DIY ultraibolya sterilizáló eszköz (UVClean): 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Bevezetés

Sziasztok, és üdvözlöm az első tanításomban! Ebben a lépésenkénti útmutatóban megtanulhatja, hogyan kell létrehozni saját ultraibolya sterilizáló készülékét, amelyet pálcaként vagy automatikus sterilizáló kamraként lehet használni. Az UVClean névre hallgató készülék speciális UVC -izzót használ, amely percek alatt képes sterilizálni a nem porózus felületeket.

Jellemzők:

-Erős és ergonomikus kialakítás

-Eredeti 253,7 nm 3,5 W -os UVC izzó

-Kétszínű OLED kijelző

-Jelszóval védett felület

-Átfogó menürendszer

-Folyamatos kézi üzemmód és automatikus időzítő mód

FONTOS SZERKESZTÉS: Nem tudtam, hogy ennyire felrobban, de köszönöm mindenkinek, aki megnézte! Néhány fontos frissítést kell mondanom néhány dolog alapján, amelyet a megjegyzésekben láttam.

1) Készítse el ezt az eszközt saját felelősségére, sok embernek sok mondanivalója van az UV -biztonságról, és én biztosan nem vagyok szakértő. Megpróbálok válaszolni néhány ezzel kapcsolatos kérdésre, de a nap végén érdemes alaposan tanulmányoznia az UV -expozícióhoz szükséges biztonsági óvintézkedéseket, mielőtt úgy dönt, hogy megépíti ezt a készüléket.

2) Ez az eszköz valójában fertőtlenítő, nem sterilizáló. A fertőtlenítés az a folyamat, amelynek során a legtöbb élőlényt eltávolítják a felületről 99,9%-ban, míg a sterilizálás során az összes organizmust eltávolítják a felületről. Ez a készülék nem orvosi minősítésű, és nem szabad úgy tekinteni.

3) Ez az eszköz még nem bizonyítottan képes elpusztítani a vírusokat és baktériumokat. Hamarosan tesztelem, lásd a 4. pontot.

4) Hamarosan tesztelni fogom a készülék hatékonyságát. Ehhez néhány baktériumtenyészetet növeszteni fogok, és különböző időtartamra kiteszem őket a készülékemnek. Ezután megfigyelni fogom a baktériumok növekedését, hogy lássam, mennyire hatékony ez az eszköz a megszüntetésükben. Az elkövetkező hetekben minden bizonnyal közzéteszek képeket és videókat erről a kísérletről az instagramomra és erre a tanulságosra, ezért maradjon velünk!

FIGYELMEZTETÉS: Ez a készülék UVC sugárzást bocsát ki, amely káros az emberi bőrre és a szemre. Az izzó áramkörének tesztelésekor és a készülék kézi üzemmódban történő használatakor megfelelő UV -védőszemüveget és teljes testbőr borítást kell használni. A készüléket nem szabad állatok vagy védtelen emberek jelenlétében üzemeltetni. Biztonsági intézkedésként jelszót kell megadni az eszköz élesítéséhez, hogy megakadályozzák az illetéktelen felhasználók az izzó bekapcsolását.

Az összes CAD, kód és kapcsolási rajz eredetileg a COVID-19 világjárvány fényében készült. Ha valakinek van javaslata a javításra, vagy ha saját módosításokat szeretne végrehajtani, tegye meg, és tudassa velem mindezt! Ha mégis úgy döntesz, küldj egy képet róla!

Rólam:

A nevem Henry Mayne, jelenleg 3. éves villamosmérnöki hallgató vagyok a bostoni Northeastern Egyetemen. A szobatársam és én szívesen készítünk ilyen projekteket, és szeretnénk továbbadni az ötleteinket, ezért kérjük, nézze meg Instagramunkat, és tekintse meg néhány egyéb projektünket és dolgunkat. Ha szeretnél tudni a karriertörténetemről, nézd meg a LinkedIn oldalamat.

Kellékek

Szükséges eszközök:

-3d nyomtató

-Lézervágó vagy fűrész

-Multiméter

-Forrasztópáka

-Forrasztott kanóc vagy forrasztó balek

-Ragasztópisztoly

-Könnyebb vagy meleg levegő pisztoly

-UV lézeres szemüveg

-Nehéz kesztyű

-Segítő kezek

-Allen csavarkulcs

-Csavarhúzó

-Olló

-Pontos kés

-Fogó

-Vezeték -lehúzók

Általános anyagok:

-PLA szál (bármilyen színű)

-Alumínium szalag

-Elektromos szalag

-Rozin magforraszt

-Forró ragasztó

-Pillanatragasztó

-8x 20 mm -es M3 csavar

-18x 10mm M3 csavar

-26x M3 dió

-Szálon tartott rézhuzal

-Hőzsugorító cső

-2 mm vastag átlátszó akril

Elektronikai alkatrészek (Pontosan ezeknek a daraboknak kell működniük, linkeket adok):

-GTL-3 UVC izzó

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

-E17 rögzíthető izzófoglalat (nagyon fontos, hogy ezt a PONTOS foglalatot szerezze be, így illeszkedik a nyomtatáshoz)

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

-Tápegység (nagyon fontos, hogy ezt a PONTOS tápegységet szerezze be, különben problémákba ütközhet)

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

-Boost konverter kártya (nagyon fontos, hogy megszerezze ezt a PONTOS táblát, különben problémákba ütközhet)

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

-MOSFET nagyteljesítményű kapcsolótábla

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

-3x 150 ohmos 5W ellenállás

Ezeket a helyi elektronikai üzletemben szereztem be, de talán találsz valamit a neten

-Arduino nano

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

-Forgató kódoló modul

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

-Kapcsoló

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

-OLED képernyő

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

-2,1 mm -es hordós jack

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

-Kis piezo hangjelző

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

Lépés: Nyomtassa ki a darabokat 3D -ben

Az első lépés meglehetősen egyszerű: használja a mellékelt.stl fájlokat és a megfelelő méretű ágyú 3D nyomtatót mind a 10 egyedi darab kinyomtatásához (2 ablaklapra és 2 burkolólapra lesz szüksége). Ügyeljen arra, hogy a nyomtatóágyat vízszintbe állítsa, és izopropil -alkohollal törölje le minden nyomtatás előtt, különösen a nagy burkolatú panelek esetében. Azt javaslom, hogy nyomtasson egy -egy darabot, mert ha a nyomtatója hasonló az enyémhez, akkor hajlamos lehet a meghibásodásra. Állítson be egy kis időt a hétvégén az összes darab kinyomtatására, mert sok órát vesz igénybe. Végül ügyeljen arra, hogy folyamatosan figyelje a 3D nyomtatót, mivel felügyelet nélkül tűzveszélyes.

Lépés: Laminálja a burkolatot alumínium szalaggal

Egy tekercs alumínium szalaggal, ollóval és egy precíz o késsel laminálja az előlap belsejét, a hátlapot, a bal és jobb gerincet, mindkét lepellapot és mindkét ablakpanelt. Ez elősegíti a fény elvezetését az izzótól a sterilizációs terület felé, valamint hatalmas hűtőbordaként működik az izzó és az ellenállások számára. Ennek megkönnyítése érdekében először próbáljon nagy területeket lefedni egész szalagdarabokkal, hogy elkerülje a túl nagy vágást. Miután a darabokat lefedtük, egy pontos kés segítségével vágjuk le a széleket és a lyukakat.

Lépés: Vágja le és telepítse az akril ablakokat

Fűrész vagy - ha van - lézervágó segítségével vágja le a megfelelő méretű akrillapokat, amelyek illeszkednek az ablakpanelek téglalap alakú mélyedéseihez. Ezután helyezze a darabokat a mélyedésekbe, és futtasson szuper ragasztót a szélein. Ha megfelelően végzi, a szuper ragasztó magától beszivárog a repedésekbe, és az ablak szilárdan rögzítve lesz. Ügyeljen arra, hogy csak kis mennyiségű ragasztót használjon, és ne érintse meg az akrilt, nehogy ragasztó-ujjlenyomat kerüljön rá. Miután felvitte a szuperragasztót, hagyja a darabokat vízszintes felületen 24 órán át száradni. Az UVC sugárzás nem fog áthaladni az akrilpanelen, de az izzó látható kék fénye áthalad, így a készülék hűvös megjelenést kölcsönöz.

4. lépés: Szerelje össze a lepel

3x 20 mm -es M3 csavarok, 16x 10 mm M3 csavarok és 19x M3 anyák segítségével szerelje össze az újonnan laminált és ablakos burkolatot. Először rögzítse a bal és a jobb gerincdarabokat egy 20 mm -es csavarral a középső lyukban. Ezután csúsztassa a helyére az elülső és a hátsó lemezt, és rögzítse őket a maradék két 20 mm -es csavarral. A hátlapot a rajta lévő 3 lyuk alapján lehet azonosítani, és arra az oldalra kell felszerelni, ahová a markolat fog menni. Most rögzítse a két nagy burkolatlemezt és ablakpanelt a 16 10 mm -es M3 csavar segítségével. Húzza meg az összes csavart, hogy minden biztonságban legyen.

Lépés: Szerelje be az UVC izzót és a nagy teljesítményű ellenállásokat

A 3x 150 ohmos 5W -os ellenállásokat párhuzamosan forrasztja, hogy egyenértékű 50 ohmos ellenállást kapjon. Az 1 ellenállás helyett három ellenállás használatának oka az egyes ellenállásokon elosztott teljesítmény csökkentése és a termikus tömeg növelése. Az ellenállásoknak elég sok energiát kell elvezetniük ahhoz, hogy az izzó megfelelően működjön, ha csak egy ellenállást használnának, az rendkívül felforrósodna és tűzveszélyessé válna. Ezután forrasztja sorba az 50 ohmos egyenértékű ellenállást az E17 izzó foglalattal, megfelelő huzalhosszúsággal, amint a fenti képen látható. Rögzítse az E17 izzó foglalatot a burkolat belső oldalához a fennmaradó két 10 mm -es M3 csavarral, és egy darab alumínium szalaggal rögzítse az ellenállásokat közvetlenül a foglalat alatt. Ezután húzza át a két huzalvéget a hátlap közepén lévő lyukon. Végül a lepel belsejének úgy kell kinéznie, mint a fenti képen. Ha bármilyen zavar van az izzó és az ellenállások vezetékezésében, olvassa el a mellékelt kapcsolási rajzot.

6. lépés: Programozza be az Arduino programot

Töltse fel a megadott kódot Arduino nanójába, bátran módosítsa a kódomat, amit csak akar, vagy akár írja le a sajátját az alapoktól kezdve. Izgatottan várom, hogy mások mit találnak ki. A feltöltéshez először telepítenie kell mind az Adafruit_SSD1306, mind az Adafruit_GFX könyvtárat az Arduino IDE -hez. Az eszköz alapértelmezett jelszava 3399, ha meg szeretné változtatni a jelszót, akkor ezt a lépést kell tennie. Keresse meg a fenti képen látható kódrészletet, és tetszés szerint cserélje ki a jelszó négy számát. Ha elégedett, nyomja meg a feltöltés gombot az Arduino IDE -ben, és várja meg, amíg a felirat befejeződik.

7. lépés: Tesztelje az elektronikát egy kenyértáblán

A mellékelt kapcsolási rajz és a korábban beprogramozott Arduino segítségével végezze el az összes helyes csatlakozást egy nagy kenyérsütőn. Ne felejtse el viselni az UVC védőszemüveget és a teljes test bőrvédelmét az izzó bekapcsolásakor, az UVC káros az emberi bőrre és a szemre, és rendkívül fontos, hogy korlátozza az izzó közvetlen expozícióját. Ha minden a várt módon működik, akkor továbbléphet a következő lépésre. A kábelezés néha bonyolult lehet, és fontos, hogy szánjon időt erre a lépésre, hogy a kapcsolatok megfelelően működjenek, és megértsék azok működését. (Jogi nyilatkozat: Ezen a képen néhány alkatrész korai prototípus, de a koncepció ugyanaz.)

8. lépés: Csatlakoztassa és szerelje be az elektronikát a markolatba

Ez lesz a legnagyobb kihívás az egész projektben. Ha nincs sok tapasztalata forrasztási és huzalozási projektekben sok kapcsolattal, javaslom, hogy ezt megelőzően gyakoroljon egy kicsit. Győződjön meg róla, hogy tudja, hogyan kell lecsupaszítani a vezetékeket, erős forrasztási csatlakozásokat kötni, hőre zsugorodó csöveket használni, és különösen ügyeljen arra, hogy mindent rendben tartson. Ezt eléggé megnehezítettem magamnak, mert csak egy színű huzalom volt, de tényleg azt javaslom, hogy menjen ki és vásároljon egy csomó különböző színt. A forrasztópáka bekapcsolása előtt néhány fontos dolgot kell elvégeznie. Az első dolog, amit egy fogó segítségével meg kell hajlítani az OLED képernyő hátulján lévő csapok számára úgy, hogy párhuzamosak legyenek a képernyő hátoldalával, és alulra mutassanak. A második dolog, amit néhány fogó segítségével le kell vágni a forgó jeladó tábla felesleges éleiről, hogy illeszkedjen a markolatba. Most, hogy ezek a fontos lépések befejeződtek, kapcsolja be a forrasztópárat, és szerezzen be egy forrasztópisztolyot vagy egy forrasztópisztolyt. Ezekkel az eszközökkel távolítsa el az összes csapot a forgó jeladó tábláról és az Arduino nano -ról. Ezután használjon sodrott huzalt és zsugorcsövet, hogy hosszú vezetékeket rögzítsen a zümmögőhöz, a képernyőhöz és a kódolóhoz. Miután ez megtörtént, használjon forró ragasztópisztolyt a képernyő és a zümmögő rögzítéséhez, és csavarja be a kódolót. Most egy segítő kéz segítségével vágja le a vezetékeket hosszra, és egyesével forrasztja őket a nanohoz, győződjön meg róla, hogy kétszer ellenőrizze a csatlakozási pontokat, és szigeteljen mindent jól zsugorcsővel és elektromos szalaggal. Rendkívül fontos, hogy az összes vezeték a lehető legrövidebb legyen, különben nem lesz elég hely a markolatban ahhoz, hogy minden elférjen. Ezután csatlakoztassa a vezetékeket a hordó aljzatba és a főkapcsolóba, és erősítse fel az aljzatot nagy mennyiségű forró ragasztóval. Az utolsó részhez először a boost konverter hangolásával kell kezdeni. Ehhez csatlakoztassa az erősítő átalakító VIN kivezetéseit egy 5 V -os áramforráshoz, és multiméterrel olvassa le a VOUT csatlakozók feszültségét. Forgassa el a kis kék potenciométert egy csavarhúzóval, amíg a VOUT feszültsége 25 V értéket nem mutat. Ezután csatlakoztassa a hangolt erősítőátalakítót, a MOSFET kapcsolót és az izzószerelvényt az áramkör többi részéhez, a MOSFET -kártya csavaros kapcsai segítségével. Végül zárja le teljesen az erősítőátalakítót és a MOSFET kártyát elektromos szalaggal, hogy elkerülje a rövidzárlatot.

9. lépés: Végezze el a végső szerelést

Mielőtt mindent lezárna, végezzen egy tesztet az elektronikán, és győződjön meg arról, hogy nincs rövidzárlat a csatlakoztatás előtt. Ha minden a várt módon működik, tegye az Arduino -t, a boost -átalakítót és a MOSFET -kártyát a fogantyú aljába a tápcsatlakozó. Mielőtt megpróbálná összeszerelni, próbálja a felesleges drótot a markolat szabad helyére dugni. Az összeszereléshez kezdje úgy, hogy a fogantyú egyik felét a burkolat rögzítési pontjára helyezi, és két 20 mm -es M3 csavart a rögzítőnyílásokon keresztül rögzít. Ezután tegye a markolat másik felét a helyére, és nyomja be a két csavarba. Ezután helyezze át a fennmaradó három 20 mm -es M3 csavart a markolat mindkét felén. Egy kis csavarhúzóval tolja a felesleges vezetékeket a fogantyú belsejébe, amíg teljesen bezáródik. Végül csavarja fel az anyákat a csavarokra és húzza meg, amíg az összeszerelés befejeződik!

10. lépés: Élvezze az új alkotás használatát

Ügyeljen arra, hogy kövesse a megfelelő UV biztonsági irányelveket, amikor használja ezt a készüléket, és soha ne hagyja felügyelet nélkül, amíg be van kapcsolva, mivel az izzó ellenállások nagyon felforrósodhatnak. Ennek ellenére élvezze a használatát, és remélem, hogy sok hasznos visszajelzést kapok a tervezésemről!

Második hely az első szerzői versenyen