DIY ultraviolett -steriliseerimisseade (UVClean): 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Sissejuhatus

Tere kõigile ja tere tulemast minu esimesele juhendatavale! Selles samm -sammulises juhendis saate teada, kuidas luua oma ultraviolett -steriliseerimisseade, mida saab kasutada võlukeppina või automaatse steriliseerimiskambrina. Seade, mida nimetatakse UVCleaniks, kasutab spetsiaalset UVC pirni, mis suudab mittepoorsed pinnad mõne minutiga steriliseerida.

Funktsioonide hulka kuuluvad:

-Tugev ja ergonoomiline disain

-Ehtne 253,7 nm 3,5 W UVC pirn

-kahevärviline OLED-ekraan

-Pääsukoodiga kaitstud liides

-kõikehõlmav menüüsüsteem

-Pidev käeshoitav režiim ja automaatne taimerirežiim

TÄHTIS EDITS: Ma ei teadnud, et see nii palju õhku paiskab, aga aitäh kõigile, kes vaatasid! Mul on mõned olulised värskendused öelda mõne asja põhjal, mida olen kommentaarides näinud.

1) Ehitage see seade omal vastutusel, paljudel inimestel on UV -ohutuse kohta palju öelda ja ma pole kindlasti ekspert. Püüan vastata mõnele sellekohasele küsimusele, kuid päeva lõpuks peaksite enne selle seadme ehitamist otsustama mõned head ettevaatusabinõud, mis on vajalikud UV -kiirgusega kokkupuutumiseks.

2) See seade on tegelikult desinfitseerija, mitte steriliseerija. Desinfitseerimine on protsess, mille käigus enamik organisme eemaldatakse pinnalt 99,9%, samas kui steriliseerimine on protsess, mille käigus KÕIK organismid eemaldatakse pinnalt. See seade ei ole meditsiiniline ja seda ei tohiks sellisena tajuda.

3) See seade ei ole veel tõestanud viiruste ja bakterite tapmist. Katsetan seda varsti, vt punkt 4.

4) Varsti katsetan seadme tõhusust. Selleks kasvatan mõningaid bakterikultuure ja paljastan need oma seadmele erineva aja jooksul. Seejärel jälgin bakterite kasvu, et näha, kui tõhus see seade nende kõrvaldamisel on. Kindlasti postitan lähinädalatel selle instagrammi ja selle juhendi juurde selle katse pildid ja videod, nii et olge lainel!

HOIATUS: See seade kiirgab UVC kiirgust, mis on kahjulik inimese nahale ja silmadele. Lambiahela testimisel ja seadme käsirežiimis kasutamisel tuleb kasutada sobivaid UV -kaitseprille ja kogu keha nahakatteid. Seda seadet ei tohi kasutada loomade ega kaitsmata inimeste juuresolekul. Ohutusmeetmena tuleb seadme sisselülitamiseks sisestada pääsukood, et vältida volitamata kasutajate pirni sisselülitamist.

Kõik CAD-, kood- ja lülitusskeemid lõin algselt COVID-19 pandeemia valguses. Kui kellelgi teist on ettepanekuid selle parandamiseks või kui soovite oma muudatusi teha, tehke seda ja andke mulle sellest kõigest teada! Kui otsustate selle teha, saatke mulle sellest pilt!

Minust:

Minu nimi on Henry Mayne ja olen praegu Bostoni kirdeülikooli 3. kursuse elektrotehnikaüliõpilane. Mu toakaaslane ja mulle meeldib selliseid projekte teha ja tahame oma ideid edasi anda, seega vaadake palun meie Instagrami, et näha mõningaid meie teisi projekte ja asju, millega oleme tegelenud. Kui soovite minu karjääri ajaloost teada saada, vaadake minu LinkedIni lehte.

Tarvikud

Vajalikud tööriistad:

-3D printer

-laserlõikur või saag

-Multimeeter

-Jootekolb

-jootetakk või jootmisnõel

-Kuum liimipüstol

-Kergem või kuumaõhupüstol

-UV laserprillid

-Vastupidavad kindad

-Aitavad käed

-Alleni mutrivõti

-Kruvikeeraja

-Käärid

-Täpne nuga

-Tangid

-Traadi eemaldajad

Üldised materjalid:

-PLA hõõgniit (mis tahes värvi)

-Alumiiniumlint

-elektriline lint

-Rosin südamiku jootma

-Kuum liim

-Super liim

-8x 20mm M3 poldid

-18x 10mm M3 poldid

-26x M3 pähkleid

-Keermestatud vasktraat

-Kuumuta kahanev toru

-2 mm paks läbipaistev akrüül

Elektroonilised komponendid (töötamiseks peavad need täpsed osad olema, annan lingid):

-GTL-3 UVC pirn

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

-E17 monteeritav pirnipesa (on väga oluline, et saaksite selle EXACT pesa, nii et see sobib trükis)

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

-Toide (on väga oluline, et saaksite selle TÄPSE toiteallika, vastasel juhul tekivad probleemid)

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

-Võimendage muunduriplaati (on väga oluline, et saaksite selle TÄPSE plaadi, vastasel juhul tekivad probleemid)

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

-MOSFET suure võimsusega lülitiplaat

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

-3x 150 oomi 5W takistid

Sain need oma kohalikust elektroonikapoest, kuid võib -olla leiate neid Internetist

-Arduino nano

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

-Rotary encoder moodul

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

-Lüliti

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

-OLED ekraan

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

-2,1 mm tünni pistik

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

-Väike piesosummer

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

Samm: printige tükid 3D -vormingus

Esimene samm on üsna lihtne. Kasutage kaasasolevaid.stl -faile ja sobiva voodisuurusega 3D -printerit, et printida kõik 10 kohandatud tükki (vajate 2 aknapaneeli ja 2 katteplaati). Tasandage oma prindikihi tase ja pühkige see enne iga printimist isopropüülalkoholiga maha, eriti suurte kattepaneelide puhul. Ma soovitan printida üks tükk korraga, sest kui teie printer on minu omaga sarnane, võib see ebaõnnestuda. Määrake nädalavahetusel aega, et kõik osad välja printida, sest nende valmimine võtab mitu tundi. Lõpuks jälgige kindlasti oma 3D -printerit, kuna järelevalveta jätmine on tuleohtlik.

Samm: lamineerige ümbris alumiiniumlindiga

Lamineerige alumiiniumlindi rulli, kääride ja täpse noaga esiplaadi sisemus, tagaplaat, vasak ja parem selg, mõlemad katteplaadid ja mõlemad aknapaneelid. See aitab suunata valgust pirnilt steriliseerimisala poole, samuti toimib see pirni ja takistite massiivse jahutusradiaatorina. Selle lihtsustamiseks katke esmalt suured alad teibitükkidega, et vältida liigset lõikamist. Kui tükid on kaetud, lõigake servade ja aukude lõikamiseks täpselt o.

Samm: lõigake ja installige akrüülaknad

Kasutage saega või laserlõikuriga, kui teil on see, lõigake sobiva suurusega akrüülplaadid, mis sobivad aknapaneelide ristkülikukujuliste süvenditega. Järgmisena asetage tükid süvenditesse ja jooge servadega superliimi. Kui see on õigesti tehtud, imbub superliim iseenesest pragudesse ja aken on kindlalt kinnitatud. Kasutage ainult väikest kogust liimi ja ärge puudutage akrüüli, et vältida liimi sõrmejälgede saamist. Kui olete superliimi peale kandnud, laske tükkidel tasasel pinnal 24 tundi kuivada. UVC -kiirgus ei läbi akrüülpaneele, kuid pirni nähtav sinine valgus läbib, andes seadmele laheda välimuse.

Samm: pange ümbris kokku

Kasutage 3x 20 mm M3 polte, 16x 10 mm M3 polte ja 19x M3 mutreid, monteerige äsja lamineeritud ja akendega kate. Alustage vasakpoolsete ja parempoolsete lülisambaosade kinnitamisega ühe 20 mm poldiga keskmisesse auku. Seejärel libistage esi- ja tagaplaadid oma kohale ning kinnitage need ülejäänud kahe 20 mm poldiga. Tagaplaadi saab ära tunda sellel oleva 3 ava järgi ja see tuleks paigaldada küljele, kuhu haarde läheb. Nüüd kinnitage kaks suurt katteplaati ja aknapaneeli, kasutades 16 10 mm M3 polti. Pingutage kõik poldid, et kõik kindlalt kinni hoida.

Samm: paigaldage UVC pirn ja suure võimsusega takistid

Jootke 3x 150 oomi 5W takistid paralleelselt, et saada ekvivalentne takistus 50 oomi. Põhjus, miks kasutatakse kolme takistit 1 asemel, on vähendada iga üksiku takisti kaudu hajutatavat võimsust ja suurendada soojusmassi. Takistid peavad pirni nõuetekohaseks tööks hajutama päris palju energiat, kui kasutada ainult ühte takistit, läheks see äärmiselt kuumaks ja muutuks tuleohtlikuks. Seejärel jootke 50 oomi ekvivalenttakistus järjestikku koos E17 pirnipesaga, õige juhtmete pikkusega, nagu ülaltoodud pildil näha. Kinnitage E17 pirnipesa ümbrise sisemusse, kasutades ülejäänud kahte 10 mm M3 polti, ja kasutage alumiiniumlindi tükki, et takistid otse pesa alla kinnitada. Seejärel laske kaks juhtmeotsa läbi tagaplaadi keskel oleva augu. Lõppkokkuvõttes peaks katte sisemus välja nägema nagu ülaltoodud pildil. Kui pirni ja takistite juhtmestikus on segadust, vaadake kaasasolevat vooluahelat.

Samm: programmeerige Arduino

Laadige pakutud kood oma Arduino nanosse, muutke julgelt minu koodi, mida soovite, või kirjutage isegi oma omad. Olen põnevil, mida teised inimesed välja mõtlevad. Üleslaadimiseks peate esmalt installima nii Adafruit_SSD1306 kui ka Adafruit_GFX raamatukogud teile Arduino IDE. Seadme vaikimisi pääsukood on 3399, kui soovite parooli muuta, peate seda tegema selles etapis. Leidke ülaltoodud pildil nähtud koodist jaotis ja asendage oma pääsukoodi neli numbrit. Kui olete rahul, vajutage Arduino IDE -s üleslaadimisnuppu ja oodake, kuni üleslaadimine on lõpetatud.

Samm: katsetage elektroonikat leival

Kasutades kaasasolevat ühendusskeemi ja eelnevalt programmeeritud Arduino, tehke kõik õiged ühendused suurel leivaplaadil. Ärge unustage pirni sisselülitamisel kanda UVC kaitseprille ja kogu keha nahakaitset, UVC on kahjulik inimese nahale ja silmadele ning on äärmiselt oluline piirata otsest kokkupuudet pirniga. Kui kõik töötab ootuspäraselt, võite liikuda järgmise sammu juurde. Juhtmestik võib mõnikord olla keeruline ja on oluline, et võtaksite selle sammuga aega, et ühendused õigesti paika panna ja mõista, kuidas need toimivad. (Vastutusest loobumine: mõned selle pildi osad on prototüüpide varased osad, kuid kontseptsioon on sama)

Samm: ühendage ja paigaldage elektroonika haardesse

See on kogu projekti kõige keerulisem samm. Kui teil pole palju kogemusi jootmis- ja juhtmestikuprojektidega, millel on palju ühendusi, soovitan teil enne seda natuke harjutada. Veenduge, et teate, kuidas juhtmeid eemaldada, teha tugevaid jooteühendusi, kasutada termokahanevaid torusid ja eriti hoolitseda selle eest, et saaksite kõik korras hoida. Tegin selle enda jaoks päris raskeks, sest mul oli ainult ühte värvi traat, kuid ma tõesti soovitan teil välja minna ja osta hunnik erinevaid värve. Enne jootekolvi sisse lülitamist peate tegema mõned olulised asjad. Esimene asi, mida teha, on tangide abil painutada OLED -ekraani tagaküljel olevad tihvtid nii, et need oleksid ekraani tagaosaga paralleelsed ja suunaksid põhja poole. Teine asi, mida teha, on kasutada mõnda tangit, et ära lõigata pöördkodeerimisplaadi liigsed servad nii, et see haardesse mahuks. Nüüd, kui need olulised sammud on lõpule viidud, lülitage jootekolb sisse ja hankige jootetakk või jootmisnõel. Nende tööriistade abil eemaldage kõik tihvtid nii pöördkodeerimisplaadilt kui ka Arduino nano -lt. Seejärel kasutage keerdtraati ja termokahanevaid torusid, et kinnitada pikad juhtmed sumina, ekraani ja kodeerija külge. Kui see on tehtud, kasutage ekraani ja summeri kinnitamiseks kuuma liimipüstolit ning keerake kodeerija oma kohale. Nüüd, kasutades abikäsi, lõigake juhtmed pikkuseks ja jootke need ükshaaval nano külge, kontrollides kindlasti oma ühenduskohti ja isoleerige kõik hästi termokahanevate torude ja elektrilindiga. On äärmiselt oluline, et kogu teie juhtmestik oleks võimalikult lühike, vastasel juhul ei jää käepidemesse piisavalt ruumi, et kõik ära mahuks. Seejärel ühendage pistik pistikupesasse ja toitelüliti, kinnitades tungraua suure koguse kuuma liimiga. Viimase osa jaoks peate alustama võimendusmuunduri häälestamisega. Selleks ühendage võimendusmuunduri VIN -klemmid 5 V toiteallika külge ja kasutage multimeetrit, et lugeda VOUT -klemmide pinget. Keerake väikest sinist potentsiomeetrit kruvikeerajaga, kuni VOUT -i pinge on 25 V. Seejärel ühendage häälestatud võimendusmuundur, MOSFET -lüliti ja pirnikomplekt ülejäänud vooluahelasse, kasutades MOSFET -plaadi kruviklemme. Viimase meetmena katke võimendusmuundur ja MOSFET -plaat täielikult elektrilindiga, et vältida lühiseid.

Samm: viige lõpule lõplik kokkupanek

Enne kõigi asjade sulgemist tehke elektroonika test, veenduge, et enne selle ühendamist poleks lühiseid. Kui kõik töötab ootuspäraselt, pange Arduino, võimendusmuundur ja MOSFET -plaat käepideme põhja toitepistik. Enne kui kõik kokku panna, proovige liigne traat käepideme lahtistesse kohtadesse suruda. Selle kokkupanekuks pange kõigepealt pool haardest katte kinnituspunktile ja asetage kaks 20 mm M3 polti läbi kinnitusavade, et see oma kohale kinnitada. Seejärel viige haarde teine pool oma kohale ja suruge see kahte poldi. Seejärel pange ülejäänud kolm 20 mm M3 polti läbi käepideme mõlema poole. Lükake väikese kruvikeeraja abil üleliigsed juhtmed käepideme sisse, kuni see täielikult sulgub. Lõpuks keerake mutrid poltidele ja pingutage, kuni kokkupanek on lõppenud!

Samm: nautige oma uue loomingu kasutamist

Selle seadme kasutamisel järgige kindlasti õigeid UV -ohutusnõudeid ja ärge jätke seda sisselülitatuna kunagi järelevalveta, kuna pirnitakistid võivad üsna kuumaks minna. Seda öeldes nautige selle kasutamist ja loodan saada oma disaini kohta palju kasulikku tagasisidet!

Esikoha autorivõistluse teine koht