DIY naprava za ultravijolično sterilizacijo (UVClean): 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Uvod

Pozdravljeni in dobrodošli na mojem prvem pouku! V tem vodniku po korakih se boste naučili ustvariti svojo lastno ultravijolično sterilizacijsko napravo, ki jo lahko uporabite kot palico ali kot avtomatsko sterilizacijsko komoro. Naprava, imenovana UVClean, uporablja posebno žarnico UVC, ki lahko v nekaj minutah sterilizira neporozne površine.

Značilnosti vključujejo:

-Robustna in ergonomska oblika

-Originalna 253.7nm 3,5W UVC žarnica

-Dvobarvni OLED zaslon

-Vmesnik, zaščiten s kodo

-Celovit menijski sistem

-Neprekinjen ročni način in samodejni način časovnika

POMEMBNE EDITIJE: Nisem vedel, da bo to tako razneslo, a hvala vsem, ki ste si ogledali! Na podlagi nekaterih stvari, ki sem jih videl v komentarjih, moram povedati nekaj pomembnih posodobitev.

1) To napravo sestavite na lastno odgovornost, veliko ljudi ima veliko povedati o varnosti pred UV žarki, jaz pa zagotovo nisem strokovnjak. Poskusil bom odgovoriti na nekaj vprašanj v zvezi s tem, vendar bi morali ob koncu dneva dobro raziskati varnostne ukrepe, ki so potrebni za izpostavljenost ultravijoličnemu sevanju, preden se odločite za izdelavo te naprave.

2) Ta naprava je v resnici razkužilo, ne sterilizator. Sanitizacija je postopek odstranjevanja večine organizmov s površine 99,9%, sterilizacija pa postopek odstranjevanja VSEH organizmov s površine. Ta naprava ni medicinske kakovosti in je kot take ne bi smeli dojemati.

3) Ta naprava še ni dokazala, da ubija viruse in bakterije. Kmalu ga bom preizkusil, glej točko 4.

4) Kmalu bom preizkusil učinkovitost naprave. V ta namen bom gojil nekaj bakterijskih kultur in jih v različnih obdobjih izpostavljal svoji napravi. Nato bom opazoval rast bakterij, da vidim, kako učinkovita je ta naprava pri njihovem odpravljanju. Slike in videoposnetke tega poskusa bom v naslednjih tednih zagotovo objavil na svojem instagramu in na tem navodilu, zato bodite pozorni!

OPOZORILO: Ta naprava oddaja UVC sevanje, ki je škodljivo za človeško kožo in oči. Pri preskušanju vezja žarnice in pri uporabi naprave v ročnem načinu je treba uporabiti ustrezna zaščitna očala, zaščitena pred UV žarki, in zaščitne prevleke za celo telo. Naprave ne smete uporabljati v prisotnosti živali ali nezaščitenih ljudi. Kot varnostni ukrep je treba za aktiviranje naprave vnesti geslo, da se nepooblaščenim uporabnikom prepreči vžig žarnice.

Vse CAD, kode in diagrame vezij sem prvotno ustvaril v luči pandemije COVID-19. Če ima kdo od vas kakšen predlog, da bi ga izboljšal, ali če želite sami narediti kakšne spremembe, to storite in mi sporočite vse o tem! Če se odločite za izdelavo, mi pošljite sliko!

O meni:

Moje ime je Henry Mayne in trenutno sem študent 3. letnika elektrotehnike na Univerzi Northeastern v Bostonu. S sostanovalcem uživava pri ustvarjanju takšnih projektov in bi želela svoje ideje prenesti naprej, zato si oglejte naš Instagram in si oglejte še nekatere druge projekte in stvari, ki smo jih počeli. Če želite izvedeti o moji karierni zgodovini, si oglejte mojo stran LinkedIn.

Zaloge

Potrebna orodja:

-3D tiskalnik

-Laserski rezalnik ali žaga

-Multimeter

-Spajkalnik

-Stajk za spajkanje ali spajkanje

-Pištola za vroče lepilo

-Vžigalna pištola ali vroč zrak

-UV laserska očala

-Rokavice za težke obremenitve

-Roke v pomoč

-imbus ključ

-izvijač

-škarje

-Natančen nož

-Klešče

-Odstranjevalci žic

Splošni materiali:

-filament PLA (katere koli barve)

-Aluminijast trak

-električni trak

-Spajkanje jedra iz kolofonije

-Vroče lepilo

-Super lepilo

-8x 20 mm vijaki M3

-18x10 mm vijaki M3

-26x matice M3

-bakrena žica

-Termoskrčljive cevi

Prozoren akril debeline 2 mm

Elektronske komponente (za delo morajo biti ti deli, zagotovil bom povezave):

-GTL-3 UVC žarnica

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

-E17 vtič za žarnico (zelo pomembno je, da dobite to natančno vtičnico, da se prilega tisku)

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

-Napajanje (zelo pomembno je, da dobite točen napajalnik, sicer boste naleteli na težave)

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

-Povečajte pretvorniško ploščo (zelo pomembno je, da dobite to TOČNO ploščo, sicer boste naleteli na težave)

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

-MOSFET Stikalna plošča velike moči

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

-3x 150 ohm 5W upori

Te sem dobil v lokalni trgovini z elektroniko, morda pa jih najdete na spletu

-Arduino nano

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

-Modul rotacijskega dajalnika

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

-Preklopno stikalo

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

-OLED zaslon

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

2,1 mm cevna vtičnica

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

-Majhen piezo zvonec

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

1. korak: 3D -tiskanje kosov

Prvi korak je precej preprost: uporabite priložene datoteke.stl in 3D -tiskalnik s primerno velikostjo postelje, da natisnete vseh 10 kosov po meri (potrebovali boste 2 okenski plošči in 2 ogrinjala). Pred vsakim odtisom poravnajte tiskalno posteljo in jo obrišite z izopropilnim alkoholom, zlasti pri velikih ploščah. Predlagam, da natisnete en kos naenkrat, kajti če je vaš tiskalnik podoben mojemu, je lahko nagnjen k okvari. Ob koncu tedna si natisnite nekaj kosov, ker bo trajalo veliko ur. Nazadnje, nenehno spremljajte svoj 3D tiskalnik, saj je nevarnost požara, če ga pustite brez nadzora.

2. korak: Laminirajte pokrov z aluminijastim trakom

Z zvitkom aluminijastega traku, škarjami in natančnim nožem laminirajte notranjost sprednje plošče, zadnjo ploščo, levo in desno hrbtenico, obe plošči pokrova in obe okenski plošči. To bo pomagalo usmeriti svetlobo iz žarnice proti območju sterilizacije, pa tudi kot velik hladilnik za žarnico in upore. Da bi to olajšali, poskusite velike površine najprej prekriti s celimi trakovi, da se izognete prevelikemu rezanju. Ko so kosi pokriti, z natančnim nožem obrežite robove in luknje.

3. korak: Izrežite in namestite akrilna okna

Z žago ali laserskim rezalnikom, če ga imate, izrežite nekaj akrilnih plošč ustrezne velikosti, ki se prilegajo pravokotnim vdolbinam na okenskih ploščah. Nato kose položite v vdolbine in po robovih nanesite nekaj super lepila. Če bo izvedeno pravilno, bo super lepilo samo po sebi prodrlo v razpoke in okno bo trdno pritrjeno. Uporabljajte le majhno količino lepila in se ne dotikajte akrila, da se na njem ne odtisnejo lepilni prstni odtisi. Ko nanesete super lepilo, pustite, da se kosi 24 ur posušijo na ravni površini. UVC -sevanje ne bo prehajalo skozi akrilne plošče, ampak bo vidna modra svetloba žarnice, kar bo dalo napravi hladen videz.

4. korak: Sestavite pokrov

S 3x 20 mm vijaki M3, 16x 10 mm vijaki M3 in 19x maticami M3 sestavite novo laminiran in okenski pokrov. Začnite tako, da levi in desni del hrbtenice pritrdite skupaj z enim 20 mm vijakom v srednjo luknjo. Nato potisnite sprednjo in zadnjo ploščo na mesto in ju pritrdite s preostalimi dvema 20 mm vijakoma. Zadnjo ploščo lahko prepoznate po treh luknjah na njej in jo namestite na stran, kamor bo šel oprijem. Sedaj pritrdite dve veliki plošči pokrova in okenske plošče s pomočjo 16 10 mm vijakov M3. Privijte vse vijake, da bo vse varno.

5. korak: Namestite žarnico UVC in upore velike moči

3x 150 ohmskih 5W uporov vzporedno spajkajte, da dobite enakovreden upor 50 ohmov. Razlog za uporabo treh uporov namesto 1 je zmanjšanje moči, ki se razprši skozi vsak posamezen upor, in povečanje toplotne mase. Upori morajo za pravilno delovanje žarnice razpršiti precej energije, če bi uporabili le en upor, bi se zelo segrel in postal požarno ogrožen. Nato spajajte 50 ohmski ekvivalentni upor zaporedoma z vtičnico za žarnico E17 z ustreznimi dolžinami žice, kot je prikazano na zgornji sliki. Pritrdite vtičnico žarnice E17 na notranjo stran pokrova z uporabo preostalih dveh 10 mm vijakov M3 in s kosom aluminijastega traku pritrdite upore neposredno pod vtičnico. Nato dva konca žice speljite skozi luknjo na sredini zadnje plošče. Na koncu mora biti notranjost pokrova podobna zgornji sliki. Če pride do zmede pri ožičenju žarnice in uporov, glejte priloženo shemo vezja.

6. korak: Programirajte Arduino

Naloženo kodo naložite v svoj Arduino nano, lahko spremenite mojo kodo, kolikor želite, ali celo svojo od začetka. Navdušen sem, ko vidim, kaj si drugi zamislijo. Če želite naložiti, morate najprej v Arduino IDE namestiti knjižnici Adafruit_SSD1306 in Adafruit_GFX. Privzeto geslo za napravo je 3399, če želite spremeniti geslo, morate to narediti v tem koraku. Poiščite razdelek v kodi, prikazani na zgornji sliki, in zamenjajte štiri številke gesla po vaših željah. Ko ste zadovoljni, pritisnite gumb za nalaganje v Arduino IDE in počakajte, da piše, da je nalaganje končano.

7. korak: Preizkusite elektroniko na ploščici

S priloženim vezalnim načrtom in predhodno programiranim Arduinom vzpostavite vse pravilne povezave na veliki plošči. Pri vklopu žarnice ne pozabite nositi zaščitnih očal UVC in zaščite celotne kože telesa, saj je UVC škodljiv za človeško kožo in oči, zato je zelo pomembno omejiti neposredno izpostavljenost žarnici. Če vse deluje po pričakovanjih, lahko preidete na naslednji korak. Ožičenje je včasih lahko težavno in pomembno je, da si s tem korakom vzamete čas, da vzpostavite prave povezave in razumete, kako delujejo. (Zavrnitev odgovornosti: Nekateri deli na tej sliki so deli zgodnjih prototipov, vendar je koncept enak)

8. korak: Ožičite in namestite elektroniko v ročaj

To bo najbolj zahteven korak v celotnem projektu. Če nimate veliko izkušenj pri projektih spajkanja in ožičenja z veliko povezavami, predlagam, da pred tem malo vadite. Poskrbite, da boste slekli žice, naredili močne spajkalne povezave, uporabili toplotno skrčljive cevi in še posebej poskrbeli, da bo vse organizirano. To sem si precej otežil, ker sem imel samo eno barvo žice, vendar vam resnično predlagam, da greste ven in kupite kup različnih barv. Preden sploh vklopite spajkalnik, morate narediti nekaj pomembnih stvari. Najprej morate s kleščami upogniti zatiče na zadnji strani zaslona OLED, tako da so vzporedni s hrbtno stranjo zaslona in usmerjeni proti dnu. Druga stvar, ki jo morate storiti, je, da z nekaj klešč odrežete odvečne robove plošče vrtljivega dajalnika, tako da se prilega oprijemu. Zdaj, ko so ti pomembni koraki zaključeni, vklopite spajkalnik in si priskrbite spajkalni stenj ali sesalnik. S temi orodji odstranite vse zatiče z vrtljive plošče dajalnika in Arduino nano. Nato uporabite nasedlo žico in toplotno skrčljivo cev, da na brenčalo, zaslon in dajalnik pritrdite dolge žice. Ko to storite, z vročo pištolo za lepilo pritrdite zaslon in brenčalo ter privijte kodirnik. Zdaj z rokami za pomoč obrežite žice po dolžini in jih eno za drugo spajkajte na nano, pri čemer morate dvakrat preveriti priključne točke in vse dobro izolirati s toplotno skrčljivo cevjo in električnim trakom. Izjemno pomembno je, da je ožičenje čim krajše, sicer v ročaju ne bo dovolj prostora, da bi se vse prilegalo. Nato povežite vtič v sodu in stikalo za vklop, pritrdite vtič z veliko količino vročega lepila. Za zadnji del morate začeti s prilagajanjem pretvornika za povečanje. V ta namen priključite priključke VIN ojačevalnega pretvornika na vir napajanja 5 V in z multimetrom preberite napetost na priključkih VOUT. Z izvijačem obrnite majhen modri potenciometer, dokler napetost pri VOUT ne odčita 25V. Nato priključite nastavljeni ojačevalni pretvornik, stikalo MOSFET in sklop žarnice v preostali del vezja z uporabo vijačnih sponk na plošči MOSFET. Kot zadnji ukrep pretvornik za povečanje moči in ploščo MOSFET popolnoma pokrijte z električnim trakom, da preprečite kratke stike.

9. korak: Dokončajte končno montažo

Preden vse dobro zaprete, preizkusite elektroniko in se prepričajte, da ni kratkih hlač, preden jo priključite. Če vse deluje po pričakovanjih, vstavite Arduino, ojačevalni pretvornik in MOSFET ploščo v podnožje ročaja blizu vtičnico. Odvečno žico poskušajte vtakniti v odprte prostore v ročaju, preden jo poskušate sestaviti skupaj. Če ga želite sestaviti, začnite tako, da polovico ročaja namestite na pritrdilno točko na pokrovu in skozi pritrdilne luknje vstavite dva 20 mm vijaka M3, da ga pritrdite. Nato postavite drugo polovico ročaja na mesto in ga potisnite v dva vijaka. Nato v obe polovici ročaja vstavite preostale tri 20 mm vijake M3. Z majhnim izvijačem potisnite odvečne žice v ročaj, da se popolnoma zaprejo. Na koncu privijte matice na vijake in jih privijte, dokler montaža ni končana!

10. korak: Uživajte v uporabi svojega novega ustvarjanja

Pri uporabi te naprave upoštevajte ustrezne varnostne smernice glede UV -žarkov in je nikoli ne pustite brez nadzora, medtem ko se upori žarnice lahko zelo segrejejo. Ob tem uživajte v uporabi in upam, da bom o mojem dizajnu dobil veliko koristnih povratnih informacij!

Podprvak na prvem tekmovanju avtorjev