开源参考板旨在快速部署医用呼吸机
许多医疗设备需要低速的精确嵌入式运动控制，而在 Covid-19 时代，医用呼吸机是治疗患者非常需要的医疗设备之一。
为了解决这个问题，作为 Trinamic 开源呼吸机 (TOSV) 项目的一部分，Trinamic Motion Control（Maxim Integrated 的一部分）发布了一款开源参考板，以加速医用呼吸机的设计。由此产生的 TMC4671+TMC6100-TOSV-REF 参考设计板具有开源硬件和软件，将其 TMC4671 和 TMC6100 器件组合在一个紧凑的模块中。 BLDC 伺服驱动器能够提供 12 至 36V 的电压和高达 6A RMS 的电流，以适应医用呼吸机或呼吸系统。为了进一步加快设计周期，该开源模块具有 Raspberry Pi 风格的 SBC 连接器和用于压力传感器附加板的空间。
由于自动呼吸机必须配备适当的传感器技术来监测压力流量、容量和呼吸率等变化并对其做出反应，因此该模块配备了霍尔传感器接口和用于可选压力传感器附加板的连接器。可以使用 Trinamic 为参考设计模块开发的免费开源固件在带触摸屏的 Raspberry Pi 上直接显示这些数据。
该公司表示，此参考设计的目标是向工程师展示如何使用现成的组件制造医用呼吸机，绕过 Covid-19 危机期间传统组件增加的交货时间。 Trinamic强调，它的目标不是生产医用呼吸机，而是提供一些可以在短期内由医疗设备公司批量生产的高质量通气设备。
Trinamic 的创始人 Michael Randt 解释说：“从一开始，我们就决定使用基于 BLDC 电机的高转速涡轮电机。与压力和体积流量传感器一起，动态控制的电机可实现压力控制和流量控制的通气模式。”
借鉴之前控制 CPAP（持续气道正压）设备涡轮机的经验，Trinamic 说有一点很清楚：提供低感应 BLDC 电机的快速动态控制可能非常具有挑战性。它需要仔细考虑高开关频率和电流纹波及其随之而来的开关损耗和定子损耗之间的权衡。凭借其嵌入式 TMC4671 伺服控制器 IC，该模块生成独立于微控制器的 100 kHz PWM 频率和电流控制器时钟。这样一来，与 25 kHz 的频率相比，系统的电流消耗降低了 15%，而不会降低性能。
I2C 和模拟传感器的附加板允许支持来自不同制造商的压力传感器。 TMC4671+TMC6100-TOSV-REF 可插入单板计算机以访问用户界面和高级控制功能。在 TOSV 项目中，使用了带触摸屏的 Raspberry Pi。
完全开源的参考板 TMC4671+TMC6100-TOSV-REF 从 7 月中旬开始供货。所有硬件、固件和软件均在 MIT 许可下开源。
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