu ya binadamu, na chanjo nyingi za kawaida lazima ziwekwe katika kiwango cha joto cha 2-8 ˚C. Uwanjani, hii inaweza kuwa ngumu kuitunza kwa sababu jokofu ya umeme inahitaji nguvu nyingi, na baridi ya barafu isiyo na nguvu haina udhibiti wa thermostat.

Arduino kuwaokoa

Mradi huu unachanganya nguvu ya baridi ya barafu kavu (dioksidi kaboni dhabiti) na usahihi wa udhibiti wa joto la dijiti. Inapotumiwa yenyewe, barafu kavu huwa baridi sana kusafirisha chanjo, insulini au damu kwa sababu inaweza kusababisha kufungia. Ubora wa mradi huu hutatua shida ya kufungia kwa kuweka barafu kavu kwenye chumba tofauti chini ya baridi ya mizigo. Shabiki wa PC asiye na brashi hutumiwa kusambaza dozi ndogo za hewa yenye baridi kali kupitia sehemu ya shehena kama inahitajika. Shabiki huyu anadhibitiwa na dhibiti dhabiti wa Arduino, anayeendesha kitanzi cha kudhibiti joto (PID). Kwa sababu mfumo wa Arduino unatumia nguvu ndogo sana ya umeme, mfumo huu unaweza kuwa wa rununu kama kifua cha barafu, lakini inadhibitiwa na joto kama jokofu la kuziba.

Je! Mradi huu ni wa nani?

Ni matumaini yangu kwamba, kwa kuufanya mfumo huu kuwa chanzo wazi na wazi, utahamasisha wahandisi wa kibinadamu na wafanyikazi wa misaada kutafuta njia za kutengeneza teknolojia muhimu karibu na mahali pa hitaji.

Mradi huu umeundwa kujengwa na wanafunzi, wahandisi, na wafanyikazi wa misaada katika au karibu na maeneo yanayokabiliwa na changamoto za kibinadamu. Vifaa, sehemu, na vifaa kwa ujumla hupatikana katika miji mingi ya ulimwengu hata katika nchi masikini zaidi. Kwa kufanya mipango ipatikane bure kupitia Maagizo, tunapeana teknolojia kwa kubadilika kulingana na gharama na kutoweka. Utengenezaji uliogawanywa wa baridi hizi za barafu za arduino inaweza kuwa katika chaguo muhimu na uwezo wa kuokoa maisha.

Imemaliza uainishaji wa baridi:

• Kiasi cha shehena: kiwango cha juu cha galoni 6.6 (25L), ilipendekeza galoni 5 (19L) na chupa za bafa.
• Vipimo vya kiwango cha juu cha mizigo: = ~ 14 katika x 14 katika x 8 katika (35.6 cm x 35.6 x 20.3 cm)

Uwezo wa kupoza: Inadumisha 5 ° C kwa siku 10-7 katika mazingira ya mazingira ya 20-30 ° C mtawaliwa

Chanzo cha nguvu: barafu kavu na mafuriko ya volt 12 ya betri ya seli ya baharini

Zaidi ya vipimo vyote: 24in x 24 kwa x 32 kwa urefu (61 cm x 61 cm x 66.6 cm mrefu)

Juu ya uzito wote: 33.3 lb (15.1 Kg) tupu bila barafu / 63 lb (28.6kg) na barafu kamili na mizigo

Udhibiti wa joto: Udhibiti wa PID unashikilia 5 ° C + -0.5 ° C

Vifaa: daraja la ujenzi povu la seli iliyofungwa na vifaa vya ujenzi na koti ya kutafakari ya IR

Hatua ya 1: Sanidi Mradi

Nafasi ya kazi:

Mradi huu unahitaji kukata na kushikamana kwa insulation ya povu ya styrene. Hii inaweza kutoa vumbi, haswa ikiwa unachagua kutumia msumeno badala ya kisu. Hakikisha kutumia mask ya vumbi. Pia, ni muhimu sana kuwa na duka-duka mkononi kusafisha vumbi unapoenda

Wambiso wa ujenzi unaweza kutoa mafusho yanayokera wakati wa kukausha. Hakikisha kukamilisha hatua za gluing na caulking katika eneo lenye hewa ya kutosha

Kukusanya vifaa vya kuongeza vya arduino inahitaji matumizi ya chuma cha kutengeneza. Tumia solder isiyo na risasi inapowezekana, na hakikisha unafanya kazi katika nafasi yenye taa nzuri, yenye hewa ya kutosha

Zana zote:

• Mviringo iliona au ilifunga kisu
• Kuchimba visivyo na waya na shimo la kuona la inchi 1.75
• Chuma cha kulehemu & solder
• Nyepesi au bunduki ya joto
• 4-mguu moja kwa moja makali
• Alama ya mkali
• Kamba za Ratchet
• Kipimo cha mkanda
• Mtoaji wa bomba la kutuliza
• Waya cutter / Strippers
• Screwdrivers kubwa na ndogo phillips & kawaida

Vifaa vyote:

Vifaa vya umeme

• Punguza Tubing 1/8 na 1/4 inchi
• Vichwa vya pini ya bodi ya mzunguko (soketi za kike na pini za kiume)
• Sanduku la umeme la ABS lenye kifuniko wazi, saizi 7.9 "x4.7" x2.94 "(200mmx120mmx75mm)
• Rejareja inayoweza kubadilishwa ya betri ya asidi inayoongoza, 12V 20AH. NPP HR1280W au sawa.
• Bodi ya microcontroller ya Arduino Uno R3 au sawa
• Bodi ya mfano ya Arduino inayoweza kubaki: Alloet mini boardboard mfano ngao V.5 au sawa.
• Moduli ya dereva wa MOSFET IRF520 au sawa
• Sensa ya joto ya dijiti DFRobot DS18B20 katika kifurushi cha waya kisicho na maji
• Shabiki wa baridi isiyo na brashi ya 12V PC: 40mm x 10mm 12V 0.12A
• Msomaji wa kadi ndogo ya SD SD: Adafruit ADA254
• Saa ya wakati halisi: DIYmore DS3231, kulingana na DS1307 RTC
• Betri kwa saa ya wakati halisi: Kiini cha sarafu cha LIR2032)
• 4.7 K-ohm kupinga
• Vipimo 26 vya waya zilizopigwa kwa waya (Nyekundu, Nyeusi, Njano)
• Urefu wa waya wa conductor 2 (3 ft au 1m) 12 gauge strand (betri ndoano waya)
• Mmiliki wa fyuzi ya blade ya magari na fuse ya 3 amp blade (kwa matumizi na betri)
• Kebo ya printa ya USB (andika kiume hadi b kiume)
• Nati ya waya (kupima 12)

Tapes & Adhesives Supplies

• Kanda ya matumizi ya kujitoa kwa hali ya juu 2 inchi pana x 50 ft roll (Kanda ya Gorilla au sawa)
• Caulk ya silicone, bomba moja
• Wambiso wa ujenzi, zilizopo 2. (Misumari ya Kioevu au sawa)
• Mkanda wa tanuru ya Aluminium, 2 inch pana x 50 ft roll.
• Vipande vya kushikamana vya kujifunga na kitanzi (1 inchi pana x inchi 12 jumla inahitajika)

Vifaa vya ujenzi

• 2 x 4 mguu x 8 mguu x 2 inch nene (1200 mm x 2400 mm x 150 mm) karatasi za kuzuia povu
• 2 ft x 25 ft roll ya insulation mbili ya kutafakari ya tanuru ya hewa, Bubble ya fedha.
• Mabomba 2 x mafupi ya PVC, kipenyo cha ndani 1 1/2 inchi x Sch 40. kata kwa urefu wa inchi 13.

Vifaa maalum

• Kipima joto cha chanjo: 'Thomas Inayofuatiliwa Friji / Jokofu la Joto La Kuongeza Pamoja na Uchunguzi wa Chupa ya Chanjo' na cheti cha ufuatiliaji kinachofuatiliwa au sawa.
• 2 x Chupa za shina la maua kwa kugandisha kioevu uchunguzi wa joto wa maji wa DS18B20.

Hatua ya 2: Kata Sehemu za Povu

Chapisha muundo uliokatwa, ambao unaonyesha mistatili kadhaa ya kukatwa kutoka kwa shuka mbili za 4 ft x 8 ft x 2 kwa (1200 mm x 2400 mm x 150 mm) ya insulation kali ya seli ya povu iliyofungwa.

Tumia makali na alama moja kwa moja kuteka kwa uangalifu mistari ya kukata karatasi za povu. Povu inaweza kukatwa kwa kuifunga kwa kisu cha matumizi, lakini ni rahisi kutumia msumeno wa mviringo kufanya kazi hiyo. Kukata povu na msumeno, hata hivyo, hutoa vumbi ambalo halipaswi kuvuta pumzi. Tahadhari muhimu zinapaswa kufuatwa:

• Vaa kinyago cha vumbi.
• Tumia bomba la utupu lililoshikamana na msumeno kwa ukusanyaji wa vumbi.
• Fanya kukata nje ikiwa inawezekana.

Hatua ya 3: Unganisha Baridi Kutoka kwa Karatasi za Povu

Slides zilizojumuishwa zinaelezea jinsi ya kukusanyika baridi kabisa kutoka kwa karatasi za povu na insulation ya Bubble ya fedha. Ni muhimu kuruhusu wambiso wa ujenzi ukauke kati ya hatua kadhaa tofauti, kwa hivyo unapaswa kupanga kutumia siku 3 au zaidi kumaliza hatua hizi zote.

Hatua ya 4: Unganisha Mfumo wa Mdhibiti

Picha zifuatazo zinaonyesha jinsi ya kukusanya vifaa vya elektroniki kwenye bodi ya mfano kuunda mfumo wa kudhibiti joto kwa baridi. Picha ya mwisho iliyojumuishwa ni mfumo kamili wa mfumo wa kumbukumbu yako.

Hatua ya 5: Usanidi wa Programu na Upimaji

Kwanza jaribu mchoro huu wa usanidi

Mchoro wa kuanzisha hufanya mambo mawili. Kwanza, inakuwezesha kuweka wakati na tarehe katika Saa Saa Saa (RTC). Pili, inajaribu vifaa vyote vya pembeni vya mdhibiti wa baridi na inakupa ripoti kidogo kupitia mfuatiliaji wa serial.

Pakua mchoro wa usanidi wa sasa zaidi hapa: CoolerSetupSketch kutoka GitHub

Fungua mchoro katika Arduino IDE. Nenda chini kwenye kizuizi cha nambari iliyotolewa maoni kama "Weka Saa na Tarehe Hapa." Jaza wakati na tarehe ya sasa. Sasa, angalia mara mbili kuwa vifaa vya ufuatao vimewekwa tayari na tayari kabla ya kupakia mchoro (tazama picha ya umeme iliyojumuishwa):

• Jaribio la Joto limechomekwa kwenye moja ya soketi 3 za kichwa
• Kadi ndogo ya SD imeingizwa kwenye moduli ya msomaji
• Betri ya sarafu ya sarafu imeingizwa kwenye moduli ya saa halisi (RTC)
• Funga waya zilizounganishwa na shabiki wa PC
• Fuse katika mmiliki wa fuse ya waya ya betri.
• Arduino imeunganishwa na betri (ikiwa ni HAKIKA kuwa haina waya nyuma! + Kwa VIN, - kwa GND!)

Katika IDE ya Arduino, Chagua Arduino UNO kutoka kwenye orodha ya bodi, na upakie. Mara baada ya kupakia kukamilika, kutoka kwenye menyu kunjuzi juu, chagua Zana / Ufuatiliaji wa Miale. Hii inapaswa kuonyesha ripoti ndogo ya mfumo. Kwa kweli, inapaswa kusoma kitu kama hiki:

Mchoro wa Kuweka Baridi - toleo la 190504 KIWANGO CHA Mtihani wa MFUMO ---------------------- KUPIMA SAA YA WAKATI WA HALISI: saa [20:38] tarehe [1/6/2019] JARIBU LA KUJARIBU. SENSOR: 22.25 C KUPIMA KADI YA SD: init imefanywa Kuandika kwa dataLog.txt… dataLog.txt: Ikiwa unaweza kusoma hii, basi Kadi yako ya SD inafanya kazi! SHABIKI WA KUJARIBU: Je! Shabiki anaendelea na kuzima? Mwisho wa Mtihani wa Mfumo ----------------------

Shida-risasi mfumo

Kawaida kwangu, mambo hayaendi kama vile ilivyopangwa. Mfumo mwingine labda haukufanya kazi sawa. Mchoro wa kuanzisha utatupa kidokezo - saa? Kadi ya SD? Shida za kawaida na mradi wowote wa kudhibiti ndogo ndogo kawaida zinahusiana na moja ya haya:

• umesahau kuweka fuse kwenye waya ya betri, kwa hivyo hakuna nguvu
• umesahau kuweka kadi ndogo ya SD katika msomaji, kwa hivyo mfumo unaning'inia
• umesahau kuweka betri katika saa halisi (RTC) kwa hivyo mfumo unaning'inia
• sensorer zilizounganishwa zimefunguliwa, zimekatika, au zimeunganishwa kwa nyuma
• waya wa vifaa huachwa bila kukatika, au kushikamana na pini (s) zisizofaa za Arduino
• kipengee kibaya kimechomekwa kwenye pini zisizofaa au kimetiwa waya nyuma
• kuna waya iliyoambatanishwa vibaya ambayo inapunguza kila kitu nje

Sakinisha mchoro wa mtawala

Mara tu unapokuwa na jaribio la mafanikio na CoolerSetupSketch, ni wakati wa kusanikisha mchoro kamili wa mtawala.

Pakua mchoro wa sasa wa mtawala hapa: CoolerControllerSketch

Unganisha Arduino kwenye kompyuta yako na kebo ya USB na upakie mchoro na IDE ya Arduino. Sasa uko tayari kusanikisha mfumo mzima kwa mwili wa baridi.

Hatua ya 6: Sakinisha Mfumo wa Arduino

Hatua zifuatazo zinaweza kutibiwa kama orodha ya kukagua au kusanikisha umeme wote. Kwa hatua zifuatazo, rejelea picha zilizojumuishwa za mradi uliomalizika. Picha husaidia!

1. Ambatisha jozi ya waya za shabiki kwenye moduli ya Arduino UNO.
2. Ambatisha jozi ya nyaya za umeme za volt 12 kwa moduli ya Arduino UNO.
3. Ambatisha sensorer ya joto ya DS18B20 kwenye moduli ya Arduino UNO. Ingiza tu sensorer kwenye moja ya tundu (s) 3-siri ambazo tumeweka kwenye bodi ya mfano. Zingatia rangi za waya, nyekundu inaenda chanya, nyeusi hadi hasi, na manjano au nyeupe huenda kwenye pini ya data ya 3.
4. Chomeka kebo ya printa ya USB kwenye kiunganishi cha USB cha Arduino.
5. Tumia msumeno wa 1.75 "kuchimba shimo kubwa pande zote chini ya sanduku la umeme.
6. Ambatisha moduli ya Arduino UNO chini ya sanduku la vifaa vya elektroniki ukitumia vipande vya kufunga-na-kitanzi vya kujifunga.
7. Ambatanisha kipima joto cha chanjo iliyo chini ya upande wa chini wa kifuniko wazi cha sanduku na vipande vya kufunga-na-kitanzi. Unganisha waya yake ndogo ya uchunguzi wa chupa yenye kioevu.

8. Toa waya zifuatazo nje ya sanduku kupitia shimo la pande zote chini:

   • Waya 12-volt nguvu (12-18 gauge stranded shaba 2 kondakta spika waya)
   • Sensorer za joto la Arduino (DS18B20 na kiunganishi cha vichwa 3 vya kiume kwenye kila moja)
   • Kebo ya printa ya USB (Aina ya Kiume kwenda Aina ya Kiume)
   • Probe Thermometer probe (Pamoja na kipimo cha kupima joto)
   • Waya za shabiki (jozi iliyopotoka ya waya iliyofungwa ya gauge 26)
9. Fungua kifuniko cha baridi zaidi na utumie kisu au drill kubeba shimo la sentimita 2/4 kupitia kifuniko karibu na moja ya pembe za nyuma. (Tazama picha zilizojumuishwa) Chukua kifuniko cha kifuniko cha Bubble ya mylar.
10. Kulisha wote isipokuwa waya wa USB kutoka kwenye kisanduku cha kudhibiti chini kupitia kifuniko kutoka juu. Weka sanduku kwenye kifuniko na kebo ya USB ikining'inia ili iweze kupatikana baadaye. Salama sanduku na mkanda wa kujitoa kwa hali ya juu.
11. Parafua kifuniko wazi cha sanduku la elektroniki kwenye sanduku.
12. Unda upambaji wa ziada ya saruji ya Bubble ya mylar ya kufunika fedha kufunika sanduku na kuilinda kutoka kwa jua moja kwa moja. (Tazama picha zilizojumuishwa.)
13. Ndani ya baridi, weka betri 12 volt 20AH karibu na nyuma ya chumba. Betri itabaki ndani ya chumba kando ya shehena. Itafanya kazi vizuri hata kwa 5˚C, na itatumika kama bafa ya mafuta, sawa na chupa ya maji.
14. Ambatisha saruji zote mbili za joto (uchunguzi wa chupa ya kipima joto na uchunguzi wa Arduino) kwa msingi wa bomba la katikati kwa kutumia mkanda wa kushikamana sana.
15. Ndani ya baridi zaidi, tumia mkanda wa aluminium kushikamana na shabiki ili iwe chini kwenye bomba la kona. Unganisha waya zake kwa waya kutoka kwa mtawala. Shabiki anapiga bomba la kona, na baridi kali itashuka hadi kwenye chumba cha mizigo kutoka bomba la katikati.

Hatua ya 7: Kuanzisha Baridi na Operesheni

1. Fomati kadi ndogo ya SD - joto litaingia kwenye chip hii
2. Rejesha betri 12 za volt
3. Nunua barafu kavu ya lb 25 (11.34kg), kata kwa vipimo 8 kwa x 8 kwa x 5 kwa (20 cm x 20 cm x 13 cm).
4. Sakinisha kizuizi cha barafu kwa kuweka kwanza gorofa kwenye kitambaa kwenye meza. Telezesha mjengo wa fedha wa Mylar juu ya kizuizi ili uso wa chini tu uwe wazi. Sasa inua kizuizi kizima, pinduka ili barafu tupu liangalie juu, na uteleze kizuizi chote kwenye chumba cha barafu kavu chini ya sakafu baridi.
5. Badilisha sakafu ya baridi. Tumia mkanda wa aluminium kwa mkanda kuzunguka ukingo wa nje wa sakafu.
6. Weka betri ya volt 12 ndani ya mwili wa baridi. Unaweza kutaka kuilinda kwenye ukuta baridi na vipande vya mkanda wa wambiso wa hali ya juu.
7. Unganisha waya wa nguvu ya mtawala na betri.
8. Angalia kuona kuwa uchunguzi wa hali ya joto umepigwa vizuri.
9. Pakia chupa za maji ndani ya chumba cha mizigo ili kujaza karibu nafasi yote. Hizi zitapunguza joto.
10. Weka baridi mahali pengine nje ya jua moja kwa moja na ruhusu masaa 3-5 kwa joto kutulia kwa 5C.
11. Mara tu hali ya joto inapotulia, vitu nyeti vya joto vinaweza kuongezwa kwa kuondoa chupa za maji na kujaza ujazo huo na shehena.
12. Baridi hii na malipo safi ya barafu na nguvu itaendeleza 5C inayodhibitiwa hadi siku 10 bila nguvu yoyote ya ziada au barafu. Utendaji ni bora ikiwa baridi huhifadhiwa nje na jua moja kwa moja. Baridi inaweza kuhamishwa na inakabiliwa na mshtuko katika mambo mengi; inapaswa, hata hivyo, kuwekwa sawa. Ikiwa umebanwa, simama tena, hakuna ubaya uliofanywa.
13. Nguvu ya umeme iliyobaki kwenye betri inaweza kupimwa moja kwa moja na mita ndogo ya volt. Mfumo unahitaji kiwango cha chini cha volts 9 kufanya kazi vizuri.
14. Barafu iliyobaki inaweza kupimwa moja kwa moja na kipimo cha mkanda wa chuma kwa kupima shimo la bomba katikati hadi makali ya juu ya bomba la PVC. Tazama meza iliyoambatanishwa kwa vipimo vya kubaki na uzito wa barafu.
15. Takwimu za ukataji wa joto zinaweza kupakuliwa kwa kushikamana na waya ya USB kwenye kompyuta ndogo inayoendesha Arduino IDE. Unganisha, na ufungue Monitor Monitor. Arduino itaanza upya kiotomatiki na kusoma logi kamili kupitia mfuatiliaji wa serial. Baridi itaendelea kufanya kazi bila usumbufu.
16. Takwimu zinaweza kupakuliwa kutoka kwa Kadi ya MicroSD iliyofungwa, lakini mfumo lazima uwe chini chini kabla ya kuvuta chip kidogo!

Hatua ya 8: Vidokezo na Takwimu

Baridi hii iliundwa kuwa usawa mzuri wa saizi, uzito, uwezo, na wakati wa kupoza. Vipimo halisi vilivyoelezewa katika mipango vinaweza kuzingatiwa kama msingi wa msingi. Wanaweza kubadilishwa ili kukidhi mahitaji yako. Ikiwa, kwa mfano, unahitaji muda mrefu wa kupoza, chumba cha barafu kavu kinaweza kujengwa kwa ujazo mrefu kwa barafu zaidi. Vivyo hivyo, chumba cha mizigo kinaweza kujengwa kwa upana au mrefu. Uangalizi unapaswa kuchukuliwa ili kuthibitisha majaribio yoyote ya mabadiliko unayofanya, hata hivyo. Mabadiliko madogo yanaweza kuwa na athari kubwa kwa utendaji wa jumla wa mfumo.

Nyaraka zilizoambatanishwa ni pamoja na data ya majaribio iliyorekodiwa kupitia ukuzaji wa baridi. Imejumuishwa pia ni orodha kamili ya ununuzi wa vifaa vyote. Kwa kuongezea, nimeambatanisha matoleo ya kazi ya michoro ya Arduino, ingawa upakuaji wa GitHub hapo juu utakuwa wa sasa zaidi.

Hatua ya 9: Viunga kwa Rasilimali za Mtandaoni

Toleo la PDF la kitabu hiki cha maagizo linaweza kupakuliwa kwa ukamilifu, tazama faili iliyojumuishwa ya sehemu hii.

Tembelea hazina ya GitHub kwa mradi huu:

github.com/IdeaPropulsionSystems/VaccineCoolerProject

Tuzo ya pili katika Mashindano ya Arduino 2019