جایگزینی لامپ های لامپ جراحی با استفاده از مدار LED: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

دستورالعمل های گام به گام نحوه ساخت و پیاده سازی سیستم لامپ جراحی جایگزین با استفاده از یک مدار LED که توسط محمد شفیر و زو انگلندر توسعه یافته است ، به عنوان بخشی از دوره BME 262-Design for the Developing World در دانشکده مهندسی پرات ، دانشگاه دوک.

این سیستم جایگزینی کم هزینه و طولانی مدت برای لامپ های لامپ جراحی سخت در کشورهای در حال توسعه ارائه می دهد. این دستورالعمل ها نحوه استفاده از سیستم لامپ جایگزین با قطعات و ابزار موجود در کیت را توضیح می دهد. دستگاه هایی در کشورهای در حال توسعه که برای انجام وظایف خود به لامپ نیاز دارند ، در ارائه مراقبت های پزشکی بسیار کاربرد دارند. با این حال ، یک مشکل عمده در استفاده از این دستگاه ها در کشورهای در حال توسعه این است که هنگامی که لامپ ها روشن می شوند یا می سوزند ، لامپ های جایگزین بسیار گران هستند یا تهیه آنها دشوار است. بنابراین ، بسیاری از دستگاههایی که کاملاً کاربردی هستند در غیر این صورت استفاده نمی شوند زیرا فاقد لامپ کار هستند. یکی از مهمترین وسایل پزشکی که به این مشکل مبتلا شده است لامپهای جراحی است که در اتاق عمل استفاده می شود. این چراغها برای جراح در روشن کردن ناحیه مورد نظر در حین عمل جراحی بسیار مهم هستند. عدم وجود این چراغها به طور جدی توانایی تصمیم گیری آگاهانه جراحان را مختل می کند و همچنین عملکرد جراحیها را در فواصل زمانی در روز که نور کافی برای روشنایی اتاق وجود دارد ، محدود می کند. ما این مشکل را با یک سیستم لامپ جایگزین برطرف کرده ایم که به کاربر اجازه می دهد لامپ های معمولی را در لامپ های جراحی متداول با یک سیستم روشنایی جدید متشکل از لامپ های دیود ساطع کننده (LED) جایگزین کند. لامپهای LED بسیار کارآمدتر از لامپهای معمولی تنگستن یا هالوژن هستند ، قدرت کمتری مصرف می کنند ، محکم تر هستند (به دلیل عدم وجود قطعات متحرک) و همچنین طول عمر بسیار بیشتری دارند. بنابراین ، سیستم روشنایی LED طول عمر بسیار بیشتری خواهد داشت ، هزینه کمتری دارد و به همین راحتی خراب نمی شود. سیستم روشنایی LED فقط یک بار باید نصب شود و سالها نیاز به تعویض ندارد. علاوه بر این ، این سیستم با انواع مختلف لامپ ها ، با انواع لامپ های مختلف سازگار است. این سیستم از پایه لامپ اصلی استفاده می کند ، بنابراین می توان مدار را تقریباً با هر اندازه و شکل لامپ سازگار کرد. این سیستم برای هر لامپ که از 7 تا 24 ولت DC استفاده می کند کار می کند.

مرحله 1: لیست قطعات

لیست قطعات این طرح در جدول زیر نشان داده شده است. قطعات و ابزارهای اضافی لازم برای ساخت این دستگاه عبارتند از:

1.) یک تخته PCB خالی 2.) سیمهای نازک اتصال 3.) یک چکش 4.) آهن لحیم کاری 5.) سیم لحیم کاری 6.) چسب Krazy The National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Current Buck Regulator به عنوان دستگاه تنظیم کننده فعلی استفاده می شود به مجموعه ای دقیق از دستورالعمل ها را می توانید در برگه اطلاعات این دستگاه پیدا کنید. با پیروی از این دستورالعمل ها ، طراح مدار می تواند رتبه بندی اجزای خارجی مورد نیاز برای رفع نیازهای آنها را تعیین کند.

مرحله 2: ایجاد PCB

طرح PCB ارائه شده در اینجا را با شفافیت چاپ کنید. یک برد PCB تهیه کنید ، آن را به اندازه مناسب ببرید و شفافیت را بین تخته و نور در یک اتاق تاریک قرار دهید. یک تکه شیشه را روی شفافیت قرار دهید تا طرح و شفافیت یکنواخت باشد. اطمینان حاصل کنید که شفافیت به درستی جهت گیری کرده و کاغذ محافظ پوست کنده شده است. پس از حدود 7 دقیقه زیر نور ، تخته را در حمامی از مایع توسعه دهنده قرار دهید. برای محافظت از دستان خود حتماً دستکش بپوشید و مراقب باشید مایعات روی لباس خود نپاشید. مایع توسعه دهنده باید 1 قسمت توسعه دهنده تا 10 قسمت آب باشد.

در مرحله بعد ، PCB را در یک ظرف محلول اچ قرار دهید. تابه را هم بزنید تا روند اچ کردن سریعتر انجام شود. گرم کردن کمی محلول نیز مفید است. PCB را در محلول نگه دارید تا تمام مس برداشته شود به جز مواردی که طرح مدار روی برد چاپ شده باشد. محلول حکاکی لباس شما را لکه دار می کند ، بنابراین بسیار مراقب باشید که آن را روی خود نپاشید. تخته چاپ شده را کاملاً بشویید تا همه مایعات خارج شود. طرح چاپ شده به گونه ای طراحی شده است که دو مدار و دو پد LED می توانند بر روی یک برد PCB قرار گیرند. این چهار قطعه را با استفاده از اره جدا کنید. تخته اضافی را برش دهید تا مدار تا حد ممکن کوچک شود. در نهایت ، سوراخ هایی را که اجزاء در آن متصل می شوند با یک مته بسیار کوچک ایجاد کنید. مکانهایی که باید در آنها تمرین کنید به صورت دایره های کوچکی در طرح PCB نشان داده می شود. ما از ExpressPCB برای طراحی این برد استفاده کردیم. از آنجا که این مدار از دستگاه های نصب شده روی سطح استفاده می کند ، طراحی پد لحیم کاری باید برای هر جزء جداگانه انجام شود.

مرحله 3: قرار دادن قطعات بر روی برد PCB

PCB چاپ شده را بصورت متوالی بپوشانید. تمام قطعات را با یک سیم لحیم نازک و ابزار لحیم کاری به دقت روی صفحه بچسبانید. طرح نحوه انجام صحیح این کار را می توانید در تصویر مرحله 2 مشاهده کنید.

مرحله 4: اتصال لامپ LED و سیمهای اتصال

لامپ LED را با پد LED چاپ شده به قطعه PCB لحیم کنید. این قطعه PCB را به انتهای مدار بچسبانید تا دو قطعه یک T را تشکیل دهند. هدف این است که LED عمود بر مدار باشد به طوری که هنگامی که مدار به صورت راست است نور به سمت پایین باشد.

در نهایت ، دو سیم اتصال را به سوراخ های مناسب لحیم کنید. این سیم ها به اتصالات لامپ متصل می شوند و به مدار اجازه می دهند تغذیه شود. اکنون مدار برای اجرا آماده است.

مرحله 5: برداشتن شیشه از لامپ شکسته

اولین قدم لازم برای پیاده سازی این سیستم ، برداشتن شیشه از لامپ شکسته است تا تماس هایی که منجر به شکستن رشته شده است ، نمایان شود.

لامپ شکسته را از سوکت آن خارج کنید. لامپ شکسته را در کیسه پلاستیکی (ارائه شده) قرار دهید و لامپ را از بیرون در پایه بگیرید. مراقب باشید که خود را با شیشه نبرید یا با چکش به انگشتان خود نخورید. با یک چکش کوچک به قسمت بالای لامپ جراحی شکسته ضربه بزنید. مراقب باشید با شدت زیاد به لامپ برخورد نکنید. هدف این است که شیشه را برداشته و تماس هایی را که در ابتدا رشته شکسته را به بقیه لامپ متصل کرده اند ، در معرض دید قرار دهید.

مرحله 6: اتصال مدار به لامپ

مرحله بعدی اتصال مدار با LED به لامپ است. مخاطبین را به سیمهایی که از مدار خارج می شوند لحیم کنید.

آهن را با اتصال به آن گرم کنید. سپس ، نوک لحیم کاری را تا انتهای یک تکه سیم لحیم نگه دارید. این امر باعث ذوب شدن سیم می شود. لحیم کاری ذوب شده را با احتیاط روی اتصالات منتقل کنید در حالی که سیم ها را از مدار در لحیم کاری ذوب شده نگه دارید. به طور مختصر اجازه دهید اتصال خنک شود و مطمئن شوید که اتصال به اندازه کافی قوی است. ممکن است هنگام تکمیل این فرآیند ، لازم باشد که با استفاده از موچین به اجزا متصل شوید. ** احتیاط: لحیم کاری آهن بسیار گرم است ، خودتان را نسوزانید!

مرحله 7: آزمایش سیستم

پایه لامپ را با مدار متصل به سوکت لامپ ، مانند یک لامپ معمولی وارد کنید.

لامپ را روشن کنید و مطمئن شوید که LED روشن می شود. آزمایش شدت نور سیستم را می توان با استفاده از نورسنج Lutron LX-103 انجام داد.