COVID-19 Luftstromsensor Automotive Hack - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Dies ist ein sich schnell entwickelndes Projekt… dieser Sensor wurde aufgegeben, weil er keine Befestigungslöcher oder eine einfache Methode zum Abdichten gegen ein Rohr hat. Ein laufendes Luftstromsensor-Projekt ist hier: AFH55M12

Projektbeschreibung von Helpful Engineering

Die Absicht hier ist, ein Überwachungsgerät zu schaffen, das auf einem Luftmassenmesser basiert, das verwendet werden kann, wenn ein Beatmungsgerät in zwei oder mehr Patienten aufgeteilt wird. Dadurch kann das Personal in Extremsituationen, in denen die Anzahl der Beatmungsgeräte nicht ausreicht, um die Anzahl der Patienten zu bewältigen, einzelne Patienten überwachen und gleichzeitig von einem Gerät gesteuert werden. Die Anzeige sollte lokal auf dem Gerät sichtbar sein und möglicherweise müssen vom Personal Parameter eingegeben werden, um einen sicheren Betriebsbereich zu schaffen und möglicherweise Alarme auszulösen, wenn das System einen Parameter außerhalb des Bereichs misst.

Projektanforderungen

Dies ist eine kurze Studie zur Verwendung eines kostengünstigen Standard-Luftstromsensors für Kraftfahrzeuge.

Auslesen von einem Kfz-Luftmassenmesser mit einem microController 12bit ADC, 20ms Intervall

Schritt 1: Erster Test war nicht erfolgreich

Der anfängliche Messwert beim Ein- und Ausatmen in das 3-Zoll-Rohr war schlecht. Nur mittlere bis große Atemzüge würden Ausgaben an den ADC auslösen.

• 12 Bit ADC => 4096 - Nur große Atemzüge lösen…
• lesen ~200-350 ADC mit großer Breite

Schritt 2: Modifiziertes Rohr in einem Rohr

Rohrdurchmesser mit einer Papiertuchrolle auf 1,75 Zoll geändert

• Große Atemzüge ADC-Spitze 900, 0,725 Volt
• Mittlere Atemzüge haben ihren Höhepunkt bei ~600
• Kleinster Atemzug, den ich machen kann ~400 …..
• Riesige kräftige Atemzüge.. mir wird nach ein paar… schwindelig… steigt auf ~3000 (2,4 Volt)

Ich habe den Sensor mit geschätzten 430 ml für einen mittleren Atemzug kalibriert. Die Integration unter der Kurve für jeden Atemzug ergibt ein geschätztes Volumen.

Anmerkungen:

• Das Ausatmen ist laut, da der Sensor nicht dafür ausgelegt ist, in beide Richtungen zu arbeiten
• Das Einatmen erfolgt eigentlich in die entgegengesetzte Richtung wie der Pfeil auf dem Sensorkörper. Ich habe es in beide Richtungen ausprobiert und bei den Strömungsgeschwindigkeiten, die wir messen möchten, ist die Empfindlichkeit in die entgegengesetzte Richtung des beabsichtigten Luftstroms höher.
• Eine weitere Reduzierung des Röhrendurchmessers (von 1,75 Zoll auf ~ 1 Zoll) erhöht die Empfindlichkeit ohne wahrscheinlich Nachteile.
• In der obigen Grafik ist die Zeit zwischen dem Einatmen und dem Ausatmen ausgelassen (der ADC hat nur über einem Schwellenwert ausgelöst).
• 300-400 ml sind eigentlich sehr wenig Volumen! Das ist der gleiche Platz wie ein 1"-Rohr x 38" lang. Die durch den Sensor strömende Luft gelangt also je nach Sensorposition wahrscheinlich erst beim 2. Atemzug in die Lunge des Patienten.

• Bei Verwendung eines Schlauchs mit einem Durchmesser von 1 Zoll und normalem Einatmen von 500 ml ergibt sich eine durchschnittliche Luftgeschwindigkeit von 0,328 m/s

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

Schritt 3: Zusammenfassung der Ergebnisse

• Die Verwendung dieses Sensors oder eines ähnlichen Sensors und die Reduzierung des Rohrdurchmessers, um die erforderliche Empfindlichkeit zu erreichen, scheint vielversprechend.
• Benötigen Sie einen Luftstromsensor, um einen Luftstromsensor zu kalibrieren. Die Kalibrierung muss über niedrige, mittlere und hohe Luftmengen und möglicherweise für jeden einzelnen hergestellten Sensor erfolgen.
• Ich vermute, die Genauigkeit hängt von der Sensorauswahl, dem Rohrdurchmesser und der Platzierung im Rohr ab. Nach der Kalibrierung beträgt diese aktuelle Prüfvorrichtung (mit dem großen Körper mit 1,75 Zoll Durchmesser) wahrscheinlich +/- 40 ml.
• Wenn der Durchmesser des Rohres 1 Zoll oder größer bleibt, bleiben die Durchflussraten niedrig und ich vermute, dass die Einlass- und Austrittsbedingungen (größer als 2 Zoll) zum Sensor vernachlässigbar sind
• Hier ist ein US-Hersteller eines ähnlichen Sensors im PCB-Montagegehäuse Degree Controls, inc

Excel-Daten hier

Schritt 4: Sensordaten

• Hier vor Ort für 57 US-Dollar gekauft, Blue Streak #MF21041N
• Sensortyp: Hitzdraht-Anemometer (hier erraten) -
• Diesen MAF-Sensor finden Sie auch unter diesen Teilenummern OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• Auch auf aliexpress für ~ 22 $ [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinbelegung

Bei einigen Modellen sind die Pin-Nummern auf dem Gehäuse aufgedruckt

• Pin 1 Masse
• Pin-2-Signal
• Pin 3 Strom 7,5-12 Volt, 76mA

Schritt 5: Endgültiger Testaufbau

Die Einrichtung war ziemlich einfach. Pin 1 (Masse) und Pin 2 (Sensor) sind mit einem Mikrocontroller verbunden. Die Arduino-Skizze liest und druckt nur den Analog 0-Pin über seriell.