Diseño Ventilador Mecánico: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Introduzione

Este proyecto busca crear un circuito neumático, electrónico y eléctrico, para la construcción de un prototipo de Ventilador Mecánico encargado de prestar soporte vital a personas con problemas procuras. Con l'obiettivo di creare un meccanismo più robusto, propone una serie di sensori e attuatori sensori di analisi del ritmo. Con esto en mente, mira los siguientes parámetros: Porcentaje de oxígeno y aire (Blender), control de presión y flujo, análisis de volumen, análisis exhalatorio, humedad del gas y visualización de gráficos del proceso. Todo esto regido por las directrices establecidas por la OMS (Organización Mundial de la Salud) expuestas el 2 de marzo de 2020

Collegamento scaricabile: https://www.mediafire.com/file/3jvqzmoegv177sn/Vent …

Realizare un código base y lo subiré en los próximos días

Los archivos neumáticos y electrónicos están disponibles para su descarga, si encontramos algún error o algún comentario adicional agradecería el comentario, de esta manera llegar a tener un proyecto más completo.

Sin mas que decir empecemos ….

Fase 1: Concepto De Ventilador Mecánico

definizione

La VM es un procedimiento de respiración artificial que sustituye o ayuda a la función ventilatoria de los músculos inspiratorios. No es una terapia, es una intervención de apoyo, una prótesis externa y temporal que ventila al paciente mientras se corrige el problema que provoca su instauración.

Obiettivi

fisiologico

• Proporcionar una ventilazione alveolare adeguata. • Mejorar la ossigenación arteriosa.

• Abrir e distende la via aerea e unidades alveolares. • Aumentare la capacità residua funzionale, impidiendo el colapso alveolare y el cierre de la vía aérea al final de la espiración.

• Scarica i ventilatori muscolari.

Cliniche

Revertir la ipossiemia.

• Corregir l'acidosi respiratoria.

• Aliviar la disnea el sufrimientoy.

• Prevenire o risolvere le atelettasie.

• Revertir la fatiga de los músculos.

• Permitir la sedación y el bloqueo neuromuscular.

• Diminuire il consumo di O2 sistémico o miocardico.

• Riduci la pressione intracranica.

• Stabilizzare la pared torácica.

Fonte:

Fase 2: Diferencia De Ventiladores

En el mercado se encuentra una gran variead de ventiladores. En este caso especificaremos dos, los Ambu y los Ventiladores Mecánicos (El que se desea realizar)

El resucitador ambu es un dispositivo que proporciona soporte vital al paciente por medio de una bomba o balón autohinchable cumpliendo la función de tomar aire del external y bombearlo al sistema del paciente mediante la compressione del balón y gracias a una válvula anti re evitatorno o discrecional que el aire exhalado del paciente retorne al balón, este sistema también puede replicar de manera automatizada, sin embargo es un sistema controlador, es decir da un soporte ventilador completo, suple la funzione respiratoria del paciente en su, en tratamientos completo largos sistema puede afectar el sistema depende del paciente generando del respirador.

El ventilador mecánico, es un sistema automatizzato para soporte vital, se caracteriza por tener sensori de presi y flujo, especificación de análisis el comportamiento del sistema del paciente y del sistema interno de la máquina, licuadora (unión de oxígeno y aire), interfaz gráfica, control de volumen y presión programable. La principale ventaja de utilizar un Ventilador Mecánico es la capacità di realizare diversi sistemi di controllo: controlado, controlado asistido, con relación IE invertida, diferencial o pulmonar independiente, ecc. Gracias a esto se realiza un soporte adecuado al paciente minimizando a los problemas corto mediano y largo plazo. El design presentado cumple con las especificaciones sugeridas por la OMS (Organización Mundial de la Salud) descritti nell'immagine.

Informazioni generali:

especialidades.sld.cu/enfermeriaintensiva / …

www.paho.org/es/documentos/specificacione …

Passaggio 3: Sistema Neumático- Blender

Licuadora

Es el encargado de unir el aire y el oxigeno en porcentajes específicos, para esto se hace un análisis por medio de sensors y manualmente se controla el porcentaje por medio de las válvulas Puesto que el mezclador es un equipo costo se q constante el siguiente sistema Delaware:

Válvulas estranguladores: Son las encargadas de determinar la cantidad de flujo que pasa de oxigeno y de aire por el sistema y controlar el porcentaje de cada una de las mismas

Sensors de presión y flujo: Son los encargados de análisis el porcentaje de flujo y presión (la referencia del sensor especificada contemplar las presiones modificadas en hospitales para dichos gass) y mostrarlo en forma de porcentaje en el hmi o interfaz gráfica mientras se controla manualmente por el funcionario de salud

Valvulas anti retorno: Encargadas de evitar que los gas choquen y el retorno de los mismos

Acumulatore: Cumple la función de retención de los gas unidos hasta que requiere el paciente

Fase 4: Sistema Neumático-Humidificador

Umidificatore

Cumple la función de aportar humedad a los gas reduciendo el riesgo de que se multipliquen los microorganismos causantes de múltiples infecciones respiratorios, y facilita l'inalación del paciente.

Partes de humidificador (no descritas en el plano porque se encuentra comercialmente con facilidad)

• Resistencia: Encargada de evaporar agua estéril
• Destinatario: Recipiente metálico capaz de trasmettitore el calor de la resistencia
• Motore: Desplaza el vapor
• Intercambiador: Combina el vapor y el gas

Unidad de mantenimiento: Control de presión que llega al paciente

Llaves de paso: Encargadas de determinar si la línea principal pasa por el Humudificador o directo a vía principal

Passaggio 5: Sistema Neumático-Control

Controllo

Específicamente para el control de los ventiladores mecánicos se utiliza una válvula proporcional o una válvula servontrolada para determinar el flujo del gas, sin embargo puesto que estas válvulas no son de fácil acceso y tienen un costo elevaorado, seá la lang proponedas utilización de a vácol proponedas utilización de a válvulas un motore paso a paso.

Válvulas estranguladoras: Permiten el paso regulado de flujo de aire manualmente por tornillo

Motor nema 17: Motor paso a paso de 200 pasos 1, 8 grados / paso con una velocidad recomendada de 1ms por paso (se especifica el circuito en la parte electrónica)

Acople rígido: encargado de unir la válvula estranguladora con el motor paso a paso

En la imagen se puede observar el método de conexión entre los tres componentes identificatodos y el símbolo en el circuito neumatico

Passaggio 6: Sistema Neumático- Ventilador Paciente

Ventilatore paciente

Esta propuesta es muy variabile, puede cambiar la mayoría de Electro válvulas 2/2 por otras válvulas como 3/2 o de escape rápido. Esta es mi propuesta

Linea Principal

• Sensors de presión y flujo en la parte izquierda: encargados de analizar la presión (en este caso tiene un rango acorde a lo especificado por la OMS) y volumen del gas que ingresa al paciente,
• Sensors de presión y flujo de la derecha: se encargan de analizar la respiración del paciente, el sensor de presión de este punto analiza las presiones negatives para hacer análisis de la exhalación (todas las referencias están expuestas en cada uno de los planos)
• Electro válvula 2/2: permite el paso del gas, activar / deactivar, colocar el control de la presión y el volumen previamente configurado
• Válvulas anti retorno: evita que retorne el gas y permite en la exhalación analizar pressionis negatives

Líneas anexas a la principal

• Electro válvula 2/2 superior: permite que el paciente respire directamente del ambiente, esta puede ser remplazada con diversas válvulas, esta es una de las opciones
• Electro válvula 2/2 lower: Se utiliza para disminuir la presión en caso de ser muy alta y del sistema de seguridad, al igual q la anterior se puede reemplazar por diversas válvulas

Linea di espirazione (linea que va desde los pulmones hacia abajo)

• Válvula anti retorno: permite que en la inhalación no pase aire ambiente
• Electro válvula 2/2: permite el escape de aire

Los filtris utilizados en todo el circuito son para limpieza del gas

Fase 7: Electrónica- Eléctrica

Elettronica elettrica

El funcionamiento del sistema consta de 5 partis: controlador, potencia, adquisición de datos, hmi (interfaz usuario maquina) e control. Archivio elenco para scarica in PDF

controllore

ESP32: Verifique la utilización de esta plataforma por su velocidad de procesamiento, su capacidad para interrupciones físicas y de tiempo, su bajo costo, facilidad de programación, opciones de comunicación inalambrica, número de pinos, y fácil adquisición

Acquisizione dei dati

• Sensori di pressione: Tutti i tre referencias de sensori, son diferenciales, en todos los cases se tratan el diferencial con rispetto al ambiente, su conexión es sencilla 5V, GND, y Salida de señal, como se especifica en el circuito
• ADS1115: Questo convertitore analogico digitale di 16 bit (in realtà è di 15) con una risoluzione di 0,15 mV, da 0V a 5V dc, è possibile leggere il segnale dei sensori di pressione sin dalla necessità di un amplificatore operativo, este tiene una comunicazione di I2C
• Sensors de flujo: Los sensori vistos en el esquemático funcionan con pulsos, estos pulsos (1 giro) se deben analizar con un temporizador, relacionando la cantidad de giros con rispetto al tiempo. sin embargo aconsejo cambiarlos por un sensor de hilo caliente, para mejor precisión y mejor higiene a la hora de limpiar y hacer mantenimiento al equipo
• TXS0108: Convertitore di livello logico se utile per convertire la comunicazione Serie e I2C da 5V a 3.3V e viceversa

potenza

Se realiza dos etapas de potencia tomando en cuenta el tipo de solenoide ya sea AC o DC segun lo requerido el fabricante

California

• SSR40D: Es un rele de stado solido, se caracteriza por tener una larga vida útil, y una buena resistencia a las altas frecuencias de conmutación
• Solenoide AC: es el encargado de hacer conmutar la válvula, en este caso se energiza a 110V AC

corriente continua

• IRF520N: Es un Mosfet de potencia, utilizado per la commutazione del solenoide da 24V, se acciona desde 3.3V
• Solenoide DC: es el encargado de hacer conmutar la válvula, en este caso se energiza a 24V DC

HMI

• Pantalla NEXTION: es una pantalla táctil capaz de mostrar gráficas en tiempo real, se comunica por serie y tiene una gran facilidad de programación gracias a tener su propia interfaz para la misma
• Codificador: Se utiliza para determinar en el menú mostrado en la pantalla la opción requerida, esto con el fin de dar más vida útil a la pantalla
• Pulsador: Son los encargados realizan la opción de retorno y paro de emergencia del equipo.

Controllo

• Motor nema 17: Es un motor paso a paso con 200 pasos por vuelta, encargado de mover la válvula estranguladora, según requisitos de la persona encargada
• Driver A4988: Es el encargado de la potencia del motor y el control, este se maneja con dos pines dir (direccion) step (paso)

Fuente

Se aconseja utilizar una fuente de computador puesto que contiene tutti i voltaggi richiesti per il circuito

Los archivos neumáticos y electrónicos los pueden descargar directamente por esta plataforma de forma directa

Enlace de scarga:

www.mediafire.com/file/3jvqzmoegv177sn/Ventilador_Mec%25C3%25A1nico.rar/file