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Covid-19: ventilatori low-cost con Arduino

L’emergenza sanitaria del Covid19 sta mettendo a dura prova il sistema sanitario italiano, questo sopratutto a causa dei numerosi tagli fatti negli anni: organico, strutture, materiali. Sono tante le persone ricoverate nelle terapie intensive, tanti che per sopravvivere hanno bisogno dei respiratori artificiali. Un numero crescente di pazienti in rianimazione ha bisogno della respirazione assistita ma i ventilatori non bastano. Così c’è chi idea un ventilatore con Arduino.

Il progetto è basato sulla conversione di una macchina CPAP (ventilazione meccanica a pressione positiva continua) usata nelle apnee del sonno, convertendola in un ventilatore che possa aiutare nelle crisi respiratorie. L’ideatore afferma di non essere un medico, esorta a non fidarsi ciecamente di Internet e consultare personale qualificato per una corretta configurazione delle apparecchiature.

Questo ventilatore rudimentale per l’emergenza Covid-19 consente di avere una frequenza respiratoria nella norma e una pressione espiratoria positiva. Fornisce inoltre una FiO2 atmosferica al 21% o se collegato a un serbatoio di O2 al 100%. Anche se è una funzionalità limitata può aiutare in altre circostanze in cui non è possibile una migliore assistenza.

L’ideatore del progetto cerca un pneumologo, fornitori di parti, sviluppatori Arduino, progettisti 3D, sviluppatori elettrici/elettronici per garantirne la sicurezza. Vi invitiamo dunque, se avete una delle seguenti capacità, ad aiutare la comunità scientifica nello sviluppo di questi ventilatori salvavita nella situazione di emergenza Covid-19.

Aiuti necessari per sviluppare ulteriormente il progetto

Costruzione e materiale ventilatori Covid-19

Per costruire i ventilatori per l’emergenza sanitaria Covid-19 abbiamo bisogno di una lista di materiale:

  • Macchinario CPAP un po’ difficile da trovare, costo sulle centinaia di euro
  • Pompa di gonfiaggio 12V, facile da reperire con poche decine di euro
  • Soffiatore, difficile da reperire quindi puntiamo sul fai-da-te
  • Arduino Nano versione originale o compatibile
  • Motore brushless DC di almeno 10A
  • Interruttore di controllo per modalità CPAP e BiPAP/Fixed PEEP, facile da reperire con costo bassissimo
  • Alimentatore 12V DC in grado di gestire almeno 5A. Questo è indispensabile perché i cicli di respirazione possono causare cadute di tensione che arresterebbero Arduino se l’alimentatore non è abbastanza forte.
  • Tubo e maschera facciale da non indossare con batteria scarica poiché potrebbe causare un notevole accumulo di CO2. Esiste anche un modello 3D.
  • Batteria 12V che carica e fornisce energia e funzionalità di backup ma durata limitata a circa 3-4 ore.
POEO Macchina Anti-russare, Dispositivo Cpap, Dispositivo per Apnea Notturna, Dispositivo Anti-russamento Cpap Portatile per Apnea Notturna, Dispositivo Anti-russamento Multifunzione
  • DESIGN E RISULTATI: Il nuovo dispositivo anti russare è la soluzione per tutti i russatori! Russare promuove l'espansione narice, migliorando la respirazione del naso. In tal modo efficacemente risolvere il problema della congestione nasale.
  • INTEGRATO UMIDIFICAZIONE: umidificazione riscaldata è una caratteristica standard integrata in tutta la macchina CPAP portatile con opzione Auto migliorato il controllo del clima s, e premere start sulla vostra macchina CPAP per ricevere il massimo del comfort terapia.
  • AVANZATA RILEVAZIONE DI EVENTO: la macchina CPAP portatile distingue tra apnee ostruttive e centrali in modo da poter essere sicuri che si sta sempre ricevendo una terapia appropriata.
  • MOTORE TRANQUILLO: Il motore silenzioso fa per un ambiente tranquillo per voi e il vostro partner di letto. Il motore design innovativo offre schiuma e materiali isolanti incorporati nella base del dispositivo. Produce turbolenza minima, offrendo maggiori prestazioni, e praticamente elimina il rumore irradiato nella stanza.
  • Rivolto in avanti DESIGN: comandi di facile L'utente, interfaccia intuitiva e lo schermo LCD a colori rendono semplice per navigare nei menu e le impostazioni di comfort Personalizza.
Cadrim Pompa di Aria Elettrica, 40W DC 12V / AC 230V Pompa d'Aria con 3 Accessori con Gonfiaggio e Sgonfiaggio, Utilizzata per Barche Gonfiabili, Letti e Piscine Gonfiabili, Canotti, ECC
  • ALTE PRESTAZIONI: pompa d'aria elettrica duratura e stabile; Uso sostenibile da 4 a 6 ore di tempo gonfiabile. Basso livello di rumorosità: meno di 75 decibel al lavoro.
  • MULTIFINZIONALE: viene fornito con 3 attacchi per ugelli in modo da poter gonfiare o sgonfiare per la maggior parte dei gonfiabili, facilmente modificabili
  • ALIMENTAZIONE: spina AC 220V EU, cavo di collegamento per auto DC12V (inserito nell'accendisigari automatico).
  • ALTA QUALITÀ E FACILITÀ D'USO: materiale ABS, pompa portatile e leggera. Funziona solo quando collegato a una presa di corrente o all'accendisigari
  • 2 IN 1 FUNZIONE POMPA MULTIARIA: Elettropompa a riempimento rapido per tutti i cuscini gonfiabili, gonfiabili, gonfiabili, mobili gonfiabili, articoli gonfiabili, ecc.
Elegoo Nano V3.0 Scheda di Microcontrollore CH340 ATmega328P(Kit di 3)
  • Assicuratevi di installare il driver prima (scarica prego da http://bit.ly/2jKlJMO)
  • La Elegoo scheda Nano V3.0 è compatibile al 100% con la scheda ufficiale Nano board
  • Utilizzare il software, è possibile avviare diversi progetti elettronici con questo kit.
  • Completamente compatibile con il sistema operativo Windows, Mac e Linux
  • Con i chip ATmega328P e CH340 (invece di FT232). Alimentato tramite un cavo USB Mini-B
Motore brushless, 2430 7200KV 4P Motore sensorless brushless con ESC brushless 5A per Barca 1/18
  • Contenitore per dissipatore di calore in alluminio billet 6061 T6 lavorato a CNC.
  • Universale per 1/18 auto senza spazzole, sistema multi-montaggio per viti M2.5.
  • Rotore bilanciato di precisione, scorrevolezza per la massima affidabilità e il massimo numero di giri.
  • Utilizzo dell'interfaccia software avanzata per configurare o aggiornare il software.
  • Molteplici funzioni di protezione: protezione da interruzione di bassa tensione, protezione da surriscaldamento e protezione dalla perdita del segnale dell'acceleratore.
Arditi interruttore rompifilo unipolare nero
  • Interruttore smontabile
  • Morsetti a vite
  • Prodotto approvato
  • Art.028315 300/v/1/m m ne int
TEMPO DI SALDI Alimentatore 5 Ampere 12 Volt Per Striscia Led Stabilizzato 220V 60W
  • Potenza: 60 W.
  • Colore: grigio.
  • Dimensioni: circa 11 x 8 x 4 cm.
  • Peso: circa 175 gr.
  • L’estetica dell’alimentatore può variare in base alla disponibilità di magazzino.
BALIBETOV Forniture CPAP - Sostituzione della cinghia per copricapo universale Cpap e imbottiture comfort per e varie maschere Cpap ultraleggere morbide e traspiranti. (Maschera non inclusa) (Grigio)
  • PACCHETTO BALIBETOV - Include una cinghia per copricapo CPAP e due imbottiture comfort CPAP.
  • CPAP HEADGEAR STRAP - Cinturino per copricapo comfort universale. Progettato per funzionare con maschere resmed e tutte le marche di maschere cpap. Il copricapo è eccezionalmente ben costruito, presenta il comune sistema di cinturini a 4 punti e facile da indossare. È progettato con materiale in neoprene morbido di alta qualità robusto, leggero e traspirante con cinghie. Qualità premium, amico della pelle, senza irritazioni.
  • DIMENSIONE - 23,6 pollici x 6,3 pollici I 60 cm x 16 cm, adatto a tutti con almeno 20 pollici I 50 cm di circonferenza della testa a livello della fronte (la testa di un bambino di 6 anni). Vestibilità perfetta-Assicura perdite, e la giusta quantità di pressione.
  • PASTIGLIE COMFORT CPAP - Il set di 2 pad riutilizzabili previene il disagio causato dalla cinghia CPAP. Realizzato con materiale morbido e traspirante, una costruzione resistente e sicura, facile da installare e da pulire - Lavabile in lavatrice. Proteggi la tua pelle del viso e riduci i segni della cinghia del cpap. INSTALLAZIONE SEMPLICE. Avvolgere i cuscinetti attorno alle cinghie della maschera CPAP, quindi fissarli con le chiusure a strappo.
  • COMPATIBILE - Utilizzare con tutte le marche di maschere cpap. SODDISFAZIONE GARANTITA.
REAQER Ubo Flessibile Tubo D'Ossigeno Per Sterilizzatore Cpap E Macchine Bipap 22 mm di Diametro 183cm di Lunghezza
  • Il tubo CPAP con diametro da 19 mm con connettori in gomma standard da 22 mm su entrambe le estremità consente di adattarsi a tutte le maschere CPAP e alle macchine e ai cuscini per terapia del sonno.
  • Può essere utilizzato con Respironics, Resmed, Devilbliss, Fisher & Paykel e tutte le altre principali macchine CPAP / BIPAP
  • Il tubo Premium è liscio all'interno grazie al design liscio del foro
  • La flessibilità di questo tubo ti consente di muoverti facilmente attorno al cuscino e letto senza causare una perdita di maschera che assicurerà una corretta terapia del sonno.
  • Programma di sostituzione consigliato: una volta ogni 3 mesi
Offerta
Batteria al piombo Yuasa NP7 - 12/12 V 7 Ah VdS
  • YUASA originale | Tipo: Lead-Acid | Voltaggio: 12V | Capacità: 7000mAh/84Wh | Dimensioni prodotto: 151mm x 65mm x 97,5mm | Peso articolo: 2300 g. |
  • Batteria originale
  • Condizione: nuovo
  • cellule di alta qualità
  • maggiore durata

Per costruire il ventilatore è necessario collegare il motore alla scheda Nano con l’aggiunta di un adattatore per tubo affusolato stampato 3D.
Il software esegue una breve sequenza di inizializzazione per configurare il motore partendo dall’impostazione CPAP più bassa. I livelli di pressione sono gestibili dall’interruttore mentre le modalità operative tramite doppio click.

E’ stato svolto un test di pressione per misurare la pressione in uscita tramite un tubo a U per misurare lo spostamento dell’acqua. Lo spostamento del liquido effettivo è doppio di quello misurato poiché il liquido viene spinto verso il basso sull’altro lato del tubo da una quantità uguale, raddoppiando lo spostamento. Le linee guida dei ventilatori per pazienti Covid-19 richiedono 20cm/H2O mentre questo ventilatore ha registrato 45cm/H2O ed è quindi molto potente.

Immagine illustrativa dei livelli di pompaggio

Se il motore scelto supporta l’aggiunta di un carico, è possibile espandere il progetto con un filtro d’aria utilizzando un PAPR. Il filtro garantisce un miglioramento della pressione in uscita. Non sono stati però eseguiti dei test termici a lungo termine ad alta pressione e con un filtro forte.

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Silvia Sannahttps://systemscue.it
Laureata triennale in Ingegneria Elettrica, Elettronica, Informatica e attualmente studentessa di LM Computer Engineering, Cybersecurity and Artificial Intelligence. Informazione tecnologica con TechCuE