Udskiftning af kirurgiske pærer ved hjælp af LED -kredsløb: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Trin for trin instruktioner til, hvordan man bygger og implementerer det udskiftelige kirurgiske lampepæresystem ved hjælp af et LED-kredsløb udviklet af Mohammed Shafir og Zoe Englander som en del af kurset BME 262-Design for the Developing World ved Pratt School of Engineering, Duke University.

Dette system vil give en billig og langvarig erstatning for svært tilgængelige kirurgiske pærer i udviklingslandene. Disse instruktioner forklarer, hvordan du bruger udskiftningspæresystemet med komponenter og værktøjer, der er inkluderet i sættet. Enheder i udviklingslandene, der kræver, at pærer udfører deres funktion, er afgørende for at yde lægehjælp. Et stort problem med brugen af disse enheder i udviklingslandene er imidlertid, at når pærerne går i stykker eller brænder ud, er udskiftningspærerne meget dyre eller vanskelige at anskaffe. Mange enheder, der ellers er fuldstændig funktionelle, bliver derfor ikke brugt, fordi de mangler arbejdspærer. Et kritisk medicinsk udstyr, der er ramt af dette problem, er kirurgiske lamper, der bruges på operationsstuen. Disse lamper er af afgørende betydning for kirurgen ved belysning af interesseområdet under operationen. Fraværet af disse lys hæmmer alvorligt kirurgernes evne til at træffe velinformerede beslutninger og begrænser også operationernes udførelse til intervaller på dagen, når der er tilstrækkeligt lys til at belyse rummet. Vi har løst dette problem med et udskiftningspæresystem, der gør det muligt for brugeren at udskifte konventionelle pærer i almindeligt anvendte kirurgiske lamper med et nyt belysningssystem, der består af lysemitterende dioder (LED) pærer. LED -pærer er meget mere effektive end konventionelle wolfram- eller halogenpærer, bruger mindre strøm, er mere stive (på grund af fravær af bevægelige dele) og har også en meget længere levetid. Derfor vil LED -belysningssystemet have meget længere levetid, være billigere at køre og vil ikke bryde lige så let. LED -belysningssystemet skal kun installeres én gang og skal ikke udskiftes i mange år. Derudover er dette system kompatibelt med mange forskellige typer lamper, med en række forskellige pærer. Dette system anvender den originale pærefod, så kredsløbet kan gøres kompatibelt med næsten enhver størrelse og form på pæren. Systemet fungerer til enhver lampe, der bruger mellem 7 og 24 volt DC.

Trin 1: Deleliste

Delelisten til dette design er vist i nedenstående tabel. Yderligere dele og værktøjer, der er nødvendige til konstruktionen af denne enhed, er:

1.) Et blankt printkort 2.) Tynde forbindelsestråde 3.) En hammer 4.) Loddejern 5.) Loddetråd 6.) Krazy Lim National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Current Buck Regulator bruges som strømreguleringsenhed. Et detaljeret sæt instruktioner findes i databladet for denne enhed. Ved at følge disse instruktioner kan kredsløbsdesigneren bestemme vurderingen af de eksterne komponenter, der er nødvendige for at opfylde deres behov.

Trin 2: Oprettelse af printkort

Udskriv PCB -layoutet her på en gennemsigtighed. Få et printkort, skær det til den rigtige størrelse, og placer gennemsigtigheden mellem brættet og lyset i et ellers mørkt rum. Læg et stykke glas over gennemsigtigheden for at holde designet og gennemsigtigheden på linje. Sørg for, at gennemsigtigheden er rettet korrekt, og at beskyttelsespapiret skrælles af. Efter cirka 7 minutter under lyset placeres tavlen i et bad med fremkaldervæske. Sørg for at bære handsker for at beskytte dine hænder, og pas på ikke at sprøjte væske på dit tøj. Fremkaldervæsken skal være 1 del udvikler til 10 dele vand.

Derefter placeres printkortet i en gryde med ætsning. Ryst gryden for at få ætsningsprocessen til at gå hurtigere. Det er også nyttigt at opvarme opløsningen lidt. Opbevar printkortet i opløsningen, indtil alt kobber er fjernet, undtagen hvor kredsdesignet er trykt på tavlen. Ætseløsningen vil plette dit tøj, så vær meget forsigtig med ikke at sprøjte det på dig selv. Skyl printpladen grundigt for at fjerne alle væsker. Det trykte layout er designet, så to kredsløb og to LED -puder kan passe på et printkort. Adskil disse fire stykker ved hjælp af en sav. Trim alt overskydende bræt af for at gøre kredsløbet så lille som muligt. Bor til sidst hullerne, hvor komponenterne vil fastgøre, ved hjælp af et meget lille bor. De steder, hvor du skal bore, vises som små cirkler på PCB -layoutet. Vi brugte ExpressPCB til at designe dette bord. Da dette kredsløb bruger overflademonterede enheder, skulle loddepuden design udføres for hver enkelt komponent.

Trin 3: Placering af komponenter på printkort

Dæk det trykte printkort i flux. Lod forsigtigt alle komponenter på bord med en tynd loddetråd og loddeværktøj. Layoutet for, hvordan man gør dette korrekt, kan ses på billedet til trin 2.

Trin 4: Montering af LED -pære og vedhæftningskabler

Loddet LED -pæren til stykket PCB med den trykte LED -pude. Lim dette stykke PCB til enden af kredsløbet, så de to stykker danner et T. Målet er at have LED'en vinkelret på kredsløbet, så lyset vender nedad, når kredsløbet er opretstående.

Til sidst loddes to fastgørelsestråde til de relevante huller. Disse ledninger fastgøres til pæreforbindelserne, så kredsløbet kan drives. Kredsløbet er nu klar til implementering.

Trin 5: Fjernelse af glas fra ødelagt pære

Det første trin, der er nødvendigt i implementeringen af dette system, er at fjerne glasset fra den ødelagte pære for at afsløre de kontakter, der førte til den ødelagte filament.

Fjern den ødelagte pære fra dens fatning. Læg den ødelagte pære i plastposen (medfølger), og tag fat i pæren udefra i bunden. Pas på ikke at skære dig selv med glasset eller slå dine fingre med hammeren. Slå toppen af den ødelagte kirurgiske lampe med en lille hammer. Pas på ikke at ramme pæren med for meget kraft. Målet er at fjerne glasset og afsløre de kontakter, der oprindeligt forbandt det ødelagte filament med resten af pæren.

Trin 6: Montering af kredsløbet på pæren

Det næste trin er at fastgøre kredsløbet med LED'en til pæren. Lodde kontakterne til ledningerne, der kommer ud af kredsløbet.

Varm loddejernet op ved at tilslutte det. Hold derefter spidsen af loddejernet for enden af et stykke loddetråd. Dette får ledningen til at smelte. Overfør forsigtigt det smeltede loddemetal på kontakterne, mens du holder ledningerne fra kredsløbet i det smeltede loddemetal. Lad forbindelsen afkøle kort, og sørg for, at forbindelsen er stærk nok. Du skal muligvis holde fast i komponenterne sammen med en pincet, mens du afslutter denne proces. ** Forsigtig: Loddejern er meget varmt, brænd ikke dig selv!

Trin 7: Test af systemet

Indsæt pærefoden med kredsløbet fastgjort i pærens fatning, på samme måde som du ville gøre med en normal pære.

Tænd lampens strøm, og sørg for, at LED'en tændes. Test af systemets lysintensitet kan ved hjælp af Lutron LX-103 lysmåler.