Направи си сам Ултравиолетово стерилизиращо устройство (UVClean): 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Въведение

Здравейте всички и добре дошли в първата ми инструкция! В това ръководство стъпка по стъпка ще научите как да създадете свое собствено ултравиолетово стерилизиращо устройство, което може да се използва или като пръчка, или като автоматична камера за стерилизация. Устройството, наречено UVClean, използва специална UVC крушка, която може да стерилизира непорести повърхности за няколко минути.

Характеристиките включват:

-Здрав и ергономичен дизайн

-Оригинална 253.7nm 3.5W UVC крушка

-Двуцветен OLED дисплей

-Интерфейс, защитен с парола

-Изчерпателна система от менюта

-Непрекъснат ръчен режим и режим на автоматичен таймер

ВАЖНИ РЕДАКЦИИ: Не знаех, че това ще се взриви толкова много, но благодаря на всички, които са хвърлили поглед! Имам да кажа няколко важни актуализации въз основа на нещо, което видях в коментарите.

1) Изградете това устройство на свой собствен риск, много хора имат много неща да кажат за UV безопасността и аз със сигурност не съм експерт. Ще се опитам да отговоря на някои въпроси по този въпрос, но в края на деня трябва да направите някои добри проучвания относно мерките за безопасност, които са необходими за излагане на UV лъчи, преди да решите да изградите това устройство.

2) Това устройство всъщност е дезинфектант, а не стерилизатор. Дезинфекцията е процесът на отстраняване на повечето организми от повърхността 99,9%, докато стерилизацията е процесът на отстраняване на ВСИЧКИ организми от повърхността. Това устройство не е медицинско качество и не трябва да се възприема като такова.

3) Все още не е доказано, че това устройство убива вируси и бактерии. Скоро ще го тествам, виж точка 4.

4) Скоро ще тествам ефективността на устройството. За да направя това, ще отглеждам някои бактериални култури и ще ги излагам на устройството си за различно време. След това ще наблюдавам растежа на бактериите, за да видя колко ефективно е това устройство за елиминирането им. Със сигурност ще публикувам снимки и видеоклипове от този експеримент в моя инстаграм и в тази инструкция през следващите седмици, така че следете!

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Това устройство излъчва UVC лъчение, което е вредно за човешката кожа и очи. При тестване на веригата на крушката и при работа на устройството в ръчен режим трябва да се използват подходящи UV защитни очила и покрития за кожата на цялото тяло. Това устройство не трябва да се използва в присъствието на животни или незащитени хора. Като мярка за безопасност трябва да се въведе парола за активиране на устройството, за да се предотврати неоторизирани потребители да включат крушката.

Всички CAD, кодови и електрически схеми първоначално бяха създадени от мен в светлината на пандемията COVID-19. Ако някой от вас има предложения да го подобри или ако искате да направите някакви свои собствени промени, моля, направете го и ме уведомете за всичко! Ако решите да направите такъв, моля, изпратете ми снимка!

За мен:

Казвам се Хенри Мейн и в момента съм студент по 3 -та година по електротехника в Североизточния университет в Бостън. Моят съквартирант и аз обичаме да правим проекти като този и искаме да предадем идеите си, затова, моля, разгледайте нашия Instagram, за да видите някои от другите ни проекти и неща, които сме правили. Ако искате да знаете за историята на моята кариера, разгледайте страницата ми в LinkedIn.

Консумативи

Необходими инструменти:

-3D принтер

-Лазерен нож или трион

-Мултиметър

-поялник

-Фитил за запояване или смукател за запояване

-Пистолет за горещо лепило

-Запалка или пистолет с горещ въздух

-UV лазерни очила

-Ръкавици за тежко натоварване

-Помощни ръце

-гаечен ключ

-отвертка

-Ножици

-Точен нож

-клещи

-Кабелни стриптизьори

Общи материали:

-PLA нишка (всеки цвят)

-Алуминиева лента

-Електрическо тиксо

-Припой на ядрото от колофон

-Горещо лепило

-Супер лепило

-8x 20 мм M3 болтове

-18x 10 мм M3 болтове

-26x M3 гайки

-Мядна жица

-Термосвиваеми тръби

Прозрачен акрил с дебелина -2 мм

Електронни компоненти (трябва да работят точно тези, ще предоставя връзки):

-GTL-3 UVC крушка

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

-Е17 монтиран гнездо за крушка (много е важно да получите този ТОЧЕН гнездо, така че да се побере в печата)

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

-Захранване (много е важно да получите това ТОЧНО захранване, в противен случай ще срещнете проблеми)

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

-Увеличете конверторната платка (много е важно да получите тази ТОЧНА платка, в противен случай ще срещнете проблеми)

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

-MOSFET Платка за превключване с висока мощност

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

-3x 150 ома 5W резистори

Взех ги в местния магазин за електроника, но може би можете да намерите такива онлайн

-Arduino nano

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

-Модул с въртящ се енкодер

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

-Превключвател

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

-ОЛЕД екран

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

-2,1 мм жак

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

-Малък пиезо зумер

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

Стъпка 1: 3D отпечатване на парчетата

Първата стъпка е съвсем проста, използвайте предоставените.stl файлове и 3D принтер с подходящ размер на леглото, за да отпечатате всичките 10 персонализирани парчета (ще ви трябват 2 прозоречни панела и 2 плочи на кожуха). Не забравяйте да изравните печатното си легло и да го избършете с изопропилов алкохол преди всеки отпечатък, особено за големите панели с кожух. Предлагам да отпечатвате едно по едно парче, защото ако вашият принтер е нещо като моя, той може да бъде склонен към повреда. Задайте известно време през уикенда, за да разпечатате всички парчета, защото ще отнеме много часове, за да завършите. И накрая, не забравяйте постоянно да наблюдавате вашия 3D принтер, тъй като той представлява опасност от пожар, ако остане без надзор.

Стъпка 2: Ламинирайте обвивката с алуминиева лента

С помощта на ролка алуминиева лента, ножици и точен нож, ламинирайте вътрешната страна на предната плоча, задната плоча, лявата и дясната част на гръбнака, двете плочи на кожуха и двата прозоречни панела. Това ще помогне да се насочи светлината от крушката към зоната за стерилизация, както и да действа като масивен радиатор за крушката и резисторите. За да направите това по -лесно, опитайте първо да покриете големи площи с цели парчета лента, за да избегнете прекалено рязане. След като парчетата се покрият, използвайте точен нож, за да отрежете ръбовете и дупките.

Стъпка 3: Изрежете и инсталирайте акрилните прозорци

С помощта на трион или лазерен нож, ако имате такъв, изрежете някои акрилни стъкла с подходящ размер, които ще се поберат в правоъгълните вдлъбнатини на панелите на прозорците. След това поставете парчетата в вдлъбнатините и пуснете супер лепило по краищата. Ако се направи правилно, супер лепилото ще проникне в пукнатините само по себе си и прозорецът ще бъде здраво закрепен. Използвайте само малко количество лепило и не докосвайте акрила, за да избегнете отпечатъци от лепило върху него. След като нанесете супер лепилото, оставете парчетата да изсъхнат на равна повърхност за 24 часа. UVC лъчението няма да премине през акрилните панели, но видимата синя светлина от крушката ще премине, придавайки на устройството хладен ефект.

Стъпка 4: Сглобете кожуха

Използвайки 3x 20 мм M3 болтове, 16x 10 mm M3 болтове и 19x M3 гайки, сглобете ново ламинираната и прозоречна обвивка. Започнете, като прикрепите лявата и дясната част на гръбнака заедно с един 20 мм болт в средния отвор. След това плъзнете предната и задната плочи на място и ги закрепете всяка с останалите два 20 мм болта. Задната плоча може да се разпознае по 3 -те дупки върху нея и тя трябва да бъде монтирана от страната, където ще стисне ръкохватката. Сега прикрепете двете големи плочи на кожуха и прозоречните панели с помощта на 16 10 мм болта M3. Затегнете всички болтове, за да поддържате всичко сигурно.

Стъпка 5: Инсталирайте UVC крушката и резисторите с висока мощност

Запоявайте паралелно 3x 150 ома 5W резистори, за да получите еквивалентно съпротивление от 50 ома. Причината да се използват три резистора вместо 1 е да се намали разсейваната мощност през всеки отделен резистор и да се увеличи топлинната маса. Резисторите трябва да разсейват доста енергия, за да може крушката да работи правилно, ако се използва само един резистор, той ще се нагрее изключително много и ще се превърне в опасност от пожар. След това запоявайте 50 ома еквивалентно съпротивление последователно с гнездото на крушката E17, с подходящи дължини на проводниците, както се вижда на снимката по -горе. Закрепете гнездото на крушката E17 във вътрешността на кожуха, като използвате останалите два 10 мм болта M3, и използвайте парче алуминиева лента, за да фиксирате резисторите директно под цокъла. След това прокарайте двата края на проводника през отвора в центъра на задната плоча. В крайна сметка вътрешността на кожуха трябва да изглежда като на снимката по -горе. Ако има някакво объркване в окабеляването на крушката и резисторите, обърнете се към предоставената електрическа схема.

Стъпка 6: Програмирайте Arduino

Качете предоставения код във вашия Arduino nano, не се колебайте да променяте кода ми, колкото искате, или дори да напишете свой собствен от самото начало. Развълнуван съм да видя какво измислят другите хора. За да качите, първо трябва да инсталирате както библиотеките Adafruit_SSD1306, така и Adafruit_GFX на вашата Arduino IDE. Паролата по подразбиране за устройството е 3399, ако искате да промените паролата, трябва да го направите на тази стъпка. Намерете секцията в кода, видяна на горната снимка, и заменете четирите номера на паролата по ваш вкус. След като сте доволни, натиснете бутона за качване в IDE на Arduino и изчакайте, докато се каже, че качването е приключило.

Стъпка 7: Тествайте електрониката на платка

Използвайки предоставената електрическа схема и предварително програмирания Arduino, направете всички правилни връзки на голяма дъска. Не забравяйте да носите UVC очила и защита на кожата на цялото тяло при включване на крушката, UVC е вредно за човешката кожа и очи и е изключително важно да се ограничи директното излагане на крушката. Ако всичко работи според очакванията, можете да преминете към следващата стъпка. Понякога окабеляването може да бъде сложно и е важно да отделите време с тази стъпка, за да получите правилните връзки и да разберете как работят. (Отказ от отговорност: Някои от частите на тази картина са ранни прототипни части, но концепцията е същата)

Стъпка 8: Свържете и инсталирайте електрониката в дръжката

Това ще бъде най -предизвикателната стъпка в целия проект. Ако нямате много опит в проекти за запояване и окабеляване с много връзки, предлагам да попрактикувате малко преди това. Уверете се, че знаете как да отстраните проводниците, да направите здрави връзки за запояване, да използвате термосвиваеми тръби и особено да поддържате всичко организирано. Направих това доста трудно за себе си, защото имах само един цвят тел, но наистина ви предлагам да излезете и да купите куп различни цветове. Преди дори да включите поялника, трябва да направите няколко важни неща. Първото нещо, което трябва да направите, е да използвате клещи, за да огънете щифтовете на гърба на OLED екрана, така че да са успоредни на задната част на екрана и да сочат към дъното. Второто нещо, което трябва да направите, е да използвате клещи, за да отрежете излишните ръбове на платката на въртящия се енкодер, така че да пасне в ръкохватката. След като тези важни стъпки са завършени, включете поялника и вземете фитил за запояване или смукател за запояване. Използвайки тези инструменти, премахнете всички щифтове както от платката на въртящия се енкодер, така и от Arduino nano. След това използвайте многожилен проводник и термосвиваеми тръби, за да прикрепите дълги проводници към зумера, екрана и енкодера. След като направите това, използвайте пистолет за горещо лепило, за да закрепите екрана и зумера на място, и завийте енкодера на място. Сега, използвайки чифт помощни ръце, отрежете проводниците по дължина и ги запоявайте към нано един по един, като се уверите, че проверявате два пъти вашите точки на свързване и изолирате всичко добре с термосвиваеми тръби и електрическа лента. Изключително важно е цялото ви окабеляване да е възможно най -кратко, в противен случай няма да има достатъчно място в ръкохватката, за да се побере всичко. След това свържете проводника в жака и превключвателя на захранването, като закрепите крика с щедро количество горещо лепило. За последната част трябва да започнете с настройка на усилващия конвертор. За да направите това, свържете VIN клемите на усилвателния преобразувател до 5V източник на захранване и използвайте мултицет, за да отчетете напрежението на клемите VOUT. Завъртете малкия син потенциометър с отвертка, докато напрежението при VOUT отчете 25V. След това включете настроения усилващ преобразувател, MOSFET превключвателя и крушката в останалата част на веригата, като използвате винтовите клеми на MOSFET платката. Като последна мярка, покрийте изцяло усилващия преобразувател и MOSFET платката в електрическа лента, за да предотвратите къси панталони.

Стъпка 9: Завършете окончателното сглобяване

Преди да запечатате всичко завинаги, направете тест на електрониката, като се уверите, че няма къси панталони, преди да го включите. Ако всичко работи според очакванията, поставете Arduino, усилвателния конвертор и MOSFET платката в основата на ръкохватката близо до гнездото за захранване. Опитайте се да пъхнете излишния проводник в открити пространства в ръкохватката, преди да се опитате да го съберете. За да го сглобите, започнете, като поставите половината от захвата върху монтажната точка на кожуха и поставете два 20 мм болта M3 през монтажните отвори, за да го закрепите на място. След това поставете другата половина на ръкохватката на място и я натиснете в двата болта. След това поставете останалите три 20 мм болта M3 през двете половини на ръкохватката. С помощта на малка отвертка натиснете всички излишни проводници вътре в ръкохватката, докато тя може да се затвори напълно. Накрая завинтете гайките към болтовете и ги затегнете, докато монтажът завърши!

Стъпка 10: Насладете се на използването на новото си творение

Когато използвате това устройство, не забравяйте да спазвате правилните указания за безопасност при ултравиолетови лъчи и никога не го оставяйте без надзор, докато е включено, тъй като резисторите на крушката могат да се нагреят доста. Като се има предвид това, ползвайте го с удоволствие и се надявам да получа много полезни отзиви за моя дизайн!

Вицешампион в първото състезание за автори