DIY -ultraviolettisterilointilaite (UVClean): 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Johdanto

Hei kaikki ja tervetuloa ensimmäiseen ohjeeseeni! Tässä vaiheittaisessa oppaassa opit luomaan oman ultraviolettisterilointilaitteen, jota voidaan käyttää joko sauvana tai automaattisena sterilointikammiona. Laite, nimeltään UVClean, käyttää erityistä UVC -lamppua, joka voi steriloida ei -huokoiset pinnat muutamassa minuutissa.

Ominaisuuksiin kuuluu:

-Tukeva ja ergonominen muotoilu

-Aito 253,7 nm: n 3,5 W: n UVC -lamppu

-Kaksivärinen OLED-näyttö

-Salasanalla suojattu käyttöliittymä

-Kattava valikkojärjestelmä

-Jatkuva kädessä pidettävä tila ja automaattinen ajastintoiminto

TÄRKEITÄ MUOKKAUKSIA: En tiennyt, että tämä räjähtää niin paljon, mutta kiitos kaikille katsojille! Minulla on muutamia tärkeitä päivityksiä sanottavana jonkin asian perusteella, jonka olen nähnyt kommenteissa.

1) Rakenna tämä laite omalla riskilläsi, monilla ihmisillä on paljon sanottavaa UV -turvallisuudesta, enkä todellakaan ole asiantuntija. Yritän vastata joihinkin siihen liittyviin kysymyksiin, mutta päivän päätteeksi sinun tulee tehdä hyvä tutkimus UV -altistumisen edellyttämistä turvatoimenpiteistä ennen kuin päätät rakentaa tämän laitteen.

2) Tämä laite on itse asiassa desinfiointiaine, ei sterilointilaite. Desinfiointi on prosessi, jolla useimmat organismit poistetaan pinnalta 99,9%, kun taas sterilointi on prosessi, jossa KAIKKI organismit poistetaan pinnalta. Tämä laite ei ole lääketieteellinen, eikä sitä pidä pitää sellaisena.

3) Tämän laitteen ei ole vielä osoitettu tappavan viruksia ja bakteereja. Aion testata sitä pian, katso kohta 4.

4) Aion testata laitteen tehokkuutta pian. Tätä varten kasvatan joitain bakteeriviljelmiä ja altistan ne laitteelleni vaihtelevan ajan. Seuraan sitten bakteerien kasvua nähdäkseni kuinka tehokas tämä laite on niiden poistamisessa. Tulen varmasti julkaisemaan kuvia ja videoita tästä kokeilusta instagrammiini ja tähän ohjeeseen tulevina viikkoina, joten pysy kuulolla!

VAROITUS: Tämä laite lähettää UVC -säteilyä, joka on haitallista ihmisen iholle ja silmille. Lamppupiiriä testattaessa ja laitetta käytettäessä kämmenlaitteessa on käytettävä asianmukaisia UV -suojalaseja ja koko kehon ihonpäällysteitä. Tätä laitetta ei saa käyttää eläinten tai suojaamattomien ihmisten läsnä ollessa. Turvatoimenpiteenä on annettava salasana laitteen virittämiseksi, jotta luvattomat käyttäjät eivät voi kytkeä lamppua päälle.

Kaikki CAD-, koodi- ja piirikaaviot olen alun perin luonut COVID-19-pandemian valossa. Jos jollain teistä on ehdotuksia sen parantamiseksi tai jos haluatte tehdä omia muutoksia, tehkää se ja ilmoittakaa minulle kaikki siitä! Jos päätät tehdä sellaisen, lähetä minulle kuva siitä!

Minusta:

Nimeni on Henry Mayne, ja olen tällä hetkellä 3. vuoden sähkötekniikan opiskelija Northeastern Universityssä Bostonissa. Kämppäkaverini ja minä teemme mielellämme tämänkaltaisia projekteja ja haluamme välittää ideamme eteenpäin, joten tutustu Instagramiin nähdäksesi joitain muita projekteja ja asioita, joita olemme tehneet. Jos haluat tietää urani historiasta, tutustu LinkedIn -sivulleni.

Tarvikkeet

Tarvittavat työkalut:

-3D tulostin

-Laserleikkuri tai -saha

-Multimetri

-Juotin

-Juoton sydän tai juote

-Kuuma liimapistooli

-Kevyt tai kuumailmapistooli

-UV -lasit

-Raskaat hanskat

-Auttavat kädet

-Allen jakoavain

-Ruuvimeisseli

-Sakset

-Tarkka veitsi

-Pihdit

-Langanpoistimet

Yleiset materiaalit:

-PLA -filamentti (mikä tahansa väri)

-Alumiiniteippi

-Sähköteippi

-Rosin -ytimen juote

-Kuuma liima

-Pikaliima

-8x 20mm M3 pultit

-18x 10mm M3 pultit

-26x M3 mutterit

-Punottu kuparilanka

-Lämpökutistuvat letkut

-2 mm paksu kirkas akryyli

Elektroniset komponentit (täytyy olla täsmälleen nämä kappaleet toimiakseen, annan linkit):

-GTL-3 UVC-lamppu

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

-E17 -kiinnitettävä lampun kanta (on erittäin tärkeää, että saat tämän EXACT -kannan, jotta se mahtuu tulostamaan)

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

-Virtalähde (on erittäin tärkeää, että saat tämän TÄSSÄ virtalähteen, muuten joudut ongelmiin)

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

-Boost -muunninkortti (on erittäin tärkeää, että saat tämän EXACT -levyn, muuten joudut ongelmiin)

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

-MOSFET suuritehoinen kytkinlevy

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

-3x 150 ohmin 5W vastukset

Sain nämä paikallisesta elektroniikkaliikkeestä, mutta ehkä löydät ne netistä

-Arduino nano

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

-Pyörivä anturimoduuli

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

-Vaihtokytkin

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

-OLED -näyttö

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

-2,1 mm tynnyrin liitin

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

-Pieni pietsosummeri

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

Vaihe 1: Tulosta kappaleet 3D -muodossa

Ensimmäinen vaihe on melko yksinkertainen, käytä mukana toimitettuja.stl -tiedostoja ja 3D -tulostinta, jolla on sopiva sängyn koko, tulostaaksesi kaikki 10 mukautettua kappaletta (tarvitset 2 ikkunapaneelia ja 2 verhouslevyä). Varmista, että tulostusalusta on vaakasuorassa ja pyyhi se isopropyylialkoholilla ennen jokaista tulostusta, etenkin suurten verhouspaneelien osalta. Ehdotan, että tulostat yhden kappaleen kerrallaan, koska jos tulostimesi on minun kaltaiseni, se voi olla altis epäonnistumiselle. Varaa viikonloppuna aikaa kaikkien kappaleiden tulostamiseen, koska niiden tekeminen kestää useita tunteja. Lopuksi, muista valvoa jatkuvasti 3D -tulostintasi, koska se on palovaara, jos se jätetään ilman valvontaa.

Vaihe 2: Laminoi suojus alumiiniteipillä

Laminoi etulevyn sisäpuoli, takalevy, selkä ja vasen ja oikea selkä, molemmat suojalevyt ja molemmat ikkunapaneelit alumiininauhalla, saksilla ja tarkalla veitsellä. Tämä auttaa ohjaamaan valoa polttimosta kohti sterilointialuetta sekä toimimaan massiivisena jäähdytyselementtinä lampulle ja vastuksille. Tämän helpottamiseksi yritä ensin peittää suuret alueet kokonaisilla teipillä, jotta vältetään liiallinen leikkaaminen. Kun palat on peitetty, leikkaa reunat ja reiät tarkalla o-veitsellä.

Vaihe 3: Leikkaa ja asenna akryyli -ikkunat

Leikkaa sahalla tai laserleikkurilla, jos sinulla on sellainen, leikkaa sopivan kokoisia akryylilevyjä, jotka sopivat ikkunoiden suorakulmaisiin syvennyksiin. Seuraavaksi aseta palat syvennyksiin ja suorita superliimaa reunoja pitkin. Jos se tehdään oikein, superliima imeytyy halkeamiin kokonaan ja ikkuna on tiukasti kiinni. Varmista, että käytät vain vähän liimaa äläkä kosketa akryylia, jotta liima-sormenjäljet eivät pääse siihen. Kun olet levittänyt superliiman, anna kappaleiden kuivua tasaisella pinnalla 24 tuntia. UVC -säteily ei kulje akryylipaneelien läpi, mutta lampun näkyvä sininen valo kulkee läpi, jolloin laite näyttää viileältä.

Vaihe 4: Kokoa suojus

Käytä 3x 20 mm M3 -pultteja, 16x 10 mm M3 -pultteja ja 19x M3 -muttereita ja koota juuri laminoitu ja ikkunallinen verho. Aloita kiinnittämällä vasen ja oikea selkäosa yhdessä 20 mm: n pultin kanssa keskireikään. Liu'uta seuraavaksi etu- ja takalevyt paikoilleen ja kiinnitä ne kumpikin kahdella 20 mm: n pultilla. Takalevy voidaan tunnistaa sen 3 reiän perusteella, ja se tulee asentaa sivulle, johon kahva menee. Kiinnitä nyt kaksi suurta suojuslevyä ja ikkunapaneelit 16 10 mm: n M3 -ruuvilla. Kiristä kaikki pultit pitääksesi kaikki paikoillaan.

Vaihe 5: Asenna UVC -lamppu ja suuritehoiset vastukset

Juotetaan 3x 150 ohmin 5W vastukset rinnakkain, jotta saadaan vastaava 50 ohmin vastus. Syy kolmen vastuksen käyttämiseen yhden sijasta on vähentää kunkin vastuksen kautta kuluvaa tehoa ja lisätä lämpömassaa. Vastukset joutuvat tuhlaamaan melko paljon virtaa, jotta lamppu toimisi kunnolla. Jos käytetään vain yhtä vastusta, se kuumenee erittäin paljon ja siitä tulee tulipalon vaara. Seuraavaksi juotetaan 50 ohmin vastaava vastus sarjaan E17 -polttimopistokkeella oikeilla johtimien pituuksilla, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy. Kiinnitä E17 -lampun kanta kotelon sisäpuolelle kahdella jäljellä olevalla 10 mm: n M3 -pultilla ja kiinnitä vastukset suoraan kannan alle alumiiniteipillä. Vedä sitten kaksi langanpäätä takalevyn keskellä olevan reiän läpi. Lopulta verhon sisäpuolen pitäisi näyttää yllä olevasta kuvasta. Jos lampun ja vastuksen johdotuksessa on sekaannuksia, katso mukana toimitettua kytkentäkaaviota.

Vaihe 6: Ohjelmoi Arduino

Lataa annettu koodi Arduino nano -laitteeseesi, muokkaa koodiani haluamallasi tavalla tai jopa kirjoita oma alusta alkaen. Odotan innolla, mitä muut ihmiset keksivät. Jotta voit ladata, sinun on ensin asennettava sekä Adafruit_SSD1306- että Adafruit_GFX -kirjasto Arduino IDE: lle. Laitteen oletussalasana on 3399, jos haluat vaihtaa salasanan, sinun on tehtävä se tässä vaiheessa. Etsi yllä olevassa kuvassa näkyvä koodin osa ja korvaa salasanan neljä numeroa haluamallasi tavalla. Kun olet tyytyväinen, paina Arduino IDE: n latauspainiketta ja odota, kunnes lataus on valmis.

Vaihe 7: Testaa elektroniikka leipätaululla

Tee mukana toimitetun kytkentäkaavion ja aiemmin ohjelmoidun Arduinon avulla kaikki oikeat liitännät suurelle leipälevylle. Muista käyttää UVC -suojalaseja ja koko kehon ihonsuojaa, kun kytket lampun päälle. UVC on haitallista ihmisen iholle ja silmille, ja on erittäin tärkeää rajoittaa suoraa altistumista lampulle. Jos kaikki toimii odotetulla tavalla, voit siirtyä seuraavaan vaiheeseen. Johdotus voi joskus olla hankalaa, ja on tärkeää, että käytät aikaa tähän vaiheeseen, jotta saat liitännät oikein ja ymmärrät, miten ne toimivat. (Vastuuvapauslauseke: Jotkut tämän kuvan osista ovat varhaisia prototyyppiosia, mutta käsite on sama)

Vaihe 8: Johdot ja asenna elektroniikka kahvaan

Tämä on haastavin vaihe koko projektissa. Jos sinulla ei ole paljon kokemusta juotos- ja johdotusprojekteista, joissa on paljon yhteyksiä, suosittelen, että harjoittelet vähän ennen tätä. Varmista, että osaat irrottaa johdot, tehdä vahvat juotosliitännät, käyttää kutistekutistusta ja erityisesti varmistaa, että voit pitää kaiken järjestyksessä. Tein tämän melko vaikeaksi itselleni, koska minulla oli vain yksi väri lankaa, mutta suosittelen todella, että menet ulos ja ostat joukon eri värejä. Ennen kuin käynnistät juotosraudan, sinun on tehtävä joitain tärkeitä asioita. Ensimmäinen asia on pihtien avulla taivuttaa OLED -näytön takana olevat tapit siten, että ne ovat yhdensuuntaisia näytön takaosan kanssa ja osoittavat alaspäin. Toinen asia on pihtien avulla irrottaa pyörivän anturilevyn ylimääräiset reunat niin, että se sopii otteeseen. Nyt kun nämä tärkeät vaiheet on suoritettu, kytke juotosrauda päälle ja hanki juotospiikki tai juotosimuri. Irrota näillä työkaluilla kaikki tapit sekä pyörivästä anturikortista että Arduino nanosta. Kiinnitä sitten pitkät johdot summeriin, seulaan ja anturiin kierrelangalla ja kutisteputkella. Kun tämä on tehty, kiinnitä näyttö ja summeri paikalleen kuumalla liimapistoolilla ja ruuvaa enkooderi paikalleen. Katkaise nyt johtojen pituudella ja juota ne nippuun yksitellen apukäiden avulla ja varmista, että tarkistat liitäntäpisteet ja eristät kaiken hyvin kutistekupilla ja sähköteipillä. On erittäin tärkeää, että kaikki johdot ovat mahdollisimman lyhyitä, muuten kahvassa ei ole tarpeeksi tilaa kaikelle. Kiinnitä seuraavaksi lanka tynnyrin liittimeen ja virtakytkimeen ja kiinnitä pistoke runsaalla kuumalla liimalla. Viimeisenä osana sinun on aloitettava viritysmuuntimen virittämisestä. Kytke tätä varten tehonmuuntimen VIN -liittimet 5 V: n virtalähteeseen ja lue VOUT -liittimien jännite yleismittarilla. Käännä pientä sinistä potentiometriä ruuvimeisselillä, kunnes jännite VOUT on 25 V. Kytke seuraavaksi viritetty tehostusmuunnin, MOSFET -kytkin ja polttimoyksikkö muuhun piiriin käyttämällä MOSFET -kortin ruuviliittimiä. Viimeisenä toimenpiteenä peitä tehostusmuunnin ja MOSFET -kortti kokonaan sähköteipillä oikosulkujen välttämiseksi.

Vaihe 9: Viimeistele lopullinen kokoonpano

Ennen kuin suljet kaiken lopullisesti, testaa elektroniikka ja varmista, ettei oikosulkuja ole, ennen kuin liität sen. Jos kaikki toimii odotetulla tavalla, työnnä Arduino, tehostinmuunnin ja MOSFET -kortti kahvan pohjaan lähellä virtaliitäntään. Yritä työntää ylimääräinen lanka auki oleviin tiloihin ennen kuin yrität laittaa kaiken yhteen. Kokoa se aloittamalla asettamalla puolet otteesta suojuksen kiinnityskohtaan ja asettamalla kaksi 20 mm: n M3 -ruuvia kiinnitysreikien läpi sen kiinnittämiseksi paikalleen. Vie seuraavaksi kahvan toinen puoli paikoilleen ja työnnä se kahteen pulttiin. Aseta sitten loput kolme 20 mm: n M3 -pulttia kahvan molempien puoliskojen läpi. Työnnä pienet ruuvitaltat ylimääräiset johdot kahvan sisään, kunnes se voi sulkeutua kokonaan. Kierrä lopuksi mutterit ruuveihin ja kiristä, kunnes asennus on valmis!

Vaihe 10: Nauti uuden luomuksesi käytöstä

Muista noudattaa asianmukaisia UV -turvallisuusohjeita, kun käytät tätä laitetta, äläkä koskaan jätä sitä ilman valvontaa, kun se on päällä, koska lampun vastukset voivat kuumentua. Tästä huolimatta nauti sen käytöstä ja toivon, että saan paljon hyödyllistä palautetta suunnittelustani!

Toinen sija ensimmäisessä kirjailijakilpailussa