DIY ultravioletās sterilizācijas ierīce (UVClean): 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Ievads

Sveiki visiem un laipni lūdzam manā pirmajā pamācībā! Šajā soli pa solim jūs uzzināsit, kā izveidot savu ultravioletās sterilizācijas ierīci, ko var izmantot vai nu kā zizli, vai kā automātisku sterilizācijas kameru. Ierīce, ko sauc par UVClean, izmanto īpašu UVC spuldzi, kas dažu minūšu laikā var sterilizēt neporozas virsmas.

Funkcijās ietilpst:

-izturīgs un ergonomisks dizains

-Īsta 253,7 nm 3,5 W UVC spuldze

-Divkrāsains OLED displejs

-Ar piekļuves kodu aizsargāts interfeiss

-Visaptveroša izvēlņu sistēma

-Nepārtraukts rokas režīms un automātiskais taimera režīms

SVARĪGI EDITS: Es nezināju, ka tas tik ļoti uzspridzināsies, bet paldies visiem, kas paskatījās! Man ir daži svarīgi atjauninājumi, kas jāsaka, pamatojoties uz kādu lietu, ko esmu redzējis komentāros.

1) Izveidojiet šo ierīci uz savu risku, daudziem cilvēkiem ir daudz ko teikt par UV drošību, un es noteikti neesmu eksperts. Es centīšos atbildēt uz dažiem jautājumiem par to, bet dienas beigās jums vajadzētu rūpīgi izpētīt drošības pasākumus, kas nepieciešami UV iedarbībai, pirms izlemjat izveidot šo ierīci.

2) Šī ierīce patiesībā ir dezinfekcijas līdzeklis, nevis sterilizators. Dezinfekcija ir process, kurā lielākā daļa organismu tiek noņemti no virsmas 99,9%, savukārt sterilizācija ir VISU organismu noņemšana no virsmas. Šī ierīce nav medicīniska, un to nevajadzētu uztvert kā tādu.

3) Vēl nav pierādīts, ka šī ierīce nogalina vīrusus un baktērijas. Es drīz to pārbaudīšu, skatiet 4. punktu.

4) Es drīz pārbaudīšu ierīces efektivitāti. Lai to izdarītu, es audzēšu dažas baktēriju kultūras un pakļaušu tās savai ierīcei dažādu laika periodu. Pēc tam es novērošu baktēriju augšanu, lai redzētu, cik efektīva šī ierīce ir to iznīcināšanā. Es noteikti ievietošu šī eksperimenta attēlus un videoklipus savā instagram un šajā pamācībā nākamajās nedēļās, tāpēc sekojiet līdzi!

BRĪDINĀJUMS: Šī ierīce izstaro UVC starojumu, kas ir kaitīgs cilvēka ādai un acīm. Pārbaudot spuldzes ķēdi un darbinot ierīci rokas režīmā, jāizmanto atbilstošas UV aizsargbrilles un visa ķermeņa ādas apvalki. Šo ierīci nedrīkst lietot dzīvnieku vai neaizsargātu cilvēku klātbūtnē. Lai aizsargātu ierīci, drošības nolūkos ir jāievada piekļuves kods, lai novērstu to, ka neatļauti lietotāji nevar ieslēgt spuldzi.

Visas CAD, koda un shēmas diagrammas sākotnēji izveidoju es, ņemot vērā COVID-19 pandēmiju. Ja kādam no jums ir kādi ieteikumi, kā to uzlabot, vai ja vēlaties veikt kādas izmaiņas, lūdzu, dariet to un dariet man zināmu visu par to! Ja jūs nolemjat to izgatavot, lūdzu, atsūtiet man tā attēlu!

Par mani:

Mani sauc Henrijs Meins, un šobrīd esmu 3. kursa elektrotehnikas students Ziemeļaustrumu universitātē Bostonā. Man un manai istabas biedrenei patīk veidot tādus projektus kā šis, un mēs vēlamies nodot tālāk savas idejas, tāpēc, lūdzu, apskatiet mūsu Instagram, lai redzētu dažus citus mūsu projektus un lietas, ko esam paveikuši. Ja vēlaties uzzināt par manu karjeras vēsturi, apskatiet manu LinkedIn lapu.

Piegādes

Nepieciešamie rīki:

-3D printeris

-Lāzera griezējs vai zāģis

-Multimetrs

-Lodāmurs

-Lodmetāla dakts vai lodēt zīdējs

-Karstā līmes pistole

-Vieglāks vai karstā gaisa lielgabals

-UV lāzera brilles

-Lieljaudas cimdi

-Palīdzīgas rokas

-Allen uzgriežņu atslēga

-Skrūvgriezis

-Šķēres

-precīzs nazis

-knaibles

-vadu noņēmēji

Vispārīgi materiāli:

-PLA kvēldiegs (jebkura krāsa)

-Alumīnija lente

-Elektriskā lente

-Rozīna kodola lodēšana

-Karstā līme

-Super līme

-8x 20 mm M3 skrūves

-18x 10 mm M3 skrūves

-26x M3 uzgriežņi

-Vadīta vara stieple

-Karstuma saraušanās caurules

-2 mm biezs caurspīdīgs akrils

Elektroniskie komponenti (lai tie darbotos, tiem jābūt precīzi, es sniegšu saites):

-GTL-3 UVC spuldze

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

-E17 montējama spuldzes ligzda (ir ļoti svarīgi iegūt šo EXACT ligzdu, lai tā ietilptu drukā)

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

-Barošanas avots (ir ļoti svarīgi iegūt šo PRECĪZO barošanas avotu, pretējā gadījumā jums radīsies problēmas)

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

-Pastipriniet pārveidotāja paneli (ir ļoti svarīgi iegūt šo PRECĪZO dēli, pretējā gadījumā jums radīsies problēmas)

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

-MOSFET Lieljaudas slēdža dēlis

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

-3x 150 omi 5W rezistori

Es tos ieguvu savā vietējā elektronikas veikalā, bet varbūt jūs varat atrast dažus tiešsaistē

-Arduino nano

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

-Rotācijas kodētāja modulis

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

-Pārslēgšanas slēdzis

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

-OLED ekrāns

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

-2,1 mm mucas domkrats

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

-Mazs pjezo skaņas signāls

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

1. darbība: 3D drukājiet gabalus

Pirmais solis ir pavisam vienkāršs. Izmantojiet piedāvātos.stl failus un 3D printeri ar piemērotu gultas izmēru, lai izdrukātu visus 10 pielāgotos gabalus (jums būs nepieciešami 2 logu paneļi un 2 apvalku plāksnes). Pirms katras drukāšanas noteikti izlīdziniet drukas gultu un noslaukiet to ar izopropilspirtu, it īpaši lielajiem apvalku paneļiem. Es iesaku drukāt vienu gabalu vienlaikus, jo, ja jūsu printeris ir kaut kas līdzīgs manējam, tas var būt pakļauts neveiksmei. Nedēļas nogalē iestatiet kādu laiku, lai izdrukātu visus gabalus, jo tas prasīs daudzas stundas. Visbeidzot, pastāvīgi uzraugiet savu 3D printeri, jo bez uzraudzības tas ir ugunsbīstams.

2. solis: laminējiet apvalku ar alumīnija lenti

Izmantojot alumīnija lentes rulli, šķēres un precīzu nazi, laminējiet priekšējās plāksnes iekšpusi, aizmugurējo plāksni, kreiso un labo mugurkaulu, abas apvalka plāksnes un abus loga paneļus. Tas palīdzēs novirzīt gaismu no spuldzes uz sterilizācijas zonu, kā arī darbosies kā liela spuldzes un rezistoru siltuma izlietne. Lai to atvieglotu, vispirms mēģiniet pārklāt lielas platības ar veseliem lentes gabaliem, lai izvairītos no pārāk lielas griešanas. Kad gabali ir pārklāti, izmantojiet precīzu o nazi, lai sagrieztu malas un caurumus.

3. darbība: izgrieziet un instalējiet akrila logus

Izmantojot zāģi vai lāzera griezēju, ja tāds ir, sagrieziet atbilstoša izmēra akrila rūtis, kas iederēsies logu paneļu taisnstūrveida iedobēs. Pēc tam ievietojiet gabalus depresijās un pa malām uzklājiet superlīmi. Ja tas ir izdarīts pareizi, superlīme pati iesūcas plaisās un logs būs stingri nostiprināts. Noteikti izmantojiet tikai nelielu daudzumu līmes un nepieskarieties akrilam, lai izvairītos no līmes pirkstu nospiedumu nokļūšanas. Kad esat uzklājis superlīmi, ļaujiet gabaliņiem nožūt uz līdzenas virsmas 24 stundas. UVC starojums neizies cauri akrila paneļiem, bet redzamā zilā gaisma no spuldzes izies cauri, radot ierīcei vēsu izskatu.

4. solis: salieciet apvalku

Izmantojot 3x 20 mm M3 skrūves, 16x 10 mm M3 skrūves un 19x M3 uzgriežņus, salieciet tikko laminēto un loga apvalku. Sāciet, piestiprinot kreisās un labās mugurkaula daļas kopā ar vienu 20 mm skrūvi vidējā caurumā. Pēc tam iebīdiet priekšējās un aizmugurējās plāksnes un nostipriniet tās ar atlikušajām divām 20 mm skrūvēm. Aizmugurējo plāksni var atpazīt pēc 3 caurumiem uz tās, un tā jāuzstāda tajā pusē, kur satiksies. Tagad, izmantojot 16 10 mm M3 skrūves, piestipriniet divas lielās apvalku plāksnes un logu paneļus. Pievelciet visas skrūves, lai viss būtu droši.

5. solis: uzstādiet UVC spuldzi un lieljaudas rezistorus

Lodējiet 3x 150 omu 5W rezistorus paralēli, lai iegūtu līdzvērtīgu 50 omu pretestību. Iemesls trīs rezistoru izmantošanai 1 vietā ir samazināt katra atsevišķā rezistora izkliedēto jaudu un palielināt termisko masu. Lai spuldze darbotos pareizi, rezistoriem ir jāizdala diezgan daudz enerģijas, ja tiktu izmantots tikai viens rezistors, tas ļoti uzsilst un kļūs par ugunsbīstamu. Pēc tam lodējiet 50 omu ekvivalento pretestību sērijveidā ar spuldzes E17 ligzdu ar atbilstošu vadu garumu, kā redzams attēlā iepriekš. Nostipriniet E17 spuldzes ligzdu apvalka iekšpusē, izmantojot atlikušās divas 10 mm M3 skrūves, un izmantojiet alumīnija lentes gabalu, lai nostiprinātu rezistorus tieši zem kontaktligzdas. Pēc tam izvelciet abus stieples galus caur caurumu aizmugurējās plāksnes centrā. Galu galā apvalka iekšpusei vajadzētu izskatīties kā attēlā iepriekš. Ja spuldzes un rezistoru vados ir neskaidrības, skatiet pievienoto shēmu.

6. solis: ieprogrammējiet Arduino

Augšupielādējiet norādīto kodu savā Arduino nano, nekautrējieties mainīt manu kodu, ko vēlaties, vai pat uzrakstiet savu no paša sākuma. Es priecājos redzēt, ko citi cilvēki izdomā. Lai augšupielādētu, vispirms jums ir jāinstalē gan Adafruit_SSD1306, gan Adafruit_GFX bibliotēkas Arduino IDE. Ierīces noklusējuma piekļuves kods ir 3399, ja vēlaties mainīt piekļuves kodu, tas jādara šajā solī. Atrodiet attēlā redzamo koda sadaļu un pēc saviem ieskatiem nomainiet četrus piekļuves koda ciparus. Kad esat apmierināts, nospiediet augšupielādes pogu Arduino IDE un pagaidiet, līdz tiek teikts, ka augšupielāde ir pabeigta.

7. darbība: pārbaudiet elektroniku uz maizes dēļa

Izmantojot pievienoto shēmu un iepriekš ieprogrammēto Arduino, izveidojiet visus pareizos savienojumus uz lielas maizes dēļa. Atcerieties, ka, ieslēdzot spuldzi, jāvalkā UVC aizsargbrilles un visa ķermeņa ādas aizsardzība, UVC ir kaitīga cilvēka ādai un acīm, un ir ārkārtīgi svarīgi ierobežot spuldzes tiešo iedarbību. Ja viss darbojas kā paredzēts, varat pāriet uz nākamo darbību. Elektroinstalācija dažreiz var būt sarežģīta, un ir svarīgi veltīt laiku šim solim, lai pareizi izveidotu savienojumus un saprastu, kā tie darbojas. (Atruna: dažas šajā attēlā redzamās daļas ir agrīnas prototipa daļas, taču jēdziens ir tāds pats)

8. solis: pievienojiet un uzstādiet elektroniku satvērienā

Tas būs vissarežģītākais solis visā projektā. Ja jums nav lielas pieredzes lodēšanas un elektroinstalācijas projektos ar daudziem savienojumiem, iesaku pirms tam nedaudz praktizēt. Pārliecinieties, ka zināt, kā atkailināt vadus, izveidot spēcīgus lodēšanas savienojumus, izmantot termiski saraušanās caurules un īpaši pārliecināties, ka varat visu sakārtot. Es to izdarīju diezgan grūti sev, jo man bija tikai viena stieples krāsa, bet es tiešām iesaku jums iziet un nopirkt virkni dažādu krāsu. Pirms ieslēdzat lodāmuru, ir jāveic dažas svarīgas lietas. Pirmais, kas jādara, ir izmantot knaibles, lai saliektu tapas OLED ekrāna aizmugurē tā, lai tās būtu paralēlas ekrāna aizmugurē un vērstas uz leju. Otra lieta, kas jādara, ir izmantot dažas knaibles, lai noņemtu rotējošā kodētāja plates liekās malas tā, lai tā ietilptu satvērienā. Tagad, kad šīs svarīgās darbības ir pabeigtas, ieslēdziet lodāmuru un iegūstiet kādu lodēšanas dakti vai lodēšanas sūkni. Izmantojot šos rīkus, noņemiet visas tapas gan no rotējošā kodētāja plates, gan no Arduino nano. Tālāk izmantojiet pavedienu un termiski saraušanās cauruli, lai pievienotu garus vadus pie skaņas signāla, ekrāna un kodētāja. Kad tas ir izdarīts, izmantojiet karstu līmes pistoli, lai nostiprinātu ekrānu un skaņas signālu, un ieskrūvējiet kodētāju. Tagad, izmantojot palīdzīgu roku pāri, sagrieziet vadus garumā un pielieciet tos pie nano pa vienam, pārliecinieties, ka vēlreiz pārbaudāt savienojuma punktus un labi izolējat visu ar saraušanās caurulēm un elektrisko lenti. Ir ārkārtīgi svarīgi, lai visa jūsu elektroinstalācija būtu pēc iespējas īsāka, pretējā gadījumā rokturī nebūs pietiekami daudz vietas, lai viss būtu piemērots. Pēc tam ievietojiet vadu mucas ligzdā un barošanas slēdzī, nostiprinot domkratu ar lielu daudzumu karstas līmes. Pēdējā daļā jums jāsāk ar pastiprinātāja pārveidotāja noregulēšanu. Lai to izdarītu, pievienojiet pastiprinātāja VIN spailes līdz 5 V barošanas avotam un izmantojiet multimetru, lai nolasītu spriegumu VOUT spailēs. Pagrieziet mazo zilo potenciometru ar skrūvgriezi, līdz spriegums pie VOUT nolasa 25 V. Pēc tam pievienojiet noregulētā pastiprinātāja pārveidotāju, MOSFET slēdzi un spuldzes komplektu pārējā ķēdē, izmantojot MOSFET plates skrūvju spailes. Visbeidzot, pilnībā pārklājiet pastiprinātāja pārveidotāju un MOSFET plāksni elektriskā lentē, lai novērstu īssavienojumus.

9. solis: pabeidziet galīgo montāžu

Pirms visu aizzīmogojat, pārbaudiet elektroniku un pārliecinieties, vai pirms pievienošanas nav īssavienojumu. Ja viss darbojas, kā paredzēts, ievelciet Arduino, pastiprinātāja pārveidotāju un MOSFET plāksni roktura pamatnē netālu. strāvas ligzda. Pirms mēģināt to visu salikt kopā, mēģiniet ievietot lieko stiepli brīvās vietās. Lai to saliktu, vispirms ielieciet pusi no rokturi uz stiprinājuma vietas uz apvalka un ievietojiet divas 20 mm M3 skrūves caur stiprinājuma atverēm, lai to nostiprinātu vietā. Pēc tam ievietojiet rokturi otru pusi vietā un iespiediet to abās skrūvēs. Pēc tam izvelciet atlikušās trīs 20 mm M3 skrūves caur abām roktura pusēm. Izmantojot nelielu skrūvgriezi, spiediet visus liekos vadus roktura iekšpusē, līdz tas var pilnībā aizvērties. Visbeidzot, uzgrieziet uzgriežņus uz skrūvēm un pievelciet, līdz montāža ir pabeigta!

10. solis: izbaudiet sava jaunā radījuma izmantošanu

Lietojot šo ierīci, noteikti ievērojiet pareizos UV drošības norādījumus un nekad neatstājiet to bez uzraudzības, kamēr tā ir ieslēgta, jo spuldzes rezistori var sakarst. Ņemot to vērā, izbaudiet tā izmantošanu, un es ceru iegūt daudz noderīgu atsauksmju par manu dizainu!

Otrās vietas ieguvējs pirmo reizi autoru konkursā