Le tableau de référence open source cible le déploiement rapide de ventilateurs médicaux

De nombreux dispositifs médicaux nécessitent un contrôle de mouvement intégré précis à basse vitesse, et à l'ère de Covid-19, les ventilateurs médicaux sont l'un des équipements de santé les plus demandés pour traiter les patients.

Pour résoudre ce problème, Trinamic Motion Control (qui fait partie de Maxim Integrated) a publié une carte de référence open source pour accélérer la conception de ventilateurs médicaux, dans le cadre de son projet Trinamic Open-Source Ventilator (TOSV). La carte de conception de référence TMC4671+TMC6100-TOSV-REF résultante, comprenant à la fois du matériel et des logiciels en open source, combine ses dispositifs TMC4671 et TMC6100 dans un module compact. Le servomoteur BLDC est capable de 12 à 36 V avec jusqu'à 6 A RMS pour s'adapter aux ventilateurs médicaux ou aux systèmes respiratoires. Pour accélérer encore plus les cycles de conception, le module open source dispose d'un connecteur SBC de style Raspberry Pi et d'un espace pour une carte d'extension de capteur de pression.

Étant donné que les ventilateurs automatiques doivent être équipés d'une technologie de capteur appropriée pour surveiller les changements et réagir à ceux-ci, tels que le débit de pression, le volume et la fréquence respiratoire, le module est livré avec une interface de capteur Hall et des connecteurs pour une carte d'extension de capteur de pression en option. Ces données peuvent être visualisées directement sur un Raspberry Pi avec écran tactile à l'aide du micrologiciel gratuit et open source développé pour le module de conception de référence par Trinamic.

La société a déclaré que son objectif avec cette conception de référence est de montrer aux ingénieurs comment les ventilateurs médicaux peuvent être construits à l'aide de composants facilement disponibles, en contournant les délais de livraison accrus des composants traditionnels pendant la crise de Covid-19. Trinamic souligne que son objectif n'est pas de produire des ventilateurs médicaux, mais d'offrir quelque chose qui offre une ventilation de haute qualité peut être produit en série par les entreprises d'équipement médical à court terme.

Le fondateur de Trinamic, Michael Randt, a expliqué :« Dès le départ, nous avons décidé d'utiliser un moteur à turbine à haut régime basé sur un moteur BLDC. Associé aux capteurs de pression et de débit volumétrique, le moteur à commande dynamique permet des modes de ventilation à pression contrôlée et à débit contrôlé. »

S'appuyant sur l'expérience précédente avec le contrôle des turbines des dispositifs CPAP (pression positive continue des voies aériennes), Trinamic a déclaré qu'une chose était claire :fournir un contrôle rapide et dynamique des moteurs BLDC à faible induction peut être exceptionnellement difficile. Cela nécessite un examen attentif du compromis entre la fréquence de commutation élevée et les ondulations de courant et leurs pertes de commutation et de stator qui en résultent, respectivement. Avec son circuit intégré de servocontrôleur TMC4671 intégré, le module génère une fréquence PWM et une horloge de contrôleur de courant de 100 kHz indépendamment du microcontrôleur. Avec cela, la consommation de courant du système est réduite, sans pénalité de performance, jusqu'à 15 pour cent par rapport à une fréquence de 25 kHz.

Une carte d'extension pour les capteurs I2C et analogiques permet la prise en charge des capteurs de pression de divers fabricants. Le TMC4671+TMC6100-TOSV-REF peut être branché sur un ordinateur monocarte pour accéder à l'interface utilisateur et aux fonctions de contrôle de haut niveau. Dans le cas du projet TOSV, un Raspberry Pi avec écran tactile a été utilisé.

La carte de référence entièrement open source TMC4671+TMC6100-TOSV-REF est disponible à partir de mi-juillet. Tous les matériels, micrologiciels et logiciels sont open source sous licence MIT.