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VISP -通风机内联传感器组件

在一个便宜的I2C/SPI包中实现双向流量(体积)、压力和温度传感。

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1.1k 的观点
利用商品气压传感器结合一个小的3D打印内联耦合器监测气流。

其中三个大气压传感器提供的绝对压力值,通过使用环境中的第四个作为参考,转换为相对压力值。

一个传感器读取环境压力和室内温度。
两个传感器安装在S型皮托管中,用于双向容积/流量测量。
其余传感器提供相对压力和温度测量。

24位采样,分辨率高。
用于普通油管的22mm内嵌式连接器。
120赫兹更新频率
可选板载eeprom存储校准数据。
I2C版本3.3v或(可选)5v容错。
SPI版本正在制作中。

大约20美元,按数量计算是这个价格的一半。

董事会通过了审查,现在正在开会@oshpark被捏造的。

3D模型匹配的板子和打印是相当一致的。对于FFF来说,板的悬垂部分可能需要稍微缓和一点:在正常速度下,它可能会变得凌乱。使用SLA看起来很棒。

对于FFF,这是渲染出来使用0.4毫米喷嘴,0墙,全部加密,同心。这导致了一个更好的打印,然后打印机只跳转到中间的'中断'支持下皮托管。当我说渲染出来,我的意思是临界壁厚是一个精确的多喷嘴的大小。如果你想使用一个不同的喷嘴,最好是调整模型和再次渲染,以保持这一特点。

我们仍然可以根据我们得到的灵敏度调整皮托管的直径。

也有可能切换到文丘里,但我们必须有创意,然后才能得到流动方向的数据

部分是这里!

I2C版本的actives BOM:

  • 511 - m24c01 rmn6p eepm,可选的…也许
  • 262-BMP280传感器(需要4个),也可以使用BMP388为更好的分辨率,但没有湿度。
  • 584-LTC4316IMS#PBF Xlator(需要2台),一台可选,仅用于3.3v操作
  • 998-MIC5225-3.3YM5TR(需要1个),可选仅用于3.3v操作

子项目的#COSV - Cam开放源通风机

  • 我想这可能行得通。

    那Schwenke11小时前0评论

    @djeddleman用BMP180传感器用我们的老管子皮托管做了一些新的读数,这就是结果。

    我喜欢数据构成的漂亮线条。

    考虑到我们的BMP388传感器的灵敏度要高出10倍,我想我们可能还可以。

    还在等我们的登机通知@oshpark,但是他们应该在两天内到。我等不及了……

  • Github PCB文件

    那Schwenke17小时前0评论

    复制/粘贴的@Steven.Carr。这些都是正在进行的文件,所以不要转了1000个,然后期望什么都不会改变。:)

    文件了在Github上

    粘断是一个小的单面断接板,4个传感器在正确的位置,用于焊接线的SMD垫

    VISP-I2C-DUAL是一个带有4个传感器和6线接口的小板。2通道I2C和VCC+GND

    VISP-I2C-MUX是一个带有I2C总线多路复用器的4线I2C接口,用于在两组I2C传感器之间进行切换

    VISP-I2C-XLATE是我们的第一个设计。单一4线I2C接口与所有传感器可见在同一总线上

    VISP-SMART是一个未经审查的完整的3v3设计,带有一个atmega328板和有用的引脚带来的SMD焊垫的背面。

    VISP-SPI是一个到传感器的8线接口,使用3到8的解码器将A0:2转换为芯片选择(其中未选择地址000以便总线可以共享)。8根电线,因此RJ45插孔可用于核心控制器的连接)

  • Minty新鲜突破PCB!

    Steven.Carr2天前1评论

    尽管我从@oshpark订购了“超级斯威夫特”的公告板,但它们需要一段时间才能到达这里,我们现在有问题需要回答。

    我们选择的气压传感器的衬垫实在太小了,根本无法对其进行空气布线,至少在没有显微镜的情况下是这样。这些护垫使0402组件看起来很大。

    我要蚀刻一块木板。

    我有一些蓝色印刷- n -剥离PCB调色纸从一个项目,我做了大约10年前(可能更长)。还剩三张,我得让每一张都算数。

    尽管这些床单很旧,但它们还是像冠军一样工作!

    通常我会用一些盐酸和过氧化氢来混合一批氯化铜。问题是我的双氧水用完了。去商店。

    每一家商店,每一个架子,都是空的。任何与消毒无关的东西。一去不复返了。
    我住在新泽西州南部。在这里,像酒精、过氧化氢和卫生纸这样的东西现在似乎很难买到。

    我必须要有创造力。

    还有什么用过氧化物…染发剂……也许吧。牙齿美白!去口腔护理区,在货架上寻找一种似乎含有足量我的基本原料的产品。漱口水与牙齿美白有双氧水,得分!

    我不知道浓度是多少,所以我要把它放在这里。
    等量的漱口水和蒸馏过的醋,用一大撮盐调味。嗯。

    成功了,成功了!



    结果会有所不同,但这里是我的薄荷新鲜BMP断接板!

  • 剖视图

    gr52天前0评论

    我只是想分享一下Daren的设计剖面图。如果空气从左向右流动,那么流入左管的压力应该比流入右管的压力大。如果空气朝相反方向流动,反之亦然。我有一些刚到的差压传感器,所以我要试着看看它们有多灵敏,通过测试下面的想法。

  • 空速管测试

    那Schwenke3天前0评论

    我有一个理论,我们可能不经意地结合了孔板式拾音器和皮托管的效果。

    孔板式依靠节流来获得滞止压力,然后测量节流后的压降。

    我建立了一个快速版本来测试它。

  • 这可能很糟糕……

    那Schwenke3天前1评论

    @djeddleman在他的东西堆里有两个BMP180开发委员会。他很好心地把它们连接到我们设计的仍然使用管子的老一代皮托管上,并进行了一些测量。

    结果是不到希望。

    我们基本上没有看到两个传感器在高达3m/s的流速下读取的压差有任何偏差,并且一个比这个“信号”更大的静态偏移大约5米的气柱。这甚至超出了规范的范围。新的传感器灵敏度提高了一个数量级,但10倍的零仍然是零。

    我只能希望,也许其中一个或两个传感器是堵塞或损坏的测试在这一点上。这涉及到RTV,所以这是一种可能性,可以解释静态偏移。

    @Steven.Carr计划在明天尝试蚀刻一个板,尝试与我们的BMP388板相同的测试,并希望有更好的结果。不过对于这些设备来说,这些垫子真的很小,所以……祝他好运吧。

  • 天啊,它跑了…

    那Schwenke5天前0评论

    @Steven.Carr把atmega328扔到棋盘上,它就真的溃不成军了。

    支持现有的OLED插脚(相同的地方),它甚至有一个TTL插脚头FTDI连接器串行/编程端口。

    它是一个所有3v3设计的调节器。有各种各样的焊盘输出连接到不同类型的电机(PWM等),6个模拟输入,和一对中断输入,只要你是焊丝到它而不是大头针头。

    所以这意味着我们可以在这个设备上有一些智能,只需要一个蜂鸣器和一些输入,我们就可以有一个独立的显示器,甚至可以移动整个操作的大脑。

  • 我们去奥什公园。

    那Schwenke5天前1评论

    其中三个委员会通过了审查,并被提交@oshpark今天。

    传感器后面的巨大的焊盘是手工焊接的,如果你不想把0402的焊盘放在传感器前面的话,可以用更大的旁路盖帽。

    三个焊接桥垫标记“调整器旁路”桥跨3.3v调整器和I2C线的第一转换器,所以他们可以不安装,如果这是一个3.3v唯一的设备。第一个转换器也充当了5v操作的水平移位器,因此将它们结合在一起是有意义的。

    “ADDR”焊接桥垫是用来转移整个设备的地址(如果安装了第一个转换器)。

    多亏了@djeddleman感谢您为我们审阅董事会,并且@Steven.Carr为了让这一切发生!

    现在,我们等待。

  • 失败、SPI版本和漂亮的东西。

    那Schwenke在05:41 03/31/20200评论

    下皮托管的可拆卸支架起作用了,但是连接得有点太好了,把皮托管的边缘也粘上了。往下移动一点,使管子的壁厚增加一层。

    < >编辑工作。现在完全断了。我们今天要把最新的一个放在台锯上检查内部端口几何形状。

    < /编辑>

    主板也做了一些小的修改,传感器的旁路电容移到了旁边。他们之前可能已经足够接近了,但这给了我们更多的回旋余地来选择路线……

    SPI版本!

    所以我们修改了3D模型来匹配,现在正在打印。

    一些其他的花瓶。

  • 如果你想要我的身体

    那Schwenke在07:59 03/30/20200评论

    完成了流量传感器的主体和盖。

    您可以使用BMP280或BMP388的任何传感器位置现在。两个脚印都在黑板上。

    盖子上的凹槽是用来放置可选的128x32 OLED的。

    https://github.com/Arcus-3d/cosv/blob/master/hardware/rendered/FFF/flow_sensor_for_pcb.stl

    https://github.com/Arcus-3d/cosv/blob/master/hardware/rendered/FFF/flow_sensor_cover.stl

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讨论

克里斯写了16小时前

另外,我不想打断你但是BMP280只是压力。如果你想要温度和湿度,你需要BME280。不幸的是,相同大小的包关闭,但更大。

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那Schwenke写了16小时前

哎。一个字母会使……
谢谢你指出这一点。事实上,我们现在正在研究中国的BMP388,并且正在降低所有传感器的湿度。

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克里斯写了一天前

你的感应管与这部分的内径相比是巨大的。管口的内径应该是内径的1/8到1/15,否则会使流量变形太大。你可以流线型的管道,他们进入墙壁,以尽量减少流动变形。

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那Schwenke写了16小时前

这是故意的(现在)。我们将(可能)需要更高的增益,使端口的管尺寸的一个重要部分给我们一些增益的孔口类型拾音器,而仍然有方向数据。

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大卫·W写了一天前

嗨。非常好的项目。我想做一些传感器(与JLCPCB)的原型,我们的发泄(openvent.org,也许需要做一些小修改。我能联系上吗?hobodrifterdavid@gmail.com:-)

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那Schwenke写了16小时前

回答:工作,满足。谢谢你!

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弗拉纳根写了3天前

谢谢。我驱动的阀门没有vfd或步进器。100%的阀门。任何信息都可以。再次感谢。

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那Schwenke写了10小时前

使用BMP180传感器的新测试数据看起来很棒。以上。

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弗拉纳根写了3天前

我已经确认了我的通风机的控制操作,在机柜实习前在工作台开始气动装配。查看仪表选项,您的设备似乎有我想要的参数。进展如何?

这东西现在合在一起了。所以任何输入都是有用的。

谢谢。

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那Schwenke写了3天前

使用所选传感器时,灵敏度可能不够。我们希望在今天用真品来代替老一代的产品。

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弗拉纳根写了3天前

谢谢,我真的只需要设置信号的阈值。我很抱歉回答了你材料中可能涉及到的问题。谢谢你的耐心。流量和psig工作范围的传感范围是什么?(你目前的原型)

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那Schwenke写了3天前

@flanagan压敏就可以了。可能不足的是来自皮托管差速器的流量数据的分辨率。
在早期的传感器原型中,当我通过它呼吸时,我们看到了1厘米的水柱差。根据这个和传感器的规格,我们应该在吸气/呼气之间有大约1k步。在现实中,这种情况可能会减少。
又名…直到我们完成一个完整的原型,我们才会知道。所有东西都经过了小块测试。

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gr5写了3天前

你能出版机械设计吗?我想看看你们的设计是否符合我的需要(通风机),如果我需要改变一些东西。openSCAD文件将是完美的,但我将满足于STL文件。任何事都是有帮助的。谢谢。

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gr5写了3天前

别介意。我在这个页面的顶部找到了所有与父项目相关的链接。源cad和STL文件。谢谢。

我想知道你是怎么知道气压路径的位置的。你是否或多或少复制了现有的设计?或者你以前做过这些吗?是否有使用压力传感器制作流量传感器的指南?:)

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那Schwenke写了3天前

我看了现有的S型皮托管的设计和翼型。除此之外,测试表明它还需要一个导入区。有三种基本类型你可以自己查。皮托管,孔板,文丘里管。皮托管通过滞止压力工作(空气在其中堆积),孔板通过创建一个限制和读取压力前后,文丘里通过类似的方法孔板除了你的皮卡是在限制。

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Jmayes写了4天前

我很好奇你们是怎么把传感器密封在管道上的,我打印了一个,一直在想这个问题。你的测试结果如何?

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那Schwenke写了4天前

在传感器安装表面有一个RTV触摸,中间有一个螺丝。传感器被回流到电路板上,只要把电路板密封到印刷位就足够了,因为它们是绝对的(不需要空气通道到它们的背面或类似的地方)。在印刷电路板的布局中有一个规定的保持,以保持通道在需要密封的区域之外。
没有图形作为两个不兼容的系统正在使用,但我们产生的轮廓和一切适合。

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亚当Quantrill写了6天前

你也考虑过二氧化碳传感器吗?我选了一些非常便宜的,它们的额定浓度高达10000ppm,但我想看看它们是否能处理40000ppm。可用于监测呼出的二氧化碳,用于记录或报警。

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那Schwenke写了6天前

我没有。与我们现在所拥有的相比,它们是巨大的。整个板是40x16mm,它的外壳/拾音器比总尺寸大40mm。O2监测将是非常有用的,但它们也不小,也不耗电。现在,只要空气向两个方向流动,就会有氧气进来,二氧化碳出来。如果我们不这样做,我们就会有更大的问题,而呼吸机是不可能解决的。

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亚当Quantrill写了6天前

我找到的传感器大约是4mm见方,而我买的整个I2S EVB大概是20mm见方。不过度。

奇怪的我不能回复下面希望你在这里看到这个

https://ams.com/documents/20143/36005/CCS811_DS000459_7-00.pdf/

•2.7mm x 4.0mm x 1.1mm LGA封装

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那Schwenke写了6天前

@Adam Quantrill请分享。我显然已经习惯了大的。谢谢你!因为现在的设计,我们可以容纳更多的传感器,而不超过我们的1平方限制或去到背后。

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那Schwenke写了5天前

@Adam Quantrill是的,他们限制了谈话的深度。只要使用@username技巧,他们仍然会在您回复时收到通知。谢谢你!我来看看。

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弗拉纳根写了6天前

这是用于使用点监视还是控制?

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那Schwenke写了6天前

两者都有。我们的目标是控制,但整个板的背面是免费的,而且外壳已经有一个OLED插槽。这是第一步。

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弗拉纳根写了5天前

所以…你认为远程HMI和传感器接口耦合到家长控制?

你离目标有多近?

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那Schwenke写了5天前

@flanagan这是遥感器。它有一个OLED插槽,我们可以放些东西上去。这很容易做到,所以我们就这么做了。现在的计划是我们的MCU将生活在通风口上,但是我们已经讨论过让它成为整个设备的大脑。然后我们就可以从这里提供驱动支撑装置(马达或阀门)所需的信号。但是对于这个来说,接口有点小。我们的整个董事会不到一平方英寸。我们将有大约4个capsense按钮的空间,其他的空间不多,而且显示器太小,无法从远处快速观察。所以短期的计划是保持现状,继续前进,进行测试和校准,把MCU和基本的控制一起放在排气口上。通风口将有自己的显示屏。 But it is something we plan to come back to. The boards are being fabricated now and we should have them in a few days.

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Jmayes写了在02:18 03/31/2020

PCB文件是avl吗?还有,有没有读取传感器的驱动程序代码的例子?这正是我们一直在寻找的DIY呼吸机。J

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那Schwenke写了在03:26 03/31/2020

@Jeff梅耶斯@djeddleman董事会今天刚刚开会。是的,我们将会发布这些文件,但是我们希望在某人开始旋转1000个文件之前先测试一个:)如果你想帮忙,PM我或者@Steven.Carr

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Jmayes写了03/31/2020在12:39

哦,我没有意识到你还在进步,无论如何测试,测试,测试,测试!我今天会把它打印出来,以备以后使用。伟大的工作!TX

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djeddleman写了7天前

我手头有一个LTC4316演示板和两个BMP180板(类似于BMP280)。如果你在测试板上有问题,请随时告诉我。

我注意到你在PCB上使用了24C01ASM作为EEPROM。请确保使用兼容3.3V版本的EEPROM,因为原来的24C01ASM用于5V操作。

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那Schwenke写了7天前

@Jmayes这个项目已经进行了三天了。我们仍然在迭代,有时一天迭代几次,您看到的和可以下载的所有内容仍然在不断变化。

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那Schwenke写了7天前

@djeddleman谢谢!这将告诉我们,如果我们的设计电力工作,至少可以帮助我们得到一个开始写一个驱动程序。如果你使用一个旧的皮托管设计(不是一个像这样的所有在一个)和一些类型的覆盖,我们可以测试基本的流量感应想法使用您的开发板。到目前为止,我们只是做了水柱测量,以确保我们在正确的范围。PM我。
很高兴注意到eeprom。

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djeddleman写了在17:58 03/30/2020

鹰图/布局文件可用吗?(*.brd/*.sch)我可以帮助他们复习,用Eagle直接复习是最简单的方法。

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罗伯写了03/29/2020在20:36

MPXV7002DP怎么了?乍一看似乎是这样的,用BME280或2会是一个更好/更容易的解决方案?

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那Schwenke写了在20:48 03/29/2020

它被消除。这是通过I2C工作,所以我不需要扩展模拟信号从MPX回到MCU,是一半的成本/更高的分辨率。MCU ADC的分辨率是12位,而我从气压传感器得到24位的分辨率。假设我用更少的范围来做,所以它可能会全部相等。

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罗伯写了03/29/2020在21:42

有道理,但我担心的是单元之间的漂移/相对校准误差。我的spidey sense告诉我,有两个(或四个在这种情况下)独立的传感器,然后你做软件技巧的传感器融合,可能是一个问题。尤其是大规模生产?从软件的角度来看,仅仅考虑一个人是否变得有点热,或者潮湿,或者被污染等等,是很难判断的。

对不起,扮演魔鬼的倡导者,但我们正在工作,我们自己的设计此刻,我正在寻找相同的差压传感器作为基础(模拟接口和略高的成本不阶段我,特别是考虑到可能更可靠的设计)。
实际上打印出您的NEMA23为基础的设计此刻给它一个尝试:)

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那Schwenke写了在05:44 03/30/2020

@Rob这就是为什么我们在示意图上有一个机载eeprom。不确定我们是否需要它,但如果校准真的有那么大的不同,我们已经有地方来存储这些数字,这些数字是永久地与这个单位联系在一起的。我们也有一些不同的比较我们可以做白痴检查的数字。此外,BMP388实际上将肺功能测试列为其应用之一。:)

祝你好运,告诉我进展如何。BTW的可变音量将通过转动1/4圈来控制,然后返回开始。为了测试,你可以旋转它的整个体积。

我们从英国的文件中得到了一些新的数据,在他们希望吸气的速度下,我不确定我的运动选择是否还能起作用。

旧的数字是1.5秒,所以我的目标是1秒,以获得一些空间。

新的数字是0.3秒!这比我指定的快了3倍,比原来的规格快了5倍。

如果它需要3倍的力,Nema23不会切断它。我最初指定的BLDC也可能会失败。

你可能会得到它之前,我做在这个速度,所以让我知道!

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