Dispozitiv de sterilizare ultravioletă DIY (UVClean): 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Introducere

Bună tuturor și bun venit la primul meu instructable! În acest ghid pas cu pas, veți învăța cum să vă creați propriul dispozitiv de sterilizare ultravioletă care poate fi folosit fie ca baghetă, fie ca cameră de sterilizare automată. Dispozitivul, denumit UVClean, folosește un bec UVC special care poate steriliza suprafețele neporoase în câteva minute.

Caracteristicile includ:

-Design robust și ergonomic

-Buc autentic 253,7nm 3,5W UVC

-Afisaj OLED bicolor

-Interfață protejată prin parolă

-Sistem de meniu complet

-Modul portabil continuu și modul temporizator automat

EDITĂRI IMPORTANTE: Nu știam că acest lucru ar exploda atât de mult, dar mulțumesc tuturor celor care au aruncat o privire! Am câteva actualizări importante de spus pe baza unui lucru pe care l-am văzut în comentarii.

1) Construiți acest dispozitiv pe propria răspundere, o mulțime de oameni au multe lucruri de spus despre siguranța UV și cu siguranță nu sunt un expert. Voi încerca să răspund la câteva întrebări despre asta, dar la sfârșitul zilei ar trebui să faceți o cercetare bună cu privire la măsurile de siguranță care sunt necesare pentru expunerea la razele UV înainte de a vă decide să construiți acest dispozitiv.

2) Acest dispozitiv este de fapt un dezinfectant, nu un sterilizator. Igienizarea este procesul de eliminare a majorității organismelor de pe o suprafață de 99,9%, în timp ce sterilizarea este procesul de îndepărtare a TOATE organismele de pe o suprafață. Acest dispozitiv nu este de calitate medicală și nu trebuie perceput ca atare.

3) Nu s-a dovedit încă că acest dispozitiv ucide viruși și bacterii. O voi testa în curând, vezi punctul 4.

4) Voi testa în curând eficacitatea dispozitivului. Pentru a face acest lucru, voi cultiva unele culturi de bacterii și le voi expune la dispozitivul meu pentru perioade diferite de timp. Voi observa apoi creșterea bacteriilor pentru a vedea cât de eficient este acest dispozitiv în eliminarea lor. Voi fi sigur că voi posta poze și videoclipuri ale acestui experiment pe instagramul meu și pe acest instructabil în următoarele săptămâni, așa că stați la curent!

AVERTISMENT: Acest dispozitiv emite radiații UVC, care dăunează pielii și ochilor omului. La testarea circuitului becului și la acționarea dispozitivului în modul portabil, trebuie folosiți ochelari de protecție UV corespunzători și învelitori de piele pentru tot corpul. Acest dispozitiv nu trebuie utilizat în prezența animalelor sau a oamenilor neprotejați. Ca măsură de siguranță, trebuie introdusă o parolă pentru armarea dispozitivului, astfel încât să se împiedice utilizatorii neautorizați să aprindă becul.

Toate schemele CAD, cod și circuite au fost create inițial de mine în lumina pandemiei COVID-19. Dacă vreunul dintre voi are sugestii pentru a-l îmbunătăți sau dacă doriți să faceți modificări proprii, vă rugăm să faceți acest lucru și să-mi spuneți totul despre asta! Dacă decideți să faceți una, vă rog să-mi trimiteți o poză!

Despre mine:

Numele meu este Henry Mayne și, în prezent, sunt student la inginerie electrică în anul 3 la Universitatea Northeastern din Boston. Colegul meu de cameră și cu mine ne bucurăm să facem proiecte de genul acesta și dorim să ne transmitem ideile, așa că vă rugăm să consultați Instagram pentru a vedea câteva dintre celelalte proiecte și lucruri pe care le-am făcut. Dacă doriți să aflați despre istoria carierei mele, consultați pagina mea LinkedIn.

Provizii

Instrumente necesare:

-imprimantă 3d

-Taietor cu laser sau ferăstrău

-Multimetru

-Ciocan de lipit

-Fabrică de sudură sau ventuză de lipit

-Pistol de lipit fierbinte

-Pistol mai ușor sau cu aer cald

-Ochelari cu laser UV

-Mănuși de serviciu grele

-Ajutorarea mâinilor

-Cheie Allen

-Şurubelniţă

-Foarfece

-Cuțit exact-o

-Cleşte

-Dezlipitori de sârmă

Materiale generale:

-Filament PLA (orice culoare)

-Banda de aluminiu

-Banda electrica

-Sud de miez de rozină

-Lipici fierbinte

-Super-lipici

-8x 20mm șuruburi M3

-Suruburi M3 de 18x 10mm

-26x nuci M3

-Sârmă de cupru întinsă

-Tuburi termocontractabile

-2 mm grosime acrilică transparentă

Componente electronice (Trebuie să fie aceste piese exacte pentru a funcționa, voi oferi linkuri):

-Bulbul GTL-3 UVC

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

-Piesă cu bec montabilă E17 (este foarte important să obțineți această priză EXACT, deci se potrivește în imprimare)

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

-Alimentare (este foarte important să obțineți această sursă de alimentare EXACT, altfel veți întâlni probleme)

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

-Placă convertor Boost (este foarte important să obțineți această placă EXACT, altfel veți întâlni probleme)

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

-MOSFET Placă de comutare de mare putere

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

-Resistente de 3x 150 ohmi 5W

Le-am luat la magazinul meu local de electronice, dar poate găsiți câteva online

-Arduino nano

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

-Modul de codificare rotativ

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

-Comutator

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

-Ecran OLED

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

-2.1mm butuc cric

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

-Semnal mic de sonerie piezo

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

Pasul 1: Imprimați 3D piesele

Primul pas este destul de simplu, utilizați fișierele.stl furnizate și o imprimantă 3D cu dimensiunea potrivită a patului pentru a imprima toate cele 10 piese personalizate (Veți avea nevoie de 2 panouri de ferestre și 2 plăci de protecție). Asigurați-vă că ați nivelat patul de imprimare și ștergeți-l cu alcool izopropilic înainte de fiecare imprimare, în special pentru panourile mari ale carcasei. Vă sugerez să imprimați câte o bucată pe rând, deoarece dacă imprimanta dvs. este asemănătoare cu a mea, poate fi predispusă la eșec. Stabiliți ceva timp în weekend pentru a imprima toate piesele, deoarece va dura multe ore până la finalizare. În cele din urmă, asigurați-vă că monitorizați în permanență imprimanta 3D, deoarece este un pericol de incendiu dacă este lăsată nesupravegheată.

Pasul 2: Laminează giulgiul cu bandă de aluminiu

Folosind o rolă de bandă de aluminiu, foarfece și un cuțit exact-o, laminați interiorul plăcii frontale, plăcii din spate, coloanei vertebrale stânga și dreaptă, ambele plăci de înveliș și ambele panouri ale ferestrelor. Acest lucru va ajuta la canalizarea luminii de la bec către zona de sterilizare, precum și la acționarea ca un radiator masiv pentru bec și rezistențe. Pentru a face acest lucru mai ușor, încercați mai întâi să acoperiți suprafețe mari cu bucăți întregi de bandă, pentru a evita tăierea prea mare. Odată ce piesele sunt acoperite, folosiți un cuțit exact-o pentru a tăia marginile și găurile.

Pasul 3: Tăiați și instalați ferestrele acrilice

Folosind un ferăstrău sau un tăietor cu laser, dacă aveți unul, tăiați niște geamuri acrilice de dimensiuni adecvate, care se vor încadra în adânciturile dreptunghiulare de pe panourile ferestrei. Apoi, așezați piesele în depresiuni și rulați un super adeziv de-a lungul marginilor. Dacă este făcut corect, super-adezivul se va strecura singur în fisuri și fereastra va fi bine fixată. Asigurați-vă că utilizați doar o cantitate mică de adeziv și nu atingeți acrilul, astfel încât să evitați să primiți amprente cu adeziv pe el. După ce ați aplicat super-adezivul, lăsați piesele să se usuce pe o suprafață plană timp de 24 de ore. Radiația UVC nu va trece prin panourile acrilice, dar lumina albastră vizibilă a becului va trece, oferind dispozitivului un efect de aspect rece.

Pasul 4: Asamblați Giulgiul

Folosind șuruburi M3 de 3x 20mm, șuruburi M3 de 16x 10mm și piulițe M3 de 19x, asamblați învelișul nou laminat și cu ferestre. Începeți prin atașarea pieselor coloanei stânga și dreapta împreună cu un șurub de 20 mm în gaura din mijloc. Apoi, glisați plăcile din față și din spate în poziție și fixați-le pe fiecare cu celelalte două șuruburi de 20 mm. Placa din spate poate fi identificată prin cele 3 găuri de pe ea și ar trebui să fie montată pe partea în care va merge mânerul. Acum, atașați cele două plăci mari de înveliș și panourile ferestrelor folosind cele 16 șuruburi M3 de 10 mm. Strângeți toate șuruburile pentru a menține totul în siguranță.

Pasul 5: Instalați becul UVC și rezistențele de mare putere

Lipiți rezistențele de 3x 150 ohm 5W în paralel pentru a obține o rezistență echivalentă de 50 ohmi. Motivul utilizării a trei rezistențe în loc de 1 este scăderea puterii disipate prin fiecare rezistor individual și creșterea masei termice. Rezistențele trebuie să disipeze destul de multă putere pentru ca becul să funcționeze corect, dacă ar fi utilizat un singur rezistor, s-ar încălzi extrem de mult și ar deveni un pericol de incendiu. Apoi, lipiți rezistența echivalentă de 50 ohm în serie cu soclul becului E17, cu lungimi adecvate ale firului, așa cum se vede în imaginea de mai sus. Fixați soclul becului E17 în interiorul carcasei folosind cele două șuruburi M3 de 10 mm rămase și utilizați o bucată de bandă de aluminiu pentru a fixa rezistențele direct sub soclu. Apoi, treceți cele două capete de sârmă prin orificiul din centrul plăcii din spate. În cele din urmă, interiorul giulgiului ar trebui să arate ca imaginea de mai sus. Dacă există confuzie în cablarea becului și a rezistențelor, consultați schema electrică furnizată.

Pasul 6: Programați Arduino

Încărcați codul furnizat pe Arduino nano, nu ezitați să modificați codul meu tot ce doriți sau chiar să-l scrieți de la început. Sunt încântat să văd cu ce vin alți oameni. Pentru a încărca, trebuie mai întâi să instalați atât bibliotecile Adafruit_SSD1306, cât și Adafruit_GFX în ID-ul dvs. Arduino. Codul de acces implicit pentru dispozitiv este 3399, dacă doriți să schimbați codul de acces, trebuie să faceți acest pas. Găsiți secțiunea din codul văzut în imaginea de mai sus și înlocuiți cele patru numere ale codului de acces după dorința dvs. Odată ce sunteți mulțumit, apăsați butonul de încărcare din IDE-ul Arduino și așteptați până când se afișează terminat încărcarea.

Pasul 7: Testați dispozitivele electronice pe o placă de calcul

Folosind schema de cablare furnizată și Arduino programat anterior, faceți toate conexiunile corecte pe o placă mare. Nu uitați să purtați ochelari de protecție UVC și protecție completă a pielii pentru corp atunci când porniți becul, UVC dăunează pielii și ochilor omului și este extrem de important să limitați expunerea directă la bec. Dacă totul funcționează conform așteptărilor, puteți trece la pasul următor. Cablarea poate fi uneori complicată și este important să vă luați timp cu acest pas, astfel încât să faceți conexiunile corecte și să înțelegeți cum funcționează. (Declinare de responsabilitate: Unele dintre părțile din această imagine sunt piese prototip timpurii, dar conceptul este același)

Pasul 8: conectați și instalați aparatele electronice în manșon

Acesta va fi cel mai provocator pas din întregul proiect. Dacă nu aveți multă experiență în proiectele de lipire și cablare cu multe conexiuni, vă sugerez să practicați puțin înainte de aceasta. Asigurați-vă că știți cum să dezbrăcați firele, să faceți conexiuni puternice de lipit, să folosiți tuburi termocontractabile și, mai ales, să vă asigurați că puteți menține totul organizat. Am făcut asta destul de greu pentru mine, deoarece aveam doar o singură culoare de sârmă, dar îți sugerez cu adevărat să ieși și să cumperi o grămadă de culori diferite. Înainte chiar să porniți fierul de lipit, există câteva lucruri importante de făcut. Primul lucru de făcut este să folosiți o clește pentru a îndoi pini de pe partea din spate a ecranului OLED, astfel încât acestea să fie paralele cu partea din spate a ecranului și orientate spre partea de jos. Al doilea lucru de făcut este să folosiți niște clești pentru a tăia marginile în exces ale plăcii codificatoare rotative, astfel încât să se potrivească cu mânerul. Acum, când acești pași importanți sunt completi, porniți fierul de lipit și obțineți o fitilă de lipit sau o ventuză de lipit. Folosind aceste instrumente, scoateți toți pinii atât de pe placa de codificare rotativă, cât și de pe Arduino nano. Apoi, utilizați sârmă torsadată și tuburi termocontractabile pentru a atașa fire lungi la buzzer, ecran și codificator. După ce ați făcut acest lucru, utilizați un pistol de adeziv fierbinte pentru a fixa ecranul și soneria în poziție și înșurubați codificatorul în poziție. Acum, folosind o pereche de mâini ajutătoare, tăiați firele la lungime și lipiți-le pe nano unul câte unul, asigurându-vă că vă verificați de două ori punctele de conexiune și că izolați totul bine cu tuburi termocontractabile și bandă electrică. Este extrem de important ca toate cablurile dvs. să fie cât mai scurte posibil, altfel nu va fi suficient spațiu în prindere pentru ca totul să se potrivească. Apoi, conectați mufa butoiului și comutatorul de alimentare, asigurând mufa cu o cantitate generoasă de adeziv fierbinte. Pentru partea finală, trebuie să începeți prin reglarea convertorului boost. Pentru a face acest lucru, conectați terminalele VIN ale convertorului de impuls până la o sursă de alimentare de 5V și utilizați un multimetru pentru a citi tensiunea la terminalele VOUT. Rotiți micul potențiometru albastru cu o șurubelniță până când tensiunea la VOUT citește 25V. Apoi, conectați convertorul amplificat, comutatorul MOSFET și ansamblul becului în restul circuitului, utilizând bornele cu șurub de pe placa MOSFET. Ca măsură finală, acoperiți complet convertorul de impuls și placa MOSFET în bandă electrică pentru a preveni scurtcircuitele.

Pasul 9: Finalizați Adunarea Finală

Înainte de a sigila totul definitiv, faceți o testare a componentelor electronice, asigurându-vă că nu există pantaloni scurți înainte de a-l conecta. Dacă totul funcționează conform așteptărilor, introduceți Arduino, convertorul de boost și placa MOSFET în baza mânerului de lângă mufa de alimentare. Încercați să introduceți orice sârmă în exces în spațiile deschise din mâner înainte de a încerca să le puneți laolaltă. Pentru a-l asambla, începeți prin a pune jumătate din mâner pe punctul de montare de pe carcasă și puneți două șuruburi M3 de 20 mm prin orificiile de montare pentru a-l fixa în poziție. Apoi, aduceți cealaltă jumătate a mânerului în poziție și împingeți-o în cele două șuruburi. Apoi, puneți cele trei șuruburi M3 de 20 mm rămase prin ambele jumătăți ale mânerului. Folosind o șurubelniță mică, împingeți orice fire în exces în interiorul mânerului până când se poate închide complet. În cele din urmă, filetați piulițele pe șuruburi și strângeți-le până când ansamblul este complet!

Pasul 10: Bucurați-vă de noua creație

Asigurați-vă că urmați instrucțiunile de siguranță UV adecvate atunci când utilizați acest dispozitiv și nu îl lăsați niciodată nesupravegheat cât timp este pornit, deoarece rezistențele becurilor se pot încălzi destul de mult. Acestea fiind spuse, bucurați-vă de utilizarea acestuia și sper să obțineți o mulțime de feedback util cu privire la designul meu!

Locul doi în primul concurs de autor