폐활량계(spirometer) 개발2

저렴한 센서를 이용한 폐활량계(spirometer) 개발2

1. YF-S201 센서 선정 이유:
- 가격 경쟁력: 
YF-S201 센서는 저렴하게는 2000 ~ 3000원 사이의 가격을 형성하며, 가격 경쟁력이 높다.

 

선정이유: 프로펠러회전에 따라 자석이 홀센서에 펄스 파형이 나오게 유도하는 비교적 간단한 형태의 액체 유량 센서이므로 적절한 계산과 보정을 한다면 유의미한 오차 내의 공기 유량 센서로도 이용 가능하다고 생각

참조한 논문에서 yf s201을 공기 유량센서로 이용한 방법:

그림1

1. Flow Sensor의 수학적 모델링

레이놀즈 수송 정리

이상기체 방정식

위 두개의 식을 이용하여 

검사체적에서 유체가 들어오고 나가는 속도는 같다는 결과 도출

 

2. 위 수식을 이용해 체적유량을 구하면

k = (261 ± 3)*10e−8 

b = 4 영역의 밑변

h = 4 영역의 높이

d1 = 1 영역의 지름

d2 = 2 영역의 지름

dh = I 영역의 지름

 

결론:

문제점:

1. 호기를 비압축성 유체로 가정하고 풀었기 때문에 오차가 생길수 있다.

2. 터빈의 관성 또한 고려하지 않았기 때문에 오차가 생길수 있다.

 

2. Atmega4809 Curiosity Nano

  -기기의 메인보드 및 CPU를 담당

  -제품에 사용되는 다른 센서와 모듈들을 연결해 주는 역할

  -전공 시간에 다루어 보아 칩의 사용에 익숙함

3. HC-06

  -블루투스 모듈

  -Atmega4809와 UART 통신을 이용해 데이터를 주고받음

  -휴대폰과 연결되어 측정된 데이터 전달

  -Bluetooth V2.0 protocol standard

 

4. 스마트폰 app

- 페활량 데이터를 표시할 ui (.xml)

 

이렇게 yf s201센서와 기본적인 mcu, 블루투스 모듈 만을 이용해 하드웨어를 구성하고 ui나 인터페이스는 누구에게나 있는 스마트폰을 이용해 연동하도록 해서 개발 비용을 최소화 했다.

 

 

1. 전체적인 구성 블록 다이어그램

 

코드 포함 완성본:

https://concho.tistory.com/117

폐활량계(spirometer) 개발3 (코드포함)