دستگاه استریلیزاسیون ماوراء بنفش DIY (UVClean): 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

معرفی

سلام به همگی و به اولین برنامه اموزشی من خوش آمدید! در این راهنمای گام به گام ، شما خواهید آموخت که چگونه دستگاه استریلیزاسیون ماوراء بنفش خود را بسازید که می تواند به عنوان عصا یا محفظه عقیم سازی خودکار استفاده شود. این دستگاه که UVClean نام دارد از لامپ UVC مخصوص استفاده می کند که می تواند سطوح غیر متخلخل را در عرض چند دقیقه استریل کند.

امکانات عبارتند از:

-طراحی محکم و ارگونومیک

لامپ UVC اصلی 253.7 نانومتر 3.5 وات

-صفحه نمایش OLED دو رنگ

رابط محافظت شده با رمز عبور

-سیستم منوی جامع

حالت مداوم دستی و حالت تایمر اتوماتیک

ویرایش های مهم: من نمی دانستم که اینقدر انفجار می یابد ، اما از همه کسانی که نگاه کرده اند متشکرم! من بر اساس مواردی که در نظرات دیده ام ، چند به روز رسانی مهم برای گفتن دارم.

1) این دستگاه را با مسئولیت خود بسازید ، بسیاری از مردم درباره ایمنی اشعه ماوراء بنفش حرفهای زیادی برای گفتن دارند ، و من مطمئناً یک متخصص نیستم. من سعی خواهم کرد به چند س questionsال در مورد آن پاسخ دهم ، اما در پایان روز قبل از تصمیم به ساخت این دستگاه ، باید درباره اقدامات احتیاطی ایمنی مورد نیاز برای قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش ، تحقیقات خوبی انجام دهید.

2) این دستگاه در واقع ضدعفونی کننده است نه ضدعفونی کننده. ضدعفونی کردن فرآیند حذف اکثر موجودات زنده از سطح 99.9 است ، در حالی که عقیم سازی فرآیند حذف همه موجودات زنده از یک سطح است. این دستگاه دارای درجه پزشکی نیست و نباید آن را چنین تصور کرد.

3) هنوز ثابت نشده است که این دستگاه ویروس ها و باکتری ها را از بین می برد. به زودی آن را آزمایش می کنم ، به نقطه 4 مراجعه کنید.

4) به زودی اثربخشی دستگاه را آزمایش می کنم. برای انجام این کار ، من تعدادی کشت باکتری را پرورش می دهم و آنها را برای مدت زمان متفاوتی در معرض دستگاه خود قرار می دهم. سپس رشد باکتری ها را مشاهده می کنم تا ببینم این دستگاه چقدر در از بین بردن آنها موثر است. مطمئناً در هفته های آینده تصاویر و ویدئوهای این آزمایش را در اینستاگرام و این برنامه قابل آموزش ارسال خواهم کرد ، بنابراین با ما همراه باشید!

هشدار: این دستگاه اشعه UVC را ساطع می کند که برای پوست و چشم انسان مضر است. هنگام آزمایش مدار لامپ ، و هنگام کار با دستگاه در حالت دستی ، باید از عینک محافظ UV مناسب و پوشش های کامل بدن استفاده شود. این دستگاه نباید در حضور حیوانات یا انسانهای محافظت نشده کار کند. به عنوان یک اقدام ایمنی ، یک رمز عبور باید برای مسلح کردن دستگاه وارد شود تا از روشن شدن لامپ توسط کاربران غیرمجاز جلوگیری شود.

همه CAD ، کد و نمودارهای مدار در اصل توسط من در سایه همه گیری COVID-19 ایجاد شده است. اگر هرکدام از شما پیشنهادی برای بهتر شدن آن دارید ، یا اگر می خواهید اصلاحاتی را برای خود انجام دهید ، لطفاً این کار را انجام دهید و همه چیز را در مورد آن به من اطلاع دهید! اگر تصمیم به تهیه آن دارید ، لطفاً عکس آن را برای من ارسال کنید!

درمورد من:

نام من هنری مین است و در حال حاضر دانشجوی سال سوم مهندسی برق در دانشگاه شمال شرقی بوستون هستم. من و هم اتاقی ام از انجام پروژه هایی مانند این لذت می بریم و می خواهیم ایده های خود را به دیگران منتقل کنیم ، بنابراین لطفاً از اینستاگرام ما دیدن کنید تا برخی دیگر از پروژه ها و کارهایی که انجام داده ایم را ببینید. اگر می خواهید در مورد سابقه شغلی من بدانید ، صفحه LinkedIn من را بررسی کنید.

تدارکات

ابزار مورد نیاز:

-چاپگر سه بعدی

-برش لیزری یا اره

-چند متر

-آهن لحیم کاری

-فیلم یا لحیم لحیم لحیم کاری

-چسب حرارتی تفنگی

-تفنگ سبک تر یا هوای گرم

-عینک لیزری UV

-دستکش های سنگین

-کمک به دست ها

-آچار آلن

-پیچ گوشتی

-قیچی

چاقو دقیق

-انبر

-استریپرهای سیم

مواد عمومی:

رشته PLA (هر رنگ)

-نوار آلومینیومی

-نوار الکتریکی

لحیم هسته -رزین

-چسب گرم

-چسب فوق العاده

پیچ و مهره M3 8x20 میلی متر

پیچ و مهره M3 18x10 میلی متر

-26x مهره M3

-سیم مسی رشته ای

-لوله های جمع کننده حرارتی

ضخامت 2 میلی متر اکریلیک شفاف

قطعات الکترونیکی (برای کار باید این قطعات دقیق باشند ، پیوندها را ارائه خواهم داد):

لامپ UVC-GTL-3

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

سوکت لامپ قابل نصب E17 (بسیار مهم است که این سوکت دقیق را دریافت کنید ، بنابراین در چاپ مناسب است)

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

منبع تغذیه (بسیار مهم است که این منبع تغذیه دقیق را دریافت کنید ، در غیر این صورت با مشکلاتی مواجه خواهید شد)

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

-Boost converter board (بسیار مهم است که این برد دقیق را دریافت کنید ، در غیر این صورت با مشکلاتی مواجه خواهید شد)

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

-MOSFET برد سوئیچ قدرت بالا

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

مقاومتهای 3 * 150 اهم 5 وات

من اینها را در فروشگاه لوازم الکترونیکی محلی خود تهیه کردم ، اما شاید بتوانید برخی از آنها را به صورت آنلاین پیدا کنید

-آردوینو نانو

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

ماژول رمزگذار چرخشی

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

-تغییر سوئیچ

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

-صفحه نمایش OLED

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

جک بشکه -2.1 میلی متر

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

-وزوز پیزو کوچک

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

مرحله 1: چاپ قطعات به صورت سه بعدی

اولین قدم بسیار ساده است ، از فایلهای.stl ارائه شده و چاپگر سه بعدی با اندازه تخت مناسب برای چاپ هر 10 قطعه سفارشی استفاده کنید (به 2 صفحه پنجره و 2 صفحه کفن نیاز دارید). اطمینان حاصل کنید که تخت چاپ خود را صاف کرده و قبل از هر چاپ آن را با الکل ایزوپروپیل پاک کنید ، مخصوصاً برای صفحات بزرگ کفن. من پیشنهاد می کنم که هر بار یک قطعه را چاپ کنید ، زیرا اگر چاپگر شما مانند من باشد ، ممکن است مستعد خرابی باشد. در آخر هفته زمانی را برای چاپ تمام قطعات تعیین کنید زیرا تکمیل آن ساعت های زیادی طول می کشد. در نهایت ، اطمینان حاصل کنید که چاپگر سه بعدی خود را دائماً زیر نظر داشته باشید ، زیرا در صورت عدم مراقبت خطر آتش سوزی دارد.

مرحله 2: کفن را با نوار آلومینیومی لمینت کنید

با استفاده از یک رول نوار آلومینیومی ، قیچی و یک چاقو دقیق ، داخل صفحه جلویی ، صفحه پشتی ، ستون فقرات چپ و راست ، هر دو صفحه کفن و هر دو صفحه پنجره را روکش کنید. این به هدایت نور از لامپ به سمت ناحیه عقیم سازی کمک می کند و همچنین به عنوان یک هیت سینک عظیم برای لامپ و مقاومت عمل می کند. به منظور سهولت در این امر ، سعی کنید ابتدا قسمت های وسیع را با تکه های کامل نوار بپوشانید تا از برش زیاد جلوگیری شود. پس از پوشاندن قطعات ، از چاقوی دقیق o برای برش لبه ها و سوراخ ها استفاده کنید.

مرحله 3: ویندوز اکریلیک را برش داده و نصب کنید

با استفاده از اره یا برش لیزری در صورت داشتن ، برخی از شیشه های اکریلیک با اندازه مناسب را برش دهید که در فروردهای مستطیلی روی پنجره های پنجره قرار می گیرد. سپس ، قطعات را در فرورفتگی قرار دهید و مقداری چسب فوق العاده در امتداد لبه ها بکشید. در صورت انجام صحیح ، چسب فوق العاده به تنهایی در شکاف ها نفوذ می کند و پنجره محکم محکم می شود. مطمئن شوید که فقط از مقدار کمی چسب استفاده می کنید و به اکریلیک دست نزنید تا از اثر انگشت چسب روی آن جلوگیری شود. پس از استفاده از چسب فوق العاده ، اجازه دهید قطعات به مدت 24 ساعت روی سطح یکنواخت خشک شوند. تابش UVC از صفحات اکریلیک عبور نمی کند ، اما نور آبی قابل مشاهده از لامپ عبور می کند و جلوه ای خنک به دستگاه می بخشد.

مرحله 4: کفن را جمع کنید

با استفاده از پیچ و مهره های 3x3 میلی متری M3 ، پیچ های Mx 10 میلی متری M3 و مهره های 19x M3 ، کفن جدید روکش دار و پنجره دار را جمع کنید. ابتدا قسمت چپ و راست ستون فقرات را با یک پیچ 20 میلی متری در سوراخ وسط وصل کنید. در مرحله بعد ، صفحات جلو و عقب را در جای خود قرار دهید و هر کدام را با دو پیچ 20 میلیمتری باقی مانده محکم کنید. صفحه پشتی را می توان با 3 سوراخ روی آن مشخص کرد و باید در طرفی قرار گیرد که گریپ در آن حرکت می کند. حالا ، دو صفحه کفن بزرگ و پنل پنجره را با استفاده از 16 پیچ 10 میلی متری M3 وصل کنید. همه پیچ ها را محکم کنید تا همه چیز ایمن بماند.

مرحله 5: لامپ UVC و مقاومتهای با قدرت بالا را نصب کنید

مقاومتهای 3x3 150 اهم 5W را به طور موازی لحیم کنید تا مقاومت معادل 50 اهم را بدست آورید. دلیل استفاده از سه مقاومت به جای 1 ، کاهش قدرت اتلاف شده در هر مقاومت جداگانه و افزایش جرم حرارتی است. مقاومتها باید قدرت بسیار زیادی را برای عملکرد صحیح لامپ پخش کنند ، اگر فقط از یک مقاومت استفاده شود ، بسیار داغ می شود و به خطر آتش سوزی تبدیل می شود. سپس ، مقاومت معادل 50 اهم را به صورت سری با سوکت لامپ E17 ، با طول سیم مناسب مانند تصویر بالا ، لحیم کنید. با استفاده از دو پیچ باقیمانده 10 میلیمتری M3 ، سوکت لامپ E17 را به داخل کفن محکم کنید و از قطعه ای از نوار آلومینیومی برای محکم کردن مقاومت ها در زیر سوکت استفاده کنید. سپس ، دو سر سیم را از سوراخ مرکز صفحه پشتی عبور دهید. در نهایت ، داخل کفن باید مانند تصویر بالا باشد. در صورت وجود هرگونه سردرگمی در سیم کشی لامپ و مقاومت ، از نمودار مدار ارائه شده مشورت کنید.

مرحله 6: آردوینو را برنامه ریزی کنید

کد ارائه شده را روی Arduino nano خود بارگذاری کنید ، با خیال راحت کد من را هرطور که می خواهید تغییر دهید ، یا حتی کد خود را از ابتدا بنویسید. من بسیار هیجان زده هستم که ببینم دیگران به چه چیزی می رسند. برای بارگذاری ، ابتدا باید هر دو کتابخانه Adafruit_SSD1306 و Adafruit_GFX را بر روی Arduino IDE نصب کنید. رمز عبور پیش فرض دستگاه 3399 است ، اگر می خواهید رمز عبور را تغییر دهید ، باید در این مرحله این کار را انجام دهید. بخشی را در کد مشاهده شده در تصویر بالا پیدا کنید و چهار عدد رمز عبور را به دلخواه جایگزین کنید. پس از رضایت ، دکمه بارگذاری را در Arduino IDE فشار دهید و منتظر بمانید تا بارگذاری انجام شود.

مرحله 7: تجهیزات الکترونیکی را روی یک تخته نان آزمایش کنید

با استفاده از نمودار سیم کشی ارائه شده و Arduino که قبلاً برنامه ریزی شده بود ، تمام اتصالات صحیح را روی یک تخته نان بزرگ ایجاد کنید. به یاد داشته باشید که هنگام روشن کردن لامپ از عینک UVC و محافظت کامل از پوست بدن استفاده کنید ، UVC برای پوست و چشم انسان مضر است و محدود کردن تماس مستقیم با لامپ بسیار مهم است. اگر همه چیز مطابق انتظار کار کرد ، می توانید به مرحله بعدی بروید. گاهی اوقات سیم کشی می تواند مشکل باشد و مهم این است که با این مرحله وقت بگذارید تا ارتباطات را به درستی انجام دهید و نحوه کار آنها را درک کنید. (سلب مسئولیت: برخی از قسمتهای این تصویر نمونه های اولیه هستند ، اما مفهوم آن یکسان است)

مرحله 8: سیم کشی و نصب قطعات الکترونیکی در Grip

این چالش برانگیزترین مرحله در کل پروژه خواهد بود. اگر تجربه زیادی در زمینه لحیم کاری و سیم کشی با اتصالات زیاد ندارید ، پیشنهاد می کنم قبل از این کمی تمرین کنید. اطمینان حاصل کنید که چگونه می توانید سیم ها را جدا کنید ، اتصالات لحیم کاری قوی داشته باشید ، از لوله های حرارتی کوچک استفاده کنید و به ویژه مطمئن شوید که می توانید همه چیز را منظم نگه دارید. من این کار را برای خودم سخت کردم زیرا فقط یک رنگ سیم داشتم ، اما واقعاً به شما پیشنهاد می کنم بیرون بروید و دسته ای از رنگ های مختلف بخرید. قبل از اینکه حتی لحیم کاری را روشن کنید ، کارهای مهمی وجود دارد که باید انجام دهید. اولین کاری که باید انجام دهید این است که از یک پنس برای خم کردن سنجاق های پشت صفحه OLED به طوری که موازی پشت صفحه هستند و به سمت پایین اشاره کنید استفاده کنید. دومین کاری که باید انجام دهید این است که از انبردست برای لبه های اضافی برد رمزگذار چرخشی استفاده کنید تا در چسبندگی قرار گیرد. اکنون که این مراحل مهم به اتمام رسیده است ، لحیم کاری را روشن کرده و مقداری فتیله لحیم یا مکنده لحیم بخرید. با استفاده از این ابزارها ، همه پین ها را از برد رمزگذار چرخشی و نانو Arduino حذف کنید. در مرحله بعد ، از سیم های رشته ای و لوله های کوچک کننده حرارتی برای اتصال سیم های بلند به زنگ ، صفحه نمایش و رمزگذار استفاده کنید. پس از انجام این کار ، با استفاده از تفنگ چسب حرارتی صفحه و زنگ را در محل خود محکم کنید و رمزگذار را در جای خود پیچ کنید. حالا ، با استفاده از یک جفت دست کمک ، سیم ها را کوتاه کرده و آنها را یکی یکی به نانو بچسبانید ، مطمئن شوید که نقاط اتصال خود را دوبار بررسی کرده و همه چیز را با لوله های حرارتی و نوار برقی به خوبی عایق بندی کنید. بسیار مهم است که تمام سیم کشی شما تا حد امکان کوتاه باشد ، در غیر این صورت فضای کافی در دستگیره وجود ندارد تا همه چیز مناسب باشد. در مرحله بعد ، سیم را در جک بشکه و کلید تغذیه قرار دهید و جک را با مقدار زیادی چسب حرارتی محکم کنید. برای قسمت پایانی ، باید با تنظیم مبدل تقویت کننده شروع کنید. برای انجام این کار ، پایانه های VIN مبدل تقویت کننده را به منبع تغذیه 5 ولت متصل کرده و از مولتی متر برای خواندن ولتاژ در پایانه های VOUT استفاده کنید. پتانسیومتر آبی کوچک را با پیچ گوشتی بچرخانید تا ولتاژ VOUT 25 ولت را بخواند. در مرحله بعد ، سیم را در مبدل تقویت شده تنظیم شده ، کلید MOSFET و مجموعه لامپ به بقیه مدار متصل کرده و از پایانه های پیچ روی برد MOSFET استفاده کنید. به عنوان آخرین اقدام ، مبدل تقویت کننده و برد MOSFET را به طور کامل در نوار برقی بپوشانید تا از شورت جلوگیری شود.

مرحله 9: مونتاژ نهایی را تکمیل کنید

قبل از اینکه همه چیز را برای همیشه مهر و موم کنید ، لوازم الکترونیکی را امتحان کنید ، مطمئن شوید که قبل از اتصال آن شورت وجود ندارد. اگر همه چیز مطابق انتظار کار می کند ، Arduino ، مبدل تقویت کننده و برد MOSFET را در پایه چسب نزدیک کنید جک قدرت سعی کنید قبل از اینکه بخواهید همه سیمها را روی هم قرار دهید ، سیمهای اضافی را در فضاهای باز نگه دارید. برای مونتاژ آن ، ابتدا نیمی از گریپ را روی محل نصب روی کفن قرار دهید و دو پیچ 20 میلی متری M3 را از طریق سوراخ های نصب کنید تا در محل خود محکم شود. در مرحله بعد ، نیمی دیگر از گریپ را در جای خود بیاورید و آن را به دو پیچ فشار دهید. سپس ، سه پیچ باقیمانده 20 میلی متری M3 را در هر دو نیمه گریپ قرار دهید. با استفاده از یک پیچ گوشتی کوچک ، سیمهای اضافی را داخل گیره فشار دهید تا بتواند به طور کامل بسته شود. در نهایت ، مهره ها را روی پیچ ها بچسبانید و محکم کنید تا مونتاژ کامل شود!

مرحله 10: از استفاده از خلاقیت جدید خود لذت ببرید

هنگام استفاده از این دستگاه ، حتماً دستورالعمل های ایمنی ایمنی اشعه ماوراء بنفش را رعایت کنید و هرگز آن را بدون مراقبت رها نکنید ، زیرا مقاومت لامپ می تواند بسیار داغ شود. با این اوصاف ، از استفاده از آن لذت ببرید و امیدوارم بازخوردهای مفید زیادی در مورد طراحی من دریافت کنم!

نفر اول در مسابقه نویسنده اولین بار