Raspberry Pi mit zwei BLDC Motoren

  • Hi Leute,

    Ich studiere Elektrotechnik und mache gerade mein Praktikum.

    Als Hauptaufgabe muss ich ein Beatmungsgerät aufbauen.

    Ein Prototyp liegt vor, es wurde mit den Hauptkomponenten aufgebaut:

    - einer Raspberry Pi 3

    - zwei Steppermotoren : https://www.amazon.de/dp/B06XRC93SZ/ref=cm_sw_r_wa_apa_i_UDZGEbB5ZC2KK?language=de_DE&th=1&tag=psblog-21 [Anzeige]

    - einen Motor-Controller : https://www.amazon.de/dp/B07D6L9FM1/ref=cm_sw_r_wa_apa_i_0CZGEbWD556YV?tag=psblog-21 [Anzeige]

    - eine Pumpe.

    Die Steppermotoren sind sehr laut, ich sollte eine bessere Lösung finden, also ich habe an den BLDC Motoren gedacht.

    Die Raspberry 3 sollte mit einer Revolution Pi gewechselt werden.

    Welchen Motoren sind für meinen Fall besser geeignet ?

    Kann man die BLDC Motoren mit der Raspberry Pi ansteuern ?

    Brauche ich einen neuen Motor-Controller ?

    Ich bin für jede Hilfe und Hinweis Dankbar !

    Danke im Voraus

    Borhen

  • In welchem Schrittmodus betreibst du die Motoren? Der Treiber kann offenbar bist zu 1/64-Schritte - da sollte der Motor nicht mehr so laut sein.

    Ansonsten brauchst du einen anderen Treiber. Nema17 ist ja ein recht kleiner Motor. Eine einfache H-Brücke für jeden Motor müsste eigentlich reichen, sowas auf Basis des L293D-Chips. Die Geschwindigkeit kannst du dann über PWM steuern.

    Bist du sicher, dass ein Pi die richtige Basis ist für ein Beatmungsgerät? Könnte durchaus sein, dass der Patient mal drei Minuten keine Luft bekommt, wenn das System sich wegen Update herunterfährt oder wegen eines Treiberfehlers aufhängt.

    Wie aufwändig ist das, was das Ding am Ende machen soll? Die Motoren steuern, ein paar Knöpfchen zum Einstellen, ein kleines LCD, ...? Genügt da nicht ein Mikrocontroller, der viel robuster und zuverlässiger ist? Ich würde mich nicht an ein Beatmungsgerät mit Pi-Steuerung hängen lassen.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Buu, willkommen im Forum!

    Ich finde auch, dass der PI keine gute Lösung für dieses Projekt sein dürfte. Für 3D Drucker gibt es seit einiger Zeit spezielle "Silent" Schrittmotortreiber [Anzeige].

    Den Bewertungen nach und was ich so gelesen habe, dürften die echt eine tolle Verbesserung sein.

    Ich würde Dir empfehlen gleich die Steuerplatine [Anzeige] und den Passenden ATmega328 [Anzeige] dazu zu bestellen. Ich würde damit die Steuerung umsetzen. Wenn aus irgend einem Grund (z.B. Netzwerkanbindung) tatsächlich ein PI gebraucht wird nur Steuerbefehle über die virtuelle serielle Schnittstelle an den ATmega senden. Den ATmega würde ich so programmieren, dass er entweder in einen "sicheren" Zustand geht (wenn es so etwas gibt) oder Alarm schlägt, wenn der PI sich nicht mehr meldet oder die Daten unschlüssig sind...

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

  • Gnom VeryPrivat Danke für eure Rückmeldungen , also das Beatmungsgerät soll als Prüfstand für eine Lungenanalyse dienen ( https://www.treaves.de/?page_id=1283 )

    Also es schadet nicht wenn das System sich wegen Update herunterfährt oder wegen eines Treiberfehlers aufhängt

    Das Ziel dieser Aufgabe ist ein einfaches Atemzyklus zu simulieren (Sinus Kurve) und den Luftdruck an verschiedenen stellen zu messen und bewerten

    Die Motoren sollen die Luftpumpe ansteuern und das ergibt das Ein und Ausatmen.

    Die Luftpumpe wird anschließend mit einer künstlicher Lunge angeschlossen.

    Ich muss euch was fragen, bevor ich mich mit dem Pi beschäftige und eure Empfehlungen anwende, es werden zirka 15 bis 18 Drucksensoren + zwei Motoren benötigt, ist das überhaupt mit einem Pi möglich ?

    Danke im Voraus !

  • Ich denke mit dem Pi müsste das auch möglich sein, aber nur mit Zusatzhardware. Fertiges wird es wenig geben.

    Meiner Meinung nach ist es einfacher (, günstiger, skalierbarer und weniger Fehleranfällig), wenn du die oben erwähnte Hardware verwendest. Die müsste schon den Großteil der benötigten Komponenten mitbringen. Die gängigen Erweiterungskomponenten (z.B. ADCs) lassen sich meist auch mit dem Arduino einbinden.

    Wenn gewünscht, kannst Du den Pi immer noch anbinden, um z.B. Updates aufzuspielen, visualisieren oder für die Netzwerkanbindung...

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

  • Hallo BUU

    Seit Corona gibt es in der Open-source Gemeinde fertige Lösungen für Beatmungsgeräte. 90% mittels Schrittmotoren & Ambu-Beutel,

    Die Rechenzwerge sind meist Arduino oder ESP mit allen möglichen Schnittstellen zum einstellen. Die Hardware meist 3-D gedruckt.

    Schau mal bei Thingiverse oder ähnlichen Plattformen nach.

    Grüße Werner

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