החלפה לנורות כירורגיות באמצעות מעגל LED: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

צעד אחר צעד הוראות כיצד לבנות וליישם את מערכת הנורות הכירורגיות החלופיות באמצעות מעגל LED שפותח על ידי מוחמד שפיר וזואי אנגלנדר במסגרת הקורס BME 262-Design for the World המתפתח בבית הספר להנדסה בפראט, אוניברסיטת דיוק.

מערכת זו תספק תחליף בעלות נמוכה ומתמשכת לאורך זמן עבור נורות כירורגיות קשות לרכישה בעולם המתפתח. הוראות אלה מסבירות כיצד להשתמש במערכת הנורות החלופיות עם רכיבים וכלים הכלולים בערכה. מכשירים בעולם המתפתח הדורשים נורות לביצוע תפקידם הם בעלי תועלת מכרעת במתן טיפול רפואי. עם זאת, בעיה מרכזית בשימוש במכשירים אלה בעולם המתפתח היא שברגע שהנורות נשברות או נשרפות, הנורות החלופיות יקרות מאוד או קשות לרכישה. לפיכך, מכשירים רבים שפונקציונליים לחלוטין אחרת אינם בשימוש מכיוון שהם חסרים נורות עבודה. מכשיר רפואי קריטי אחד הנגוע בבעיה זו הוא מנורות כירורגיות המשמשות בחדר ניתוח. אורות אלה הינם לשימוש קריטי למנתח בהארת אזור העניין במהלך הניתוח. היעדר אורות אלה פוגע קשות ביכולת המנתחים לקבל החלטות מושכלות וגם מגביל את ביצוע הניתוחים למרווחים ביום בו יש מספיק אור להאיר את החדר. תיקנו בעיה זו באמצעות מערכת נורות חלופית שתאפשר למשתמש להחליף נורות קונבנציונאליות במנורות כירורגיות נפוצות במערכת תאורה חדשה המורכבת מנורות דיודה פולטות אור (LED). נורות לד הרבה יותר יעילות מנורות טונגסטן או הלוגן קונבנציונאליות, צורכות פחות חשמל, הן נוקשות יותר (בשל היעדר חלקים נעים) וגם יש להן אורך חיים הרבה יותר ארוך. לכן, מערכת תאורת ה- LED תהיה בעלת אורך חיים הרבה יותר ארוך, תהיה פחות יקרה להפעלה ולא תישבר באותה קלות. מערכת התאורה LED תצטרך להתקין רק פעם אחת, ולא יהיה צורך להחליף אותה במשך שנים רבות. בנוסף, מערכת זו תואמת סוגים רבים ושונים של מנורות, עם מגוון נורות שונות. מערכת זו משתמשת בבסיס הנורה המקורי, כך שניתן ליצור את המעגל כך שיתאים כמעט לכל גודל וצורה של הנורה. המערכת תפעל עבור כל מנורה המשתמשת בין 7 ל 24 וולט DC.

שלב 1: רשימת חלקים

רשימת החלקים לעיצוב זה מוצגת בטבלה שלהלן. חלקים וכלים נוספים הדרושים לבניית מכשיר זה הם:

1.) לוח PCB ריק 2.) חוטי חיבור דקים 3.) פטיש 4.) מלחם 5.) חוט הלחמה 6.) דבק Krazy המוליך למחצה הלאומי LM3404 1.0 אמפר זרם קבוע של זרם קבוע משמש כמכשיר לוויסות זרם.. ניתן למצוא ערכת הוראות מפורטת בגיליון הנתונים של התקן זה. על ידי ביצוע הוראות אלה, מעצב המעגלים יכול לקבוע את דירוגי הרכיבים החיצוניים הדרושים כדי לענות על צרכיהם.

שלב 2: יצירת PCB

הדפס את פריסת ה- PCB המסופקת כאן בשקיפות. קנו לוח PCB, חתכו אותו בגודל הנכון, והניחו את השקיפות בין הלוח לאור לאור בחדר חשוך אחרת. הניחו חתיכת זכוכית מעל השקיפות כדי שהעיצוב והשקיפות יהיו מיושרים. וודא כי השקיפות מכוונת בצורה נכונה, ונייר ההגנה מתקלף. לאחר כ -7 דקות מתחת לאור, מניחים את הלוח באמבט של נוזל מפתחים. הקפד ללבוש כפפות כדי להגן על ידיך, והקפד לא להתיז נוזלים על הבגדים שלך. נוזל המפתחים צריך להיות מפתח חלק אחד עד 10 חלקי מים.

לאחר מכן, מניחים את ה- PCB בתבנית של פתרון תחריט. לסער את התבנית כדי לגרום לתהליך התחריט לעבור מהר יותר. זה גם מועיל לחמם מעט את הפתרון. שמור את ה- PCB בתמיסה עד להסרת כל הנחושת למעט המקום שבו מודפס עיצוב המעגל על הלוח. פתרון התחריט יכתים את הבגדים שלך, לכן היזהר מאוד לא להתיז על עצמך. שוטפים היטב את הלוח המודפס כדי להסיר את כל הנוזלים. הפריסה המודפסת מתוכננת כך ששני מעגלים ושתי כריות LED יכולות להתאים ללוח PCB אחד. הפרד את ארבעת החלקים האלה באמצעות מסור. חתוך כל לוח עודף כדי שהמעגל יהיה קטן ככל האפשר. לבסוף, לקדוח את החורים שבהם הרכיבים יצורפו באמצעות מקדחה קטנה מאוד. המיקומים שבהם אתה צריך לקדוח מוצגים כעיגולים קטנים בפריסת ה- PCB. השתמשנו ב- ExpressPCB לעיצוב לוח זה. מכיוון שמעגל זה משתמש בהתקנים רכובים על פני השטח, עיצוב כרית ההלחמה היה צריך להיעשות עבור כל רכיב בנפרד.

שלב 3: הצבת רכיבים על לוח PCB

מכסים את הלוח המודפס המודפס בשטף. הלחמו בזהירות את כל הרכיבים על הלוח בעזרת חוט הלחמה דק וכלי הלחמה. ניתן לראות את הפריסה כיצד לעשות זאת נכון בתמונה לשלב 2.

שלב 4: חיבור נורת לד וחוטי חיבור

הלחם את נורת הלד לפיסת הלוח המודפס בעזרת כרית הלד המודפסת. הדבק חתיכת PCB זו לסוף המעגל כך ששתי החלקים יוצרים T. המטרה היא שהנורית תהיה בניצב למעגל כך שהאור יפנה כלפי מטה כאשר המעגל יהיה זקוף.

לבסוף, הלחם שני חוטי חיבור לחורים המתאימים. חוטים אלה מתחברים לחיבורי הנורה, ומאפשרים להפעיל את המעגל. המעגל מוכן כעת ליישום.

שלב 5: הסרת זכוכית מהנורה השבורה

השלב הראשון הדרוש ביישום מערכת זו הוא הסרת הזכוכית מהנורה השבורה לחשיפת המגעים שהובילו לנימה השבורה.

הסר את הנורה השבורה מהשקע שלה. הנח את הנורה השבורה בשקית הניילון (מסופק) ותפס את הנורה מבחוץ בבסיס. היזהר לא לחתוך את עצמך עם הכוס או להכות באצבעות שלך בפטיש. הכה את פתח החלק העליון של הנורה הכירורגית השבורה בפטיש קטן. היזהר שלא להכות בנורה בכוח רב מדי. המטרה היא להסיר את הזכוכית ולחשוף את המגעים שחיברו במקור את הנימה השבורה לשאר הנורה.

שלב 6: חיבור המעגל לנורה

השלב הבא הוא חיבור המעגל עם הנורית לנורה. הלחם את המגעים לחוטים היוצאים מהמעגל.

מחממים את מגהץ ההלחמה על ידי חיבורו פנימה. לאחר מכן, החזק את קצה המגהץ עד לסוף חתיכת חוט הלחמה. זה יגרום לחוט להמיס. העבר בזהירות את ההלחמה המומסת אל המגעים תוך החזקת החוטים מהמעגל בהלחמה המומסת. אפשר בקצרה לחיבור להתקרר וודא שהחיבור חזק מספיק. ייתכן שתצטרך לאחוז ברכיבים יחד בעזרת פינצטה בזמן שאתה מסיים תהליך זה. ** זהירות: מלחם חם מאוד, אל תשרף את עצמך!

שלב 7: בדיקת המערכת

הכנס את בסיס הנורה כשהמעגל מחובר לשקע הנורה, כפי שהיית עושה לנורה רגילה.

הפעל את כוח המנורה וודא כי הנורית נדלקת. בדיקת עוצמת האור של המערכת יכולה להיעשות באמצעות מד התאורה Lutron LX-103.