Peranti Sterilisasi Ultraviolet DIY (UVClean): 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Pengenalan

Hai semua dan selamat datang ke arahan pertama saya! Dalam panduan langkah demi langkah ini, anda akan belajar bagaimana membuat alat pensterilan ultraviolet anda sendiri yang boleh digunakan sebagai tongkat sihir, atau sebagai ruang pensterilan automatik. Peranti tersebut, yang disebut UVClean, menggunakan mentol UVC khas yang dapat mensterilkan permukaan tidak berpori dalam beberapa minit.

Ciri-ciri termasuk:

-Reka bentuk yang kukuh dan ergonomik

- Mentol UVC 253.7nm 3.5W asli

-Paparan OLED warna -Bi

- Antara muka yang dilindungi kod laluan

-Sistem menu yang komprehensif

- Mod genggam berterusan, dan mod pemasa automatik

EDIT PENTING: Saya tidak tahu ini akan meletup banyak, tetapi terima kasih kepada semua orang yang telah melihat! Saya mempunyai beberapa kemas kini penting untuk dinyatakan berdasarkan beberapa perkara yang saya lihat dalam komen.

1) Bina peranti ini dengan risiko anda sendiri, banyak orang mempunyai banyak perkara untuk diperkatakan mengenai keselamatan UV, dan saya pastinya bukan pakar. Saya akan cuba menjawab beberapa soalan mengenainya, tetapi pada akhirnya anda harus membuat kajian yang baik mengenai langkah keselamatan yang diperlukan untuk pendedahan UV sebelum anda memutuskan untuk membina peranti ini.

2) Peranti ini sebenarnya pembersih, bukan pensteril. Sanitasi adalah proses membuang sebahagian besar organisma dari permukaan 99.9%, sementara pensterilan adalah proses membuang SEMUA organisma dari permukaan. Peranti ini bukan kelas perubatan, dan tidak boleh dianggap seperti itu.

3) Peranti ini belum terbukti dapat membunuh virus dan bakteria. Saya akan mengujinya tidak lama lagi, lihat titik 4.

4) Saya akan menguji keberkesanan peranti tidak lama lagi. Untuk melakukan ini, saya akan mengembangkan beberapa kultur bakteria dan memaparkannya ke peranti saya untuk jangka masa yang berbeza-beza. Saya kemudian akan memerhatikan pertumbuhan bakteria untuk melihat sejauh mana keberkesanan alat ini dalam menghapuskannya. Saya pasti akan menyiarkan gambar dan video percubaan ini di instagram saya dan pada arahan ini dalam beberapa minggu akan datang, jadi nantikan!

PERINGATAN: Peranti ini memancarkan sinaran UVC, yang berbahaya bagi kulit dan mata manusia. Kacamata pelindung UV yang betul dan penutup kulit seluruh badan mesti digunakan semasa menguji litar mentol, dan semasa mengoperasikan peranti dalam mod pegang tangan. Peranti ini tidak boleh dikendalikan sekiranya terdapat haiwan atau manusia yang tidak dilindungi. Sebagai langkah keselamatan, kod laluan mesti dimasukkan untuk mempersenjatai peranti, agar pengguna yang tidak dibenarkan menyalakan mentol.

Semua gambarajah CAD, kod, dan litar pada asalnya dibuat oleh saya berdasarkan pandemi COVID-19. Sekiranya ada di antara anda yang mempunyai cadangan untuk menjadikannya lebih baik, atau jika anda ingin membuat pengubahsuaian anda sendiri, sila lakukan dan beritahu saya semua tentangnya! Sekiranya anda memutuskan untuk membuatnya, sila hantarkan gambarnya kepada saya!

Tentang saya:

Nama saya Henry Mayne, dan saya sekarang adalah pelajar kejuruteraan elektrik tahun 3 di Northeastern University di Boston. Rakan sebilik saya dan saya menikmati membuat projek seperti ini, dan ingin menyampaikan idea kami, jadi sila periksa Instagram kami untuk melihat beberapa projek dan perkara lain yang telah kami lakukan. Sekiranya anda ingin mengetahui mengenai sejarah kerjaya saya, lihat halaman LinkedIn saya.

Bekalan

Alat yang diperlukan:

Pencetak -3D

- Pemotong laser atau gergaji

-Multimeter

-Besi pematerian

-Solder wick atau solder sucker

-Pistol gam panas

- Pistol udara ringan atau panas

- Gogal laser UV

- Sarung tangan tugas berat

-Membantu tangan

-Allen sepana

- Pemutar skru

- Gunting

-Pisau tepat-o

- Tang

-Pelacur wayar

Bahan Umum:

-Fail filamen (warna apa pun)

- Pita aluminium

-Pita elektrik

-Pateri teras rosin

-Lem panas

-Lebih gam

-8x 20mm M3 selak

-18x 10mm M3 selak

-26x kacang M3

-Kawat tembaga yang terdampar

-Panaskan pengecutan tiub

-2mm tebal akrilik

Komponen Elektronik (Mesti kepingan tepat ini berfungsi, saya akan memberikan pautan):

-GTL-3 Mentol UVC

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

-E17 soket mentol yang boleh dipasang (sangat penting anda mendapat soket TEPAT ini, sehingga sesuai dengan cetakan)

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

-Pasokan kuasa (sangat penting anda mendapat bekalan kuasa TEPAT ini, jika tidak, anda akan menghadapi masalah)

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

-Boost converter board (sangat penting anda mendapatkan papan EXACT ini, jika tidak anda akan menghadapi masalah)

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

-MOSFET Papan suis kuasa tinggi

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

-3x 150 ohm perintang 5W

Saya mendapatkannya di kedai elektronik tempatan, tetapi mungkin anda boleh mendapatkannya dalam talian

-Arduino nano

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

-Modul pengekod berputar

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

-Tukar suis

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

Skrin -OLED

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

-2.1mm tong tong

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

- Buzzer piezo kecil

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

Langkah 1: 3D Cetak Potongan

Langkah pertama cukup mudah, gunakan fail.stl yang disediakan dan pencetak 3D dengan ukuran tempat tidur yang sesuai untuk mencetak semua 10 kepingan tersuai (Anda akan memerlukan 2 panel tingkap dan 2 plat kafan). Pastikan meratakan tempat tidur cetakan anda dan lap dengan alkohol isopropil sebelum setiap cetakan, terutamanya untuk panel kafan yang besar. Saya cadangkan mencetak satu bahagian pada satu masa, kerana jika pencetak anda serupa dengan saya, ia mungkin terdedah kepada kegagalan. Luangkan sedikit masa pada hujung minggu untuk mencetak semua karya kerana memerlukan masa berjam-jam untuk disiapkan. Terakhir, pastikan anda sentiasa memantau pencetak 3D anda, kerana bahaya kebakaran jika dibiarkan tanpa pengawasan.

Langkah 2: Lapiskan kain kafan dengan pita aluminium

Dengan menggunakan gulungan pita aluminium, gunting, dan pisau tepat, laminasi bahagian dalam plat depan, plat belakang, tulang belakang kiri dan kanan, kedua-dua plat kafan, dan kedua-dua panel tingkap. Ini akan membantu menyalurkan cahaya dari mentol ke kawasan pensterilan, dan juga bertindak sebagai pendingin haba besar untuk mentol dan perintang. Untuk menjadikannya lebih mudah, cubalah menutupi kawasan yang luas dengan keseluruhan kepingan pita terlebih dahulu untuk mengelakkan pemotongan terlalu banyak. Setelah kepingan ditutup, gunakan pisau tepat untuk memotong tepi dan lubang.

Langkah 3: Potong dan Pasang Windows Akrilik

Dengan menggunakan gergaji, atau pemotong laser jika anda memilikinya, potong beberapa panel akrilik bersaiz tepat yang akan sesuai dengan kemasan segi empat tepat pada panel tingkap. Seterusnya, letakkan kepingan ke dalam kemurungan, dan jalankan beberapa gam super di sepanjang tepinya. Sekiranya dilakukan dengan betul, gam super akan merembes ke celah-celah dengan sendirinya dan tingkap akan diikat dengan kuat. Pastikan hanya menggunakan sebilangan kecil gam, dan jangan sentuh akrilik untuk mengelakkan terkena gam-jari di atasnya. Setelah anda menggunakan gam super, biarkan kepingan kering di permukaan yang rata selama 24 jam. Sinaran UVC tidak akan melewati panel akrilik, tetapi cahaya biru yang kelihatan dari mentol akan melewati, memberikan kesan yang sejuk pada alat ini.

Langkah 4: Pasang Kafan

Dengan menggunakan bolt 3x 20mm M3, bolt 16x 10mm M3, dan mur 19x M3, pasangkan kafan yang baru dilaminasi dan ditutup. Mulakan dengan memasang kepingan tulang belakang kiri dan kanan bersama-sama dengan satu bolt 20mm di lubang tengah. Seterusnya, luncurkan plat depan dan belakang ke tempatnya dan selamatkan masing-masing dengan baki 20 mm selebihnya. Plat belakang dapat dikenali oleh 3 lubang di atasnya, dan ia harus dipasang di sisi di mana cengkaman akan pergi. Sekarang, pasangkan dua plat kafan besar dan panel tingkap menggunakan baut 16 10mm M3. Kencangkan semua baut untuk memastikan semuanya selamat.

Langkah 5: Pasang Mentol UVC dan Perintang Kuasa Tinggi

Selesaikan perintang 3x 150 ohm 5W secara selari untuk mendapatkan rintangan setara 50 ohm. Alasan untuk menggunakan tiga perintang dan bukannya 1 adalah untuk mengurangkan daya yang hilang melalui setiap perintang, dan meningkatkan jisim terma. Perintang harus menghilangkan banyak tenaga agar mentol dapat berfungsi dengan baik, jika hanya satu perintang yang akan digunakan, ia akan menjadi sangat panas dan menjadi bahaya kebakaran. Seterusnya, solder rintangan setara 50 ohm secara bersiri dengan soket mentol E17, dengan panjang wayar yang betul seperti yang dilihat pada gambar di atas. Kunci soket mentol E17 ke bahagian dalam kafan menggunakan dua baut 10 mm M3 yang tersisa, dan gunakan sekeping pita aluminium untuk menahan perintang tepat di bawah soket. Kemudian, jalankan kedua-dua hujung wayar melalui lubang di tengah plat belakang. Pada akhirnya, bahagian dalam kafan harus kelihatan seperti gambar di atas. Sekiranya terdapat kekeliruan dalam pendawaian mentol dan perintang, rujuk gambarajah litar yang disediakan.

Langkah 6: Program Arduino

Muat naik kod yang disediakan ke Arduino nano anda, sila ubah kod saya semua yang anda mahukan, atau tulis sendiri dari bawah. Saya teruja untuk melihat apa yang muncul oleh orang lain. Untuk memuat naik, anda mesti terlebih dahulu memasang perpustakaan Adafruit_SSD1306 dan Adafruit_GFX kepada anda Arduino IDE. Kod laluan lalai untuk peranti ini adalah 3399, jika anda ingin menukar kod laluan anda mesti melakukannya pada langkah ini. Cari bahagian dalam kod yang dilihat pada gambar di atas dan ganti empat nombor kod laluan yang anda sukai. Setelah anda berpuas hati, tekan butang muat naik di Arduino IDE dan tunggu sehingga dikatakan selesai memuat naik.

Langkah 7: Uji Elektronik di Breadboard

Dengan menggunakan rajah pendawaian yang disediakan dan Arduino yang diprogramkan sebelumnya, buat semua sambungan yang betul pada papan roti besar. Ingatlah untuk memakai kacamata UVC dan perlindungan kulit seluruh badan semasa menghidupkan mentol, UVC berbahaya bagi kulit dan mata manusia dan sangat penting untuk menghadkan pendedahan langsung kepada mentol. Sekiranya semuanya berfungsi seperti yang diharapkan, anda boleh beralih ke langkah seterusnya. Kadang-kadang pendawaian sukar dilakukan dan penting bagi anda meluangkan masa dengan langkah ini agar sambungan anda betul dan memahami cara kerjanya. (Penafian: Sebilangan bahagian dalam gambar ini adalah bahagian prototaip awal, tetapi konsepnya sama)

Langkah 8: Kawat dan Pasang Elektronik di Grip

Ini akan menjadi langkah paling mencabar dalam keseluruhan projek. Sekiranya anda tidak mempunyai banyak pengalaman projek pematerian dan pendawaian dengan banyak sambungan, saya cadangkan anda berlatih sedikit sebelum ini. Pastikan anda tahu cara melucutkan wayar, membuat sambungan pateri yang kuat, menggunakan tiub penyusut haba, dan terutamanya memastikan anda dapat memastikan semuanya teratur. Saya membuat ini sangat sukar kerana saya hanya mempunyai satu warna wayar, tetapi saya sangat menyarankan anda keluar dan membeli banyak warna. Sebelum anda menyalakan besi pematerian, ada beberapa perkara penting yang perlu dilakukan. Perkara pertama yang perlu dilakukan ialah menggunakan sepasang tang untuk membengkokkan pin di bahagian belakang skrin OLED sehingga selari dengan bahagian belakang skrin, dan menunjuk ke arah bawah. Perkara kedua yang harus dilakukan ialah menggunakan beberapa tang untuk melepaskan kelebihan tepi papan pengekod putar ke tempat yang sesuai di dalam genggaman. Setelah langkah-langkah penting ini selesai, hidupkan besi pematerian dan dapatkan sumbu solder atau penyedut solder. Dengan menggunakan alat ini, keluarkan semua pin dari papan pengekod putar dan nano Arduino. Seterusnya, gunakan wayar terdampar dan tiub pengecutan panas untuk memasang wayar panjang ke bel, skrin, dan pengekod. Setelah ini selesai, gunakan pistol lem panas untuk mengunci skrin dan bel di tempatnya, dan skru pengekod di tempatnya. Sekarang, dengan menggunakan sepasang tangan bantu, potong wayar menjadi panjang dan pateri ke nano satu persatu, pastikan untuk memeriksa semula titik sambungan anda dan melindungi semuanya dengan baik dengan tiub pengecutan panas dan pita elektrik. Sangat penting bahawa semua pendawaian anda sesingkat mungkin, jika tidak, tidak akan ada ruang yang cukup untuk menggenggam semuanya. Seterusnya, pasangkan wayar di soket tong dan suis kuasa, pasangkan soket dengan gam panas yang banyak. Untuk bahagian akhir, anda perlu memulakan dengan menyesuaikan penukar rangsangan. Untuk melakukan ini, sambungkan terminal VIN penukar rangsangan ke sumber kuasa 5V dan gunakan multimeter untuk membaca voltan di terminal VOUT. Putar potensiometer biru kecil dengan pemutar skru sehingga voltan pada VOUT membaca 25V. Seterusnya, kawat pada penukar dorongan yang ditala, suis MOSFET, dan pemasangan mentol ke litar lain, menggunakan terminal skru pada papan MOSFET. Sebagai langkah terakhir, tutup sepenuhnya penukar penguat dan papan MOSFET dalam pita elektrik untuk mengelakkan seluar pendek.

Langkah 9: Selesaikan Perhimpunan Akhir

Sebelum anda melengkapkan semuanya dengan baik, lakukan ujian elektronik, pastikan tidak ada seluar pendek sebelum anda memasangkannya. Sekiranya semuanya berfungsi seperti yang diharapkan, masukkan Arduino, boost converter, dan papan MOSFET ke pangkal pegangan berhampiran jek kuasa. Cuba masukkan wayar yang berlebihan ke ruang terbuka di genggaman sebelum cuba menyatukannya. Untuk memasangkannya, mulailah dengan meletakkan setengah pegangan ke titik pemasangan pada kafan, dan pasangkan dua baut M3 20mm melalui lubang pemasangan untuk menahannya di tempatnya. Seterusnya, masukkan separuh cengkaman yang lain ke tempatnya dan tolak ke dalam dua baut. Kemudian, masukkan tiga baut M3 20mm yang tersisa di kedua-dua bahagian cengkaman. Dengan menggunakan pemutar skru kecil, tekan lebihan wayar di dalam genggaman sehingga boleh ditutup sepenuhnya. Akhirnya, pasangkan mur ke bolt dan ketatkan sehingga pemasangan selesai!

Langkah 10: Nikmati Menggunakan Ciptaan Baru Anda

Pastikan anda mengikuti garis panduan keselamatan UV yang betul semasa menggunakan peranti ini, dan jangan sekali-kali membiarkannya tanpa pengawasan semasa menyala, kerana perintang mentol boleh menjadi cukup panas. Dengan itu, nikmati menggunakannya dan saya harap dapat banyak maklum balas berguna mengenai reka bentuk saya!

Naib Johan dalam Peraduan Pengarang Kali Pertama