Ventilatore economico fai-da-te ESP32: 4 passaggi

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

Ciao a tutti!

Come tutti sappiamo, il COVID19 è l'unico argomento in questi giorni. Qui in Spagna la malattia colpisce molto duramente. Nonostante sembri che lentamente la situazione si stia controllando, la mancanza di respiratori negli ospedali è un problema davvero serio. Approfittando quindi del tempo che il confinamento ci concede, ho deciso di sviluppare un mio modello (SOLO COME ESERCIZIO SPERIMENTALE).

Forniture

Ecco la distinta base

Pannello DM spessore 10 mm ---------------------------------------------- -7€

Pannello in metacrilato spessore 5mm------------------------------------12€

AMBU------------------------------------------------- -------------------------17€

Motori NEMA17 (2uds.)--------------------------------------------- ------12€

Scheda DISPLAY TTGO-T----------------------------------------------------------- ------6€

Driver DVR8825(2uds.)-------------------------------------------- --------2€

Cuscinetto lineare 8mm (4uds)---------------------------------------------------------- ----6€

Guida stampante 3D 8mm de 400mm(2 uds)-------------------------------------------10€

DC-DC stepdown -------------------------------- -------------1€

Alimentazione 12v 3A---------------------------------------------- --------13€

Piccolo materiale elettrico, resistenze, condensatori 100mf, fili)-----8€

TOTALE _93€

Tutti i materiali sono abbastanza convenienti e vengono acquistati nei negozi di ferramenta locali e nei negozi online (Amazon, Ali-Express).

Passaggio 1: il software

Per questo progetto ho utilizzato questi tre programmi. AutoCAD per disegnare in 3d, è il programma con cui ho più familiarità anche se puoi sceglierne un altro.

Ho selezionato Arduino IDE per programmare la scheda ESP32. Qui ci sono anche diverse opzioni, come micropython.

Slic3r è stato utilizzato come laminatore per parti stampate in 3D.

Condivido questi due file: file cad e sketch arduino.

Passaggio 2: il processo

Quando ho capito che c'era un problema dovuto alla mancanza di ventilatori negli ospedali, ho anche visto come la comunità dei maker in Spagna ha iniziato a lavorare e sono nati diversi progetti di respiratori.

Personalmente non mi sono fatto coinvolgere in nessuno di questi perché ci sono persone molto più qualificate e la mia prima idea è stata quella di provare a realizzare uno di quei progetti, ma per mancanza di materiali ho provato a farne uno con le cose che avevo a disposizione.

Il design del dispositivo è ispirato a una stampante 3d e tutti i pezzi sono inclusi nel file cad. Le parti principali sono realizzate in DM e incollate tra loro. Le staffe, i tensori e la pala sono stampati in PLA

Ho pensato che un motore passo-passo potesse essere una buona opzione per la sua precisione. Così ho disegnato il tavolo mobile, il supporto e ho aggiunto la pala che spinge l'AMBU (maker community design). I primi test sono stati con un motore, perché non avevo ancora l'AMBU. Sulla base di un esempio, stavo costruendo il codice e aggiungendo funzionalità:

Un sensore di temperatura e un buzzer per configurare un allarme di temperatura eccessiva sul motore.

Due potenziometri per regolare la velocità e il volume d'aria spinta.

Due sensori di hall per avere un miglior controllo della posizione dell'attuatore.

Il primo problema è apparso quando è arrivata l'AMBU e mi sono reso conto che il motore non aveva abbastanza potenza.

Stavo cercando diverse opzioni come servi a 360º o motori DC con riduzioni ed entrambi potevano servire ma non erano disponibili.

Poi qualcuno mi ha detto di usare due motori, così invece di aspettare ho iniziato a lavorare con i materiali che avevo. Dopo aver apportato alcune modifiche ho iniziato a codificare.

Passaggio 3: il codice

Volevo chiederti di non aver paura se vedi molti errori nel codice, ho appena appreso quello che so cercando sul web.

È stato molto difficile e sarebbe impossibile per me senza le librerie ei tutorial. Sono anche disponibile ad ascoltare eventuali suggerimenti, miglioramenti o commenti costruttivi.

Ho scritto alcune note nel codice nel caso qualcuno volesse seguirlo, prenderlo come punto di partenza o migliorarlo.

Fondamentalmente ciò che fa lo schizzo è azionare il motore nel modo seguente;

-Ritorno a casa segnalato dal sensore hall

-Avanzare nella posizione desiderata controllando sia il volume che la velocità.

Altre funzionalità aggiunte sono lo schermo tft per visualizzare i dati, un sensore di temperatura per monitorare la temperatura del motore e un cicalino come allarme.

Ho un'altra versione del codice da monitorare tramite mqtt tramite l'applicazione Blynk, Ho avuto problemi nell'implementare questo codice con i potenziometri, quindi il volume dell'aria e i valori di velocità possono essere modificati tramite l'applicazione. Ho anche implementato un allarme che invia un'e-mail se il dispositivo si guasta e non passa attraverso i sensori di hall. Il TTGO-DISPLAY è facilmente alimentato da una batteria 18650 come sistema di emergenza che potrebbe inviare l'allarme in caso di interruzione dell'alimentazione generale.

Fase 4: CONCLUSIONE

Questo è un progetto che ho fatto sperimentalmente e lo userei solo se fosse la mia ultima possibilità.

E solo con motori più potenti e affidabili.

Qui in Spagna sembra che si stiano coprendo le esigenze dei respiratori ma se in altri paesi il COVID19 si estende come qui, avranno bisogno di molti ventilatori e sono dispositivi molto costosi.

Se qualcuno può usare il mio progetto come punto di partenza o ispirazione sarei estremamente felice.

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