„Pasidaryk pats“ultravioletinių spindulių sterilizavimo įtaisas („UVClean“): 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Įvadas

Sveiki visi ir sveiki atvykę į mano pirmąjį pamokymą! Šiame žingsnis po žingsnio vadove sužinosite, kaip sukurti savo sterilizavimo ultravioletiniais spinduliais prietaisą, kurį galima naudoti kaip lazdelę arba kaip automatinę sterilizavimo kamerą. Prietaisas, vadinamas UVClean, naudoja specialią UVC lemputę, kuri per kelias minutes gali sterilizuoti neporinius paviršius.

Savybės:

-Tvirtas ir ergonomiškas dizainas

-Tikra 253,7 nm 3,5 W UVC lemputė

-Dviejų spalvų OLED ekranas

-Sąsaja, apsaugota slaptažodžiu

-Išsami meniu sistema

-Nuolatinis rankinis režimas ir automatinis laikmačio režimas

SVARBŪS REDAGAVIMAS: Nežinojau, kad tai taip susprogdins, bet ačiū visiems, kurie pasižiūrėjote! Turiu pasakyti keletą svarbių atnaujinimų, pagrįstų tam tikru dalyku, kurį mačiau komentaruose.

1) Kurkite šį įrenginį savo rizika, daugelis žmonių turi daug ką pasakyti apie UV saugumą, ir aš tikrai nesu ekspertas. Pabandysiu atsakyti į kai kuriuos su tuo susijusius klausimus, tačiau dienos pabaigoje, prieš nuspręsdami sukurti šį įrenginį, turėtumėte gerai ištirti saugos priemones, kurių reikia UV poveikiui.

2) Šis prietaisas iš tikrųjų yra dezinfekavimo priemonė, o ne sterilizatorius. Dezinfekavimas yra daugelio organizmų pašalinimas iš paviršiaus 99,9%, o sterilizavimas - tai visų organizmų pašalinimas iš paviršiaus. Šis prietaisas nėra medicininio lygio ir neturėtų būti suvokiamas kaip toks.

3) Dar neįrodyta, kad šis prietaisas naikina virusus ir bakterijas. Netrukus išbandysiu, žr. 4 punktą.

4) Netrukus išbandysiu prietaiso efektyvumą. Norėdami tai padaryti, aš auginsiu kai kurias bakterijų kultūras ir parodysiu jas savo prietaisui skirtingą laiką. Tada stebėsiu bakterijų augimą, kad pamatyčiau, kaip šis prietaisas veiksmingai jas pašalina. Per ateinančias savaites būtinai paskelbsiu šio eksperimento nuotraukas ir vaizdo įrašus savo „Instagram“ir šioje pamokoje, todėl sekite naujienas!

ĮSPĖJIMAS: Šis prietaisas skleidžia UVC spinduliuotę, kuri kenkia žmogaus odai ir akims. Bandant lemputės grandinę ir naudojant prietaisą rankiniu režimu, reikia naudoti tinkamus UV apsauginius akinius ir viso kūno odos dangas. Šio prietaiso negalima naudoti šalia gyvūnų ar neapsaugotų žmonių. Saugumo sumetimais prietaisui įjungti reikia įvesti slaptažodį, kad neleistini vartotojai negalėtų įjungti lemputės.

Visas CAD, kodo ir grandinių schemas iš pradžių sukūriau aš, atsižvelgdamas į COVID-19 pandemiją. Jei kas nors turite pasiūlymų, kaip tai pagerinti, arba jei norite atlikti savo pakeitimus, padarykite tai ir praneškite man apie tai! Jei nuspręsite tai padaryti, atsiųskite man jos nuotrauką!

Apie mane:

Mano vardas Henry Mayne, o šiuo metu esu Bostono Šiaurės rytų universiteto elektrotechnikos trečio kurso studentas. Man ir mano kambario draugui patinka kurti tokius projektus, kaip šis, ir norime perduoti savo idėjas, todėl apsilankykite mūsų „Instagram“, kad pamatytumėte kai kuriuos kitus mūsų projektus ir dalykus, kurių siekėme. Jei norite sužinoti apie mano karjeros istoriją, apsilankykite mano „LinkedIn“puslapyje.

Prekės

Reikalingi įrankiai:

-3D spausdintuvas

-Lazerinis pjoviklis arba pjūklas

-Multimetras

-Lituoklis

-Lituoti dagtis arba lituoklio čiulptukas

-Karštas klijų pistoletas

-Lengvesnis arba karšto oro pistoletas

-UV lazeriniai akiniai

-Stiprios pirštinės

-Padedančios rankos

-Aleno veržliaraktis

-Atsuktuvas

-Žirklės

-Tikslus peilis

-Plokštelės

-laidų nuėmikliai

Bendrosios medžiagos:

-PLA gija (bet kokios spalvos)

-Aliuminio juosta

-Izoliacinė juosta

-Rosino šerdis

-Karšti klijai

-Super klijai

-8x 20 mm M3 varžtai

-18x 10 mm M3 varžtai

-26x M3 riešutai

-Suvyta varinė viela

-Šilumos susitraukimo vamzdžiai

-2 mm storio skaidrus akrilas

Elektroniniai komponentai (kad veiktų tiksliai šie elementai, pateiksiu nuorodas):

-GTL-3 UVC lemputė

www.amazon.com/gp/product/B07835252H/ref=p…

-E17 montuojamas lemputės lizdas (labai svarbu, kad gautumėte šį TIKRĄ lizdą, kad jis tilptų spaudinyje)

www.amazon.com/gp/product/B07J4ZTYWZ/ref=p…

-Maitinimo šaltinis (labai svarbu, kad gautumėte šį TIKRĄ maitinimo šaltinį, kitaip susidursite su problemomis)

www.amazon.com/gp/product/B083DSPRQG/ref=p…

-Padidinkite keitiklio plokštę (labai svarbu, kad gautumėte šią TIKRĄ plokštę, kitaip susidursite su problemomis)

www.amazon.com/gp/product/B07RT8YXSH/ref=p…

-MOSFET didelės galios jungiklių plokštė

www.amazon.com/gp/product/B07XJSRY6B/ref=p…

-3x 150 omų 5W rezistoriai

Aš juos gavau savo vietinėje elektronikos parduotuvėje, bet galbūt galite rasti internete

-Arduino nano

www.amazon.com/gp/product/B07KCH534K/ref=p…

-Sukamasis kodavimo modulis

www.amazon.com/gp/product/B07YFPV5N4/ref=p…

-Jungiklis

www.amazon.com/gp/product/B079JBF815/ref=p…

-OLED ekranas

www.amazon.com/gp/product/B072Q2X2LL/ref=p…

-2,1 mm statinės lizdas

www.amazon.com/gp/product/B074LK7G86/ref=p…

-Mažas pjezo garsinis signalas

www.amazon.com/Gikfun-Terminals-Passive-El…

1 žingsnis: 3D spausdinkite kūrinius

Pirmasis žingsnis yra gana paprastas, naudokite pateiktus.stl failus ir 3D spausdintuvą su tinkamu lovos dydžiu, kad išspausdintumėte visus 10 pasirinktinių dalių (jums reikės 2 langų plokščių ir 2 uždangos plokštelių). Prieš kiekvieną spausdinimą būtinai išlyginkite spausdinimo lovą ir nuvalykite ją izopropilo alkoholiu, ypač didelėms uždangalų plokštėms. Siūlau spausdinti po vieną kūrinį, nes jei jūsų spausdintuvas yra panašus į mano, jis gali būti nesėkmingas. Savaitgalį skirkite šiek tiek laiko, kol išspausdinsite visas dalis, nes tai užtruks daug valandų. Galiausiai, nuolat stebėkite savo 3D spausdintuvą, nes be priežiūros jis gali sukelti gaisrą.

2 žingsnis: laminuokite gaubtą aliuminio juosta

Naudodami aliuminio juostos ritinėlį, žirkles ir tikslų peilį, laminuokite priekinės plokštės vidų, galinę plokštę, kairį ir dešinį stuburą, abi gaubto plokštes ir abi lango plokštes. Tai padės nukreipti šviesą iš lemputės į sterilizavimo zoną, taip pat veiks kaip didžiulė lemputės ir rezistorių šilumos kriauklė. Kad tai būtų lengviau, pirmiausia stenkitės didelius plotus užklijuoti visa juostele, kad išvengtumėte per didelio pjovimo. Kai gabalai bus uždengti, naudokite tikslų peilį, kad supjaustytumėte kraštus ir skyles.

3 žingsnis: Iškirpkite ir įdiekite akrilo langus

Naudodami pjūklą arba lazerinį pjaustytuvą, jei turite, supjaustykite tinkamo dydžio akrilo plokštes, kurios tilps į stačiakampius langų plokščių įdubimus. Tada įdėkite gabalus į įdubas ir palei kraštus paleiskite super klijus. Jei viskas bus padaryta tinkamai, super klijai patys įsigers į įtrūkimus ir langas bus tvirtai pritvirtintas. Būtinai naudokite tik nedidelį klijų kiekį ir nelieskite akrilo, kad ant jo neliktų klijų pirštų atspaudų. Užtepę super klijus, leiskite gabalėliams išdžiūti ant lygaus paviršiaus 24 valandas. UVC spinduliuotė nepraeis pro akrilo plokštes, tačiau matoma mėlyna lemputės šviesa praeis, o tai suteiks prietaisui vėsios išvaizdos efektą.

4 žingsnis: Surinkite gaubtą

Naudodami 3x 20 mm M3 varžtus, 16x 10 mm M3 varžtus ir 19x M3 veržles, surinkite naujai laminuotą ir languotą gaubtą. Pradėkite pritvirtindami kairę ir dešinę stuburo dalis kartu su vienu 20 mm varžtu vidurinėje skylėje. Tada įstumkite priekines ir galines plokštes į vietą ir pritvirtinkite jas likusiais dviem 20 mm varžtais. Galinę plokštę galima atpažinti pagal 3 skylutes, ir ji turi būti sumontuota toje pusėje, kurioje bus rankena. Dabar pritvirtinkite dvi dideles gaubtų plokštes ir langų plokštes naudodami 16 10 mm M3 varžtų. Priveržkite visus varžtus, kad viskas būtų saugu.

5 žingsnis: sumontuokite UVC lemputę ir didelės galios rezistorius

Lituokite lygiagrečiai 3x 150 omų 5W rezistorius, kad gautumėte lygiavertį 50 omų atsparumą. Priežastis naudoti tris rezistorius vietoj 1 yra sumažinti kiekvieno atskiro rezistoriaus išsklaidomą galią ir padidinti šiluminę masę. Norint, kad lemputė tinkamai veiktų, rezistoriai turi išsklaidyti gana daug energijos, jei būtų naudojamas tik vienas rezistorius, jis labai įkaistų ir taptų gaisro pavojumi. Tada lydykite 50 omų ekvivalentinį pasipriešinimą nuosekliai su E17 lemputės lizdu, tinkamu laidų ilgiu, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Likusiais dviem 10 mm M3 varžtais pritvirtinkite E17 lemputės lizdą prie gaubto vidinės pusės, o aliuminio juostos gabalu pritvirtinkite rezistorius tiesiai po lizdu. Tada perkiškite du vielos galus per skylę, esančią galinės plokštės centre. Galų gale gaubto vidus turėtų atrodyti taip, kaip parodyta aukščiau. Jei lemputės ir rezistorių laiduose yra painiavos, peržiūrėkite pateiktą grandinės schemą.

6 veiksmas: užprogramuokite „Arduino“

Įkelkite pateiktą kodą į „Arduino nano“, nedvejodami pakeiskite mano kodą, ką tik norite, arba net parašykite savo nuo pat pradžių. Džiaugiuosi galėdamas pamatyti, ką kiti žmonės sugalvoja. Norėdami įkelti, pirmiausia turite įdiegti „Adafruit_SSD1306“ir „Adafruit_GFX“bibliotekas jums „Arduino IDE“. Numatytasis įrenginio slaptažodis yra 3399, jei norite pakeisti kodą, turite tai padaryti atlikdami šį veiksmą. Raskite kodo skyrių, matomą paveikslėlyje aukščiau, ir pakeiskite keturis slaptažodžio numerius pagal savo skonį. Kai būsite patenkinti, paspauskite „Arduino IDE“įkėlimo mygtuką ir palaukite, kol bus parašyta, kad įkėlimas baigtas.

7 veiksmas: išbandykite elektroniką ant duonos lentos

Naudodami pateiktą prijungimo schemą ir anksčiau užprogramuotą „Arduino“, prijunkite visas teisingas jungtis ant didelės duonos lentos. Įjungdami lemputę nepamirškite dėvėti UVC akinių ir viso kūno odos apsaugos, UVC kenkia žmogaus odai ir akims, todėl labai svarbu apriboti tiesioginį lemputės poveikį. Jei viskas veikia taip, kaip tikėtasi, galite pereiti prie kito žingsnio. Laidai kartais gali būti sudėtingi, todėl svarbu neskubėti atlikti šį veiksmą, kad ryšiai būtų teisingi ir suprastumėte, kaip jie veikia. (Atsakomybės apribojimas: kai kurios šio paveikslėlio dalys yra ankstyvosios prototipinės dalys, tačiau koncepcija yra ta pati)

8 žingsnis: prijunkite ir įdiekite elektroniką į rankeną

Tai bus sudėtingiausias žingsnis visame projekte. Jei neturite daug patirties litavimo ir elektros instaliacijos projektuose su daugybe jungčių, siūlau prieš tai šiek tiek pasimankštinti. Įsitikinkite, kad žinote, kaip nuimti laidus, tvirtai prijungti lydmetalį, naudoti termiškai susitraukiančius vamzdžius ir ypač įsitikinkite, kad galite viską sutvarkyti. Aš padariau tai gana sunku sau, nes turėjau tik vienos spalvos vielą, bet tikrai siūlau jums išeiti ir nusipirkti krūvą skirtingų spalvų. Prieš įjungdami lituoklį, turite atlikti keletą svarbių dalykų. Pirmas dalykas, kurį reikia padaryti, yra replėmis sulenkti kaiščius OLED ekrano gale, kad jie būtų lygiagrečiai ekrano galinei daliai ir nukreipti į apačią. Antras dalykas, kurį reikia padaryti, yra naudoti kai kurias reples, kad nupjautumėte besisukančio kodavimo plokštės kraštus, kad jie tilptų į rankeną. Dabar, kai šie svarbūs veiksmai baigti, įjunkite lituoklį ir įsigykite lydmetalio dagtį arba lituoklio čiulptuką. Naudodami šiuos įrankius, nuimkite visus kaiščius nuo rotacinio kodavimo plokštės ir „Arduino nano“. Tada naudokite susuktą vielą ir termiškai susitraukiantį vamzdelį, kad pritvirtintumėte ilgus laidus prie garsinio signalo, ekrano ir kodavimo įrenginio. Kai tai bus padaryta, naudokite karštą klijų pistoletą, kad pritvirtintumėte ekraną ir garsinį signalą, ir prisukite koduotuvą. Dabar, naudodami porą pagalbos rankų, nukirpkite laidus iki ilgio ir lituokite juos prie nano po vieną, būtinai dar kartą patikrinkite prijungimo taškus ir viską gerai izoliuokite termiškai susitraukiančiais vamzdeliais ir elektros juosta. Labai svarbu, kad visi jūsų laidai būtų kuo trumpesni, kitaip rankenoje nebus pakankamai vietos, kad viskas tilptų. Tada įkiškite vielą į statinės lizdą ir maitinimo jungiklį, pritvirtindami lizdą dideliu kiekiu karštų klijų. Paskutinėje dalyje turite pradėti sureguliuoti padidinimo keitiklį. Norėdami tai padaryti, prijunkite stiprintuvo keitiklio VIN gnybtus prie 5 V maitinimo šaltinio ir naudokite multimetrą, kad nuskaitytumėte įtampą VOUT gnybtuose. Sukite mažą mėlyną potenciometrą atsuktuvu, kol VOUT įtampa bus 25 V. Tada prijunkite suderintą padidinimo keitiklį, MOSFET jungiklį ir lemputės mazgą į likusią grandinės dalį, naudodamiesi MOSFET plokštės varžtais. Galiausiai, visiškai uždenkite stiprintuvo keitiklį ir MOSFET plokštę elektros juosta, kad išvengtumėte šortų.

9 žingsnis: Užbaikite galutinį surinkimą

Prieš viską sandariai uždarydami, išbandykite elektroniką ir įsitikinkite, kad nėra jokių šortų prieš prijungdami. Jei viskas veikia taip, kaip tikėtasi, įkiškite „Arduino“, stiprintuvo keitiklį ir MOSFET plokštę į rankenos pagrindą šalia maitinimo lizdas. Prieš bandydami viską sujungti, pabandykite įkišti perteklinį laidą į atviras vietas. Norėdami jį surinkti, pirmiausia uždėkite pusę rankenos ant gaubto tvirtinimo taško ir per tvirtinimo angas įkiškite du 20 mm M3 varžtus, kad pritvirtintumėte. Tada įdėkite kitą rankenos pusę į vietą ir įstumkite į du varžtus. Tada per abi rankenos puses įkiškite likusius tris 20 mm M3 varžtus. Naudodami mažą atsuktuvą, stumkite perteklinius laidus į rankeną, kol jis gali visiškai užsidaryti. Galiausiai užsukite veržles ant varžtų ir priveržkite, kol surinkimas bus baigtas!

10 veiksmas: mėgaukitės savo naujo kūrinio naudojimu

Naudodami šį prietaisą būtinai laikykitės tinkamų UV saugos gairių ir niekada nepalikite jo be priežiūros, kai jis įjungtas, nes lemputės rezistoriai gali įkaisti. Turint tai omenyje, mėgaukitės ja ir tikiuosi gauti daug naudingų atsiliepimų apie mano dizainą!

Antroji vieta pirmojo autoriaus konkurse