Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial Internet of Things >> Встроенный

Инженеры открытого кода проектируют дешевые вентиляторы для борьбы с COVID‑19

Вентиляторы поддерживают кислород в легких и удаляют углекислый газ, делая их незаменимыми для тяжелых случаев COVID‑19. Вирус повреждает реснички легких, вызывая накопление слизи и вторичные инфекции, препятствующие всасыванию кислорода. Поскольку больницы по всему миру сталкиваются с дефицитом вентиляторов, запущена глобальная волна производства — масок, респираторов, швабр, лекарств и вентиляторов. Вентиляторы обеспечивают дыхание; центральная проблема COVID‑19 — закупорка легких.

В ответ сообщество инженеров, клинистов и исследователей запустило совместную открытую инициативу по проектированию и производству вентиляторов. Используя 3D‑печать и другие методы быстрого производства, проект создает запасные части и оборудование по запросу.

Инженеры открытого кода проектируют дешевые вентиляторы для борьбы с COVID‑19Рисунок 1: Профессиональный вентилятор (Источник: Hamilton Medical)

Как работают вентиляторы?

Эти машины подают кислород и удаляют CO₂, закачивая воздух через трубку, вставленную в рот или нос пациента. Современные вентиляторы электронно управляются встроенными компьютерами и классифицируются как жизненно‑критические системы, требующие высочайших стандартов надежности.

Проекты

Множество низкобюджетных проектов вентиляторов — многие на GitHub — заполняют пробелы, когда больничных запасов недостаточно. Они могут поддерживать острые легкие кризисы, но напрямую влияют на медицинское состояние, поэтому обязателен профессиональный медицинский надзор. Неправильное использование, особенно при высоких давлениях, несет серьезные риски.

Дешевый open‑source вентилятор (PAPR)

Этот GitHub‑проект (Рисунок 2) предлагает скромный, доступный вентилятор, способный спасти жизнь при правильном применении. Дает программируемую дыхательную частоту 10–16 вдохов/мин и пиковое давление в дыхательных путях до 45 см H₂O; однако давления выше 20 см H₂O опасны. Устройство использует атмосферный воздух (21% O₂); более высокие концентрации требуют специализированного медоборудования. Проект открыт для улучшений, автор ищет партнеров для массового производства. Доступность компонентов может быть ограничена, дизайн намеренно минимален. Будущие итерации могут включать меры против распространения вируса. Устройство работает только в уже зараженных средах, где необходимо содержание капель. Управление — через Arduino; нужны защиты от отключений питания.

Инженеры открытого кода проектируют дешевые вентиляторы для борьбы с COVID‑19Рисунок 2: Проект вентилятора (Источник: GitHub)

Pandemic Ventilator

Доступен на Instructables, этот DIY вентилятор использует легко доступные компоненты (Рисунок 3). Предназначен как аварийное средство поддержки жизни. С больницами, не способными закупить достаточно вентиляторов, спрос, вероятно, превысит предложение. Дизайн прост, но включает современное электронное управление. Применяются дерево, скотч, полиэтиленовые пакеты, резьбовые трубки, соленоидные клапаны, магнитные выключатели и ПЛК. Проект постоянно дорабатывается по железу и софту. Четко указано: прототип экспериментален, не проходил тесты безопасности; использовать могут только сертифицированные клиницисты. Устройство состоит из деревянного мехового блока, клапанов, трубок, ПЛК, проводов, выключателей, БП, смонтированных на фанерной плате 18×21×0.5 дюйма. Требуются прямодействующие соленоидные клапаны и резьбовые фитинги с тефлоновой лентой. Мех сделан из большого пакета для морозилки, усилен фанерой и петлями (Рисунок 4). ПЛК — Direct Logic 06 DO‑06DR от Automation Direct — дешевый, гибкий блок с бесплатным ПО программирования. Другие ПЛК допустимы. 24‑В БП и вкл/выкл запускают систему. Ладдер‑программа работает так:

Схема подключения:

Инженеры открытого кода проектируют дешевые вентиляторы для борьбы с COVID‑19Рисунок 4: Детали конструкции Pandemic Ventilator (Источник: TEMPO.CO)

>>> Продолжение о дополнительных усилиях по проектированию вентиляторов в полной статье, изначально опубликованной на нашем партнерском сайте EEWeb.

Встроенный

  1. Synopsys представляет полный набор HBM3 IP для много-кристаллических систем, повышая пропускную способность до 921 ГБ…
  2. Ко-симуляция для дизайнов Zynq SoC: ускорение верификации Hardware–Software
  3. STMicroelectronics выпускает STM8L050: дешевый 8-битный МК с богатыми аналоговыми перифериями, DMA и EEPROM в корпусе SO-8
  4. Sensirion представляет датчик потока на стороне пациента для точного мониторинга вентиляторов
  5. Microchip запускает первый коммерческий eSPI-к-LPC мост для бесшовной интеграции наследия
  6. Nova Chemicals представляет структуры полиэтиленовой пленки с PCR для устойчивой упаковки
  7. Жизнь 2.0: Строим пандемийно-готовые умные города на уроках COVID-19
  8. Повысьте ROI маркетинга с точностью уровня агентства
  9. Ускорение производства вентиляторов: президент Каш Бехдинан о цифровом двойнике Pointfar Automation — Часть 2
  10. Поворот к вентиляторам: экспертное Q&A с президентом Pointfar Automation Кашем Бехдиналом (Часть 1)