Înlocuire pentru becuri cu lămpi chirurgicale folosind circuit LED: 7 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Instrucțiuni pas cu pas pentru modul de construire și implementare a sistemului de becuri cu lampă chirurgicală de schimb folosind un circuit LED dezvoltat de Mohammed Shafir și Zoe Englander ca parte a cursului BME 262-Design for the Developing World de la Pratt School of Engineering, Duke University.

Acest sistem va oferi un cost redus și o înlocuire de lungă durată pentru becurile cu lămpi chirurgicale greu de achiziționat în lumea în curs de dezvoltare. Aceste instrucțiuni explică modul de utilizare a sistemului de bec de schimb cu componentele și instrumentele incluse în kit. Dispozitivele din lumea în curs de dezvoltare care necesită becuri pentru a-și îndeplini funcția sunt de o utilitate crucială în furnizarea de îngrijiri medicale. Cu toate acestea, o problemă majoră cu utilizarea acestor dispozitive în lumea în curs de dezvoltare este că, odată ce becurile se sparg sau se ard, becurile de schimb sunt foarte scumpe sau greu de achiziționat. Astfel, multe dispozitive care sunt complet funcționale în caz contrar nu sunt utilizate, deoarece nu au becuri funcționale. Un dispozitiv medical critic care este afectat de această problemă sunt lămpile chirurgicale utilizate în sala de operație. Aceste lumini sunt de folos critic pentru chirurg în iluminarea zonei de interes în timpul intervenției chirurgicale. Absența acestor lumini împiedică serios capacitatea chirurgilor de a lua decizii în cunoștință de cauză și, de asemenea, restricționează efectuarea operațiilor la intervale în ziua în care există suficientă lumină pentru a ilumina camera. Am remediat această problemă cu un sistem de înlocuire a becurilor care va permite utilizatorului să înlocuiască becurile convenționale din lămpile chirurgicale utilizate în mod obișnuit cu un nou sistem de iluminare compus din becuri cu diode emițătoare de lumină (LED). Becurile cu LED sunt mult mai eficiente decât becurile cu tungsten sau halogen convenționale, consumă mai puțină energie, sunt mai rigide (datorită absenței pieselor în mișcare) și au, de asemenea, o durată de viață mult mai mare. Prin urmare, sistemul de iluminare cu LED-uri va avea o durată de viață mult mai lungă, va fi mai puțin costisitor de rulat și nu se va sparge la fel de ușor. Sistemul de iluminare cu LED va trebui instalat o singură dată și nu va trebui înlocuit de mulți ani. În plus, acest sistem este compatibil cu multe tipuri diferite de lămpi, cu o varietate de becuri diferite. Acest sistem utilizează baza becului original, astfel încât circuitul poate fi compatibil cu aproape orice dimensiune și formă a becului. Sistemul va funcționa pentru orice lampă care utilizează între 7 și 24 volți DC.

Pasul 1: Lista pieselor

Lista pieselor pentru acest design este prezentată în tabelul de mai jos. Piesele și instrumentele suplimentare necesare pentru construcția acestui dispozitiv sunt:

1.) O placă PCB goală 2.) Firuri subțiri de conectare 3.) Un ciocan 4.) Fier de lipit 5.) Sârmă de lipit 6.) Krazy Glue National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Constant Buck Regulator este folosit ca dispozitiv de reglare a curentului. Un set detaliat de instrucțiuni poate fi găsit în fișa tehnică a acestui dispozitiv. Urmând aceste instrucțiuni, proiectantul circuitului poate determina ratingurile componentelor externe necesare pentru a le satisface nevoile.

Pasul 2: Crearea PCB

Imprimați aspectul PCB oferit aici pe o transparență. Obțineți o placă PCB, tăiați-o la dimensiunea potrivită și plasați transparența între placă și lumină într-o cameră altfel întunecată. Așezați o bucată de sticlă peste transparență pentru a menține designul și transparența aliniate. Asigurați-vă că transparența este orientată corect și că hârtia de protecție este decojită. După aproximativ 7 minute sub lumină, așezați placa într-o baie de lichid dezvoltator. Asigurați-vă că purtați mănuși pentru a vă proteja mâinile și aveți grijă să nu stropiți lichide pe îmbrăcăminte. Lichidul dezvoltator trebuie să fie 1 parte dezvoltator la 10 părți apă.

Apoi, așezați PCB într-o tigaie cu soluție de gravare. Agitați tigaia pentru a face procesul de gravare să meargă mai repede. De asemenea, este util să încălziți ușor soluția. Păstrați PCB-ul în soluție până când tot cuprul este îndepărtat, cu excepția cazului în care designul circuitului este imprimat pe placă. Soluția de gravare vă va pata hainele, așa că fiți foarte atenți să nu vă stropiți singuri. Clătiți bine placa imprimată pentru a îndepărta toate lichidele. Aspectul tipărit este conceput astfel încât două circuite și două plăcuțe cu LED-uri să poată intra pe o placă PCB. Separați aceste patru piese folosind un ferăstrău. Decupați orice placă în exces pentru a face circuitul cât mai mic posibil. În cele din urmă, găuriți găurile unde se vor atașa componentele folosind un burghiu foarte mic. Locațiile în care trebuie să găuriți sunt afișate ca cercuri mici pe aspectul PCB. Am folosit ExpressPCB pentru a proiecta această placă. Deoarece acest circuit utilizează dispozitive montate la suprafață, proiectarea plăcilor de lipit trebuia să fie realizată pentru fiecare componentă individuală.

Pasul 3: Plasarea componentelor pe placa PCB

Acoperiți PCB-ul tipărit în flux. Lipiți cu grijă toate componentele pe placă cu un fir subțire de lipit și un instrument de lipit. Aspectul pentru a face acest lucru corect poate fi văzut în imaginea de la pasul 2.

Pasul 4: Atașarea becului cu LED și a firelor de atașare

Lipiți becul LED pe bucata de PCB cu tamponul LED imprimat. Lipiți această bucată de PCB până la capătul circuitului, astfel încât cele două bucăți să formeze un T. Scopul este ca LED-ul să fie perpendicular pe circuit, astfel încât lumina să fie orientată în jos atunci când circuitul este vertical.

În cele din urmă, lipiți două fire de atașament în găurile corespunzătoare. Aceste fire se atașează la conexiunile becului, permițând alimentarea circuitului. Circuitul este acum gata pentru implementare.

Pasul 5: Îndepărtarea sticlei din becul spart

Primul pas necesar în implementarea acestui sistem este îndepărtarea sticlei din becul spart pentru a expune contactele care au dus la filamentul spart.

Scoateți becul rupt din priză. Așezați becul rupt în punga de plastic (furnizată) și apucați becul din exterior la bază. Aveți grijă să nu vă tăiați cu paharul sau să vă bateți degetele cu ciocanul. Loviți vârful becului lămpii chirurgicale sparte cu un ciocan mic. Aveți grijă să nu loviți becul cu prea multă forță. Scopul este de a scoate sticla și de a expune contactele care inițial conectau filamentul rupt la restul becului.

Pasul 6: Atașarea circuitului la bec

Următorul pas este să atașați circuitul cu LED-ul la bec. Lipiți contactele la firele care ies din circuit.

Încălziți fierul de lipit conectându-l. Apoi, țineți vârful fierului de lipit până la capătul unei bucăți de sârmă de lipit. Acest lucru va face ca firul să se topească. Transferați cu atenție lipirea topită pe contacte în timp ce țineți firele din circuit în lipirea topită. Lăsați pe scurt conexiunea să se răcească și asigurați-vă că conexiunea este suficient de puternică. Poate fi necesar să țineți componentele împreună folosind o pensetă în timp ce finalizați acest proces. ** Atenție: lipitorul este foarte fierbinte, nu vă ardeți!

Pasul 7: Testarea sistemului

Introduceți baza becului cu circuitul atașat în priza becului, așa cum ați face un bec normal.

Porniți alimentarea lămpii și asigurați-vă că LED-ul se aprinde. Testarea intensității luminii sistemului poate fi efectuată cu ajutorul contorului de lumină Lutron LX-103.