开源参考板加速医疗呼吸机快速开发
许多医疗设备需要精准低速嵌入式运动控制;COVID-19大流行期间,呼吸机成为患者护理必需品。
为加速呼吸机设计,Trinamic Motion Control(Maxim Integrated子公司)推出开源参考板,作为其Trinamic开源呼吸机(TOSV)计划一部分。TMC4671+TMC6100-TOSV-REF板将TMC4671伺服控制器和TMC6100 BLDC驱动器融合为紧凑模块。支持12-36V运行、高达6A RMS,满足医疗呼吸机和呼吸系统功率需求。
板载Raspberry Pi风格SBC连接器和压力传感器扩展位,缩短设计周期。
呼吸机须监测压力、流量、体积、呼吸频率。参考设计含霍尔传感器接口和可选压力传感器扩展连接器。搭载触摸屏的Raspberry Pi可通过Trinamic免费开源固件实时可视化数据。
Trinamic目标是证明呼吸机可用现成组件构建,规避疫情期供应链延迟。公司澄清不制造呼吸机,但为医疗设备制造商提供高质量基础快速量产。
创始人Michael Randt解释:“起初我们选高转速涡轮电机,基于BLDC设计。结合压力和流量传感器,动态控制电机实现压控和流控通气模式。”
利用CPAP涡轮控制经验,Trinamic识别出快速动态控制低感应BLDC电机的挑战。平衡高开关频率与电流纹波、随之而来的开关和定子损耗至关重要。嵌入式TMC4671伺服控制器生成100 kHz PWM和电流控制时钟,独立于单片机。相比25 kHz频率,系统电流消耗降低达15%,性能无损。
I²C和模拟传感器扩展板支持多厂商压力传感器。TMC4671+TMC6100-TOSV-REF可插单板计算机访问用户界面和高层控制功能;TOSV项目使用带触摸屏的Raspberry Pi。
2020年7月中发布的全开源参考板,含硬件原理图、固件、软件,均采MIT许可证。
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