DIY Ultraviolet Sterilisation Device (UVClean): 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Introduktion

Hej alle og velkommen til min allerførste instruktive! I denne trin for trin -guide lærer du, hvordan du opretter din helt egen ultraviolette sterilisationsenhed, der kan bruges som enten en tryllestav eller som et automatisk steriliseringskammer. Enheden, kaldet UVClean, bruger en speciel UVC -pære, der kan sterilisere ikke -porøse overflader på få minutter.

Funktioner inkluderer:

-Stabilt og ergonomisk design

-Ægte 253,7 nm 3,5 W UVC pære

-OLED-display i to farver

-Passcode beskyttet interface

-Omfattende menusystem

-Kontinuerlig håndholdt tilstand og automatisk timer -tilstand

VIGTIGE REDIGERINGER: Jeg vidste ikke, at dette ville sprænge så meget, men tak til alle, der har kigget! Jeg har et par vigtige opdateringer at sige baseret på nogle ting, jeg har set i kommentarerne.

1) Byg denne enhed på egen risiko, mange mennesker har mange ting at sige om UV -sikkerhed, og jeg er bestemt ikke en ekspert. Jeg vil forsøge at besvare nogle spørgsmål om det, men i slutningen af dagen bør du undersøge de sikkerhedsforanstaltninger, der er nødvendige for UV -eksponering, før du beslutter dig for at bygge denne enhed.

2) Denne enhed er faktisk et desinfektionsmiddel, ikke en sterilisator. Sanering er processen med at fjerne de fleste organismer fra en overflade 99,9%, mens sterilisering er processen med at fjerne ALLE organismer fra en overflade. Denne enhed er ikke medicinsk, og den bør ikke opfattes som sådan.

3) Denne enhed er endnu ikke bevist at dræbe vira og bakterier. Jeg tester det snart, se punkt 4.

4) Jeg tester snart enhedens effektivitet. For at gøre dette vil jeg dyrke nogle bakteriekulturer og udsætte dem for min enhed i varierende mængder tid. Jeg vil derefter observere bakteriens vækst for at se, hvor effektiv denne enhed er til at eliminere dem. Jeg vil helt sikkert lægge billeder og videoer af dette eksperiment på min instagram og på dette instruerbare i de kommende uger, så følg med!

ADVARSEL: Denne enhed udsender UVC -stråling, som er skadelig for menneskelig hud og øjne. Korrekte UV -beskyttelsesbriller og hudkrop til hele kroppen skal bruges ved test af pærekredsløbet og ved brug af enheden i håndholdt tilstand. Denne enhed må ikke betjenes i nærvær af dyr eller ubeskyttede mennesker. Som en sikkerhedsforanstaltning skal der indtastes en adgangskode for at tilslutte enheden for at forhindre uautoriserede brugere i at tænde pæren.

Alle CAD-, kode- og kredsløbsdiagrammer blev oprindeligt oprettet af mig i lyset af COVID-19-pandemien. Hvis nogen af jer har forslag til at gøre det bedre, eller hvis du ønsker at foretage ændringer af dit eget, bedes du gøre det og lad mig vide alt om det! Hvis du beslutter dig for at lave en, så send mig et billede af det!

Om mig:

Mit navn er Henry Mayne, og jeg er i øjeblikket en 3. års elektroteknikerstuderende ved Northeastern University i Boston. Min værelseskammerat og jeg nyder at lave projekter som denne, og vil gerne videregive vores ideer, så tjek vores Instagram for at se nogle af vores andre projekter og ting, vi har været i gang med. Hvis du vil vide mere om min karrierehistorie, kan du tjekke min LinkedIn -side.

Forbrugsvarer

Nødvendige værktøjer:

-3D printer

-Laserskærer eller sav

-Multimeter

-Loddekolbe

-Solder væge eller loddesuger

-Varm limpistol

-Lighter eller varmluftspistol

-UV laserbriller

-Kraftige handsker

-Hjælpende hænder

-Unbrakonøgle

-Skruetrækker

-Saks

-Exact-o kniv

-Tang

-Wire strippere

Generelle materialer:

-PLA filament (enhver farve)

-Aluminiumstape

-Elektrisk tape

-Rosinkerne loddemetal

-Varm lim

-Super lim

-8x 20 mm M3 bolte

-18x 10 mm M3 bolte

-26x M3 møtrikker

-Strandet kobbertråd

-Krympeslange til varme

-2 mm tyk klar akryl

Elektroniske komponenter (Skal være disse nøjagtige stykker til at fungere, jeg giver links):

-GTL-3 UVC pære

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

-E17 monterbar pære fatning (det er meget vigtigt, at du får denne EXAKTE fatning, så den passer i printet)

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

-Forsyning (det er meget vigtigt, at du får denne PRÆCIS strømforsyning, ellers løber du ind i problemer)

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

-Boost konverterkort (det er meget vigtigt, at du får dette PRÆCISE bord, ellers vil du støde på problemer)

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

-MOSFET High power switch board

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

-3x 150 ohm 5W modstande

Jeg fik disse i min lokale elektronikbutik, men måske kan du finde nogle online

-Arduino nano

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

-Roterende encoder modul

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

-Toggle switch

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

-OLED skærm

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

-2,1 mm tønde jack

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

-Lille piezo -summer

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

Trin 1: 3D -udskriv stykkerne

Det første trin er ganske simpelt. Brug de medfølgende.stl -filer og en 3D -printer med en passende sengestørrelse til at udskrive alle de 10 brugerdefinerede stykker (du skal bruge 2 vinduespaneler og 2 indhyllingsplader). Sørg for at udjævne din print seng og tør den af med isopropylalkohol før hvert tryk, især for de store svøbspaneler. Jeg foreslår, at du udskriver et stykke ad gangen, for hvis din printer ligner min, kan den være tilbøjelig til at mislykkes. Angiv noget tid i weekenden til at udskrive alle stykker, fordi det vil tage mange timer at fuldføre. Endelig skal du sørge for konstant at overvåge din 3D -printer, da det er en brandfare, hvis den efterlades uden opsyn.

Trin 2: Laminer kappen med aluminiumstape

Laminer indersiden af frontpladen, bagpladen, venstre og højre rygsøjle, begge skærmplader og begge vinduespaneler ved hjælp af en rulle aluminiumstape, saks og en præcis kniv. Dette vil hjælpe med at kanalisere lyset fra pæren mod steriliseringsområdet samt fungere som en massiv køleribbe til pæren og modstande. For at gøre dette lettere, prøv først at dække store områder med hele stykker tape for at undgå for meget skæring. Når stykkerne er dækket, skal du bruge en eksakt-kniv til at trimme kanterne og hullerne.

Trin 3: Klip og installer akrylvinduerne

Brug en sav eller en laserskærer, hvis du har en, til at skære nogle passende akrylruder, der passer ind i de rektangulære fordybninger på vinduespanelerne. Læg derefter brikkerne i fordybningerne, og kør noget superlim langs kanterne. Hvis det gøres korrekt, vil superlimen sive ind i revnerne helt af sig selv, og vinduet vil være fastgjort. Sørg for kun at bruge en lille mængde lim, og rør ikke ved akrylen for at undgå at få lim-fingeraftryk på den. Når du har påført superlimen, lad stykkerne tørre på en plan overflade i 24 timer. UVC -strålingen passerer ikke gennem akrylpanelerne, men det synlige blå lys fra pæren vil passere igennem, hvilket giver enheden en cool effekt.

Trin 4: Saml ligklædet

Ved hjælp af 3x 20mm M3 bolte, 16x 10mm M3 bolte og 19x M3 møtrikker samles det nylaminerede og vinduesrammede kappe. Begynd med at fastgøre venstre og højre rygsøjle sammen med en 20 mm bolt i det midterste hul. Skub derefter de forreste og bageste plader på plads og fastgør dem hver med de resterende to 20 mm bolte. Bagpladen kan identificeres ved de 3 huller på den, og den skal monteres på den side, hvor grebet vil gå. Nu fastgøres de to store ligklædningsplader og vinduespaneler ved hjælp af de 16 10 mm M3 bolte. Spænd alle boltene for at holde alt sikkert.

Trin 5: Installer UVC -pæren og højeffektmodstande

Lod de 3x 150 ohm 5W modstande parallelt for at få en ækvivalent modstand på 50 ohm. Grunden til at bruge tre modstande i stedet for 1 er at reducere den effekt, der spredes gennem hver enkelt modstand, og øge den termiske masse. Modstandene skal aflede ganske meget strøm for at pæren fungerer korrekt, hvis der kun skulle bruges en modstand, ville den blive ekstremt varm og blive en brandfare. Derefter loddes den 50 ohm ækvivalente modstand i serie med E17 -pærefatningen med korrekte ledningslængder som vist på billedet ovenfor. Fastgør E17 -pæren til indersiden af kappen med de resterende to 10 mm M3 bolte, og brug et stykke aluminiumstape til at fastgøre modstandene direkte under soklen. Kør derefter de to trådender gennem hullet i midten af bagpladen. Til sidst skal indersiden af ligklædet ligne billedet ovenfor. Hvis der er forvirring i ledningerne til pæren og modstandene, skal du se det medfølgende kredsløbsdiagram.

Trin 6: Programmer Arduino

Upload den medfølgende kode til din Arduino nano, du er velkommen til at ændre min kode alt, hvad du vil, eller endda skrive din egen fra bunden. Jeg er spændt på at se, hvad andre mennesker finder på. For at uploade skal du først installere både Adafruit_SSD1306 og Adafruit_GFX bibliotekerne til dig Arduino IDE. Standardadgangskoden for enheden er 3399. Hvis du vil ændre adgangskoden, skal du gøre det på dette trin. Find afsnittet i koden, der ses på billedet ovenfor, og udskift de fire numre i adgangskoden til din smag. Når du er tilfreds, skal du trykke på upload -knappen i Arduino IDE og vente, indtil der står færdig upload.

Trin 7: Test elektronikken på et brødbræt

Brug det medfølgende ledningsdiagram og den tidligere programmerede Arduino til at foretage alle de korrekte tilslutninger på et stort brødbræt. Husk at bære UVC -beskyttelsesbriller og beskyttelse af hele kroppen, når pæren tændes, UVC er skadelig for menneskelig hud og øjne, og det er ekstremt vigtigt at begrænse den direkte eksponering for pæren. Hvis alt fungerer som forventet, kan du gå videre til næste trin. Ledninger kan nogle gange være vanskelige, og det er vigtigt, at du tager dig tid med dette trin, så du får forbindelserne rigtige og forstår, hvordan de fungerer. (Ansvarsfraskrivelse: Nogle af delene på dette billede er tidlige prototypedele, men konceptet er det samme)

Trin 8: Tråd og installer elektronikken i grebet

Dette vil være det mest udfordrende trin i hele projektet. Hvis du ikke har stor erfaring med lodning og ledningsprojekter med mange forbindelser, foreslår jeg, at du øver dig lidt før dette. Sørg for, at du ved, hvordan du fjerner ledninger, laver stærke loddeforbindelser, bruger varmekrympeslanger og især, at du kan holde alt organiseret. Jeg gjorde det ret hårdt for mig selv, fordi jeg kun havde en farve tråd, men jeg foreslår virkelig, at du går ud og køber en masse forskellige farver. Inden du overhovedet tænder for loddejernet, er der nogle vigtige ting at gøre. Den første ting at gøre er at bruge en tang til at bøje stifterne på bagsiden af OLED -skærmen, så de er parallelle med bagsiden af skærmen og peger mod bunden. Den anden ting at gøre er at bruge en tang til at klippe de overskydende kanter af det roterende encoderbræt af, så det passer i grebet. Nu hvor disse vigtige trin er færdige, skal du tænde loddejernet og få noget loddevæske eller en loddesuger. Brug disse værktøjer til at fjerne alle stifterne fra både det roterende encoder -kort og Arduino nano. Brug derefter strandet ledning og krympeslange til at fastgøre lange ledninger til summer, skærm og encoder. Når dette er gjort, skal du bruge en varm limpistol til at fastgøre skærmen og summeren på plads og skrue encoderen på plads. Nu, ved hjælp af et par hjælpende hænder, skal du trimme ledningerne i længden og lodde dem til nano en efter en, og sørg for at dobbelttjekke dine forbindelsespunkter og isolere alt godt med krympeslanger og elektrisk tape. Det er ekstremt vigtigt, at alle dine ledninger er så korte som muligt, ellers vil der ikke være plads nok i grebet til, at alt kan passe. Derefter tilsluttes tøndejackstikket og afbryderen, og stikket sikres med en generøs mængde varm lim. Til den sidste del skal du begynde med at indstille boost -omformeren. For at gøre dette skal du tilslutte boost -omformerens VIN -terminaler til en 5V strømkilde og bruge et multimeter til at aflæse spændingen ved VOUT -terminalerne. Drej det lille blå potentiometer med en skruetrækker, indtil spændingen ved VOUT er 25V. Derefter ledes den indstillede boost -konverter, MOSFET -switch og pæremodul ind i resten af kredsløbet ved at bruge skrueterminalerne på MOSFET -kortet. Som en sidste foranstaltning dækker boost -omformeren og MOSFET -kortet helt i elektrisk tape for at forhindre shorts.

Trin 9: Afslut den sidste samling

Inden du forsegler alt for godt, skal du teste elektronikken og sikre, at der ikke er shorts, før du sætter den i. Hvis alt fungerer som forventet, skal du stikke Arduino, boost -konverteren og MOSFET -kortet i bunden af grebet nær strømstikket. Prøv at stikke overskydende ledning ind i åbne rum i grebet, før du forsøger at sætte det hele sammen. For at samle det skal du begynde med at sætte den ene halvdel af grebet på monteringspunktet på kappen og sætte to 20 mm M3 bolte gennem monteringshullerne for at sikre det på plads. Dernæst bringes den anden halvdel af grebet på plads og skubbes ind i de to bolte. Sæt derefter de resterende tre 20 mm M3 bolte gennem begge halvdele af grebet. Skub eventuelle overskydende ledninger inde i grebet med en lille skruetrækker, indtil det kan lukke helt. Til sidst trækkes møtrikkerne på boltene og strammes, indtil samlingen er færdig!

Trin 10: Nyd at bruge din nye skabelse

Sørg for at følge de korrekte UV -sikkerhedsretningslinjer, når du bruger denne enhed, og lad den aldrig stå uden opsyn, mens den er tændt, da pære modstandene kan blive ret varme. Når det er sagt, nyd det at bruge det, og jeg håber at få en masse nyttig feedback på mit design!

Runner Up i første gang forfatterkonkurrence