מכשיר עיקור אולטרה סגול DIY (UVClean): 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

מבוא

שלום לכולם וברוכים הבאים להדרכה הראשונה שלי! במדריך זה צעד אחר צעד, תלמד כיצד ליצור מכשיר עיקור אולטרה סגול משלך שיכול לשמש כשרביט, או כחדר עיקור אוטומטי. המכשיר, הנקרא UVClean, משתמש בנורת UVC מיוחדת שיכולה לעקר משטחים לא נקבוביים תוך דקות ספורות.

התכונות כוללות:

-עיצוב ארגונומי וחזק

-נורת UVC מקורית 253.7 ננומטר 3.5W

-תצוגת OLED דו-צבעית

-ממשק מוגן באמצעות סיסמה

-מערכת תפריט מקיפה

-מצב כף יד רציף ומצב טיימר אוטומטי

עריכות חשובות: לא ידעתי שזה יתפוצץ כל כך הרבה, אבל תודה לכל מי שהסתכל! יש לי כמה עדכונים חשובים לומר על סמך דברים שראיתי בתגובות.

1) בנה את המכשיר הזה על אחריותך בלבד, להרבה אנשים יש הרבה דברים להגיד על בטיחות UV, ואני בהחלט לא מומחה. אנסה לענות על כמה שאלות בנושא, אך בסופו של יום כדאי שתעשי מחקר טוב על אמצעי הזהירות הנדרשים לחשיפה לקרינת UV לפני שתחליט לבנות מכשיר זה.

2) מכשיר זה הוא למעשה חומר חיטוי, לא מעקר. חיטוי הוא תהליך הסרת רוב האורגניזמים ממשטח 99.9%, ואילו עיקור הוא תהליך הסרת כל האורגניזמים מפני השטח. מכשיר זה אינו ברמה רפואית, ואין לראותו ככזה.

3) טרם הוכח כי מכשיר זה הורג וירוסים וחיידקים. אני אבדוק אותו בקרוב, ראה נקודה 4.

4) בקרוב אבדוק את יעילות המכשיר. לשם כך אגדל כמה תרבויות חיידקים ואחשוף אותן למכשיר שלי לפרקי זמן שונים. לאחר מכן אצפה בצמיחת החיידקים בכדי לראות עד כמה מכשיר זה יעיל בחיסולם. אני בטוח אעלה תמונות וסרטונים של ניסוי זה באינסטגרם שלי ובהנחיה זו בשבועות הקרובים, אז הישארו מעודכנים!

אזהרה: מכשיר זה פולט קרינת UVC, המזיקה לעור ולעיניים של בני אדם. יש להשתמש במשקפי מגן UV נאותים וכיסויי עור מלאים בבדיקת מעגל הנורות, ובהפעלת המכשיר במצב כף יד. אסור להפעיל מכשיר זה בנוכחות בעלי חיים או בני אדם לא מוגנים. כאמצעי בטיחות, יש להזין קוד סיסמה לחימוש המכשיר, כדי למנוע ממשתמשים לא מורשים להדליק את הנורה.

כל תרשימי ה- CAD, הקוד והמעגלים נוצרו במקור על ידיי לאור מגיפת COVID-19. אם למישהו מכם יש הצעות לשיפור או אם תרצו לבצע שינויים משלכם, אנא עשו זאת וספרו לי על כל זה! אם בכל זאת תחליטו להכין כזה, אנא שלחו לי תמונה שלו!

עליי:

שמי הנרי מיין, וכיום אני סטודנט שנה שלישית להנדסת חשמל באוניברסיטת צפון מזרח בבוסטון. אני וחברתי לדירה נהנים ליצור פרויקטים כמו זה, ורוצים להעביר את הרעיונות שלנו הלאה, אז בדוק את האינסטגרם שלנו כדי לראות כמה מהפרויקטים והדברים האחרים שעשינו. אם אתה רוצה לדעת על היסטוריית הקריירה שלי, עיין בדף הלינקדאין שלי.

אספקה

כלים נדרשים:

מדפסת תלת מימד

-חותך לייזר או מסור

-מולטימטר

-מלחם

-פתיל פחמימה או פראייר הלחמה

-אקדח דבק חם

-אקדח מצית או אוויר חם

-משקפי לייזר UV

-כפפות כבדות

-ידיים עוזרות

מפתח ברגים אלן

-מברג

-מספריים

-סכין מדויקת

-צְבָת

-חשפניות חוטים

חומרים כלליים:

נימה PLA (בכל צבע)

-סרט אלומיניום

-קלטת חשמל

-הלחמת ליבת רוזין

-דבק חם

-דבק מגע

-8x 20 מ מ ברגים M3

-18x 10 מ מ ברגים M3

-26x M3 אגוזים

-חוט נחושת מיוצר

צינורות כיווץ מחממים

עובי אקריליק שקוף בעובי -2 מ מ

רכיבים אלקטרוניים (חייבים להיות החלקים המדויקים האלה לעבודה, אני אספק קישורים):

-נורת UVC מסוג GTL-3

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

שקע נורה הניתן להתקנה E17 (חשוב מאוד שתקנה את השקע המדויק הזה, כך שיתאים להדפסה)

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

-אספקת חשמל (חשוב מאוד שתקבל את ספק הכוח המדויק הזה, אחרת תיתקל בבעיות)

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

-לוח ממיר Boost (חשוב מאוד שתקבל את הלוח המדויק הזה, אחרת תיתקל בבעיות)

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

-לוח מתג MOSFET בעל עוצמה גבוהה

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

-3x 150 אוהם נגדים 5W

קיבלתי אותם בחנות האלקטרוניקה המקומית שלי, אבל אולי תוכל למצוא כמה באינטרנט

-ננו ארדואינו

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

-מודול מקודד רוטרי

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

-מתג

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

-מסך OLED

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

שקע חבית -2.1 מ מ

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

-זמזם פיצו קטן

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

שלב 1: הדפס את החלקים בתלת מימד

השלב הראשון הוא די פשוט, השתמש בקבצי.stl שסופקו ובמדפסת תלת מימד עם גודל מיטה מתאים להדפסת כל 10 החלקים המותאמים אישית (תזדקק לשני לוחות חלון ו -2 לוחות תכריכים). הקפד ליישר את מיטת ההדפסה ולנגב אותה עם אלכוהול איזופרופיל לפני כל הדפסה, במיוחד עבור לוחות התכריכים הגדולים. אני מציע להדפיס חתיכה אחת בכל פעם, כי אם המדפסת שלך דומה לשלי, היא עלולה להיות מועדת לכישלון. קבע זמן בסוף השבוע להדפיס את כל החלקים מכיוון שייקח שעות רבות להשלים. לבסוף, הקפד לפקח כל הזמן על מדפסת התלת -ממד שלך, מכיוון שזוהי סכנת שריפה אם לא תשאיר אותה ללא השגחה.

שלב 2: למינציה של תכריכים בעזרת סרט אלומיניום

בעזרת גליל סרט אלומיניום, מספריים וסכין מדויקת o לרבד את החלק הפנימי של הלוח הקדמי, הלוח האחורי, עמוד השדרה השמאלי והימני, שתי לוחות התכריכים ושני לוחות החלון. זה יעזור לתעל את האור מהנורה לכיוון אזור העיקור, כמו גם לשמש גוף קירור עצום לנורה ולנגדים. על מנת להקל על זה, נסה קודם כל לכסות שטחים גדולים בחתיכות סרט שלמות כדי להימנע מחיתוך רב מדי. לאחר שהחתיכות מכוסות, השתמש בסכין מדוייקת כדי לספר את הקצוות והחורים.

שלב 3: גזור והתקן את חלונות האקריליק

בעזרת מסור, או חותך לייזר אם יש לך, חותכים כמה לוחות אקריל בגודל מתאים שיתאימו לשקעים המלבניים בלוחות החלון. לאחר מכן, הניחו את החלקים לתוך השקעים והריצו דבק סופר לאורך הקצוות. אם הוא מבוצע כראוי, דבק העל יחלחל לבדקים לבדו והחלון יהיה מאובטח היטב. הקפד להשתמש בכמות קטנה בלבד של דבק, ואל תיגע באקריליק על מנת להימנע מהדבקת טביעות אצבע עליו. לאחר מריחת דבק העל, הניחו לחתיכות להתייבש על משטח ישר למשך 24 שעות. קרינת UVC לא תעבור דרך לוחות האקריליק, אך האור הכחול הנראה מהנורה יעבור דרכו וייתן למכשיר אפקט מגניב למראה.

שלב 4: להרכיב את תכריכים

בעזרת ברגי 3x20 מ"מ M3, ברגי M3 16x10 מ"מ ו- 19x M3 אגוזים, הרכיב את מעטה הלמינציה והחלון החדש. התחל על ידי חיבור חתיכות השדרה השמאלית והימנית יחד עם בורג אחד של 20 מ"מ בחור האמצעי. לאחר מכן החלק את הלוחות הקדמיים והאחוריים למקומם ואבטח אותם כל אחד עם שני הברגים ה -20 מ"מ הנותרים. ניתן לזהות את הלוח האחורי על ידי 3 החורים עליה, והיא צריכה להיות מותקנת בצד שאליו האחיזה תלך. כעת, חבר את שתי לוחות הלעטוף הגדולים ולוחות החלון באמצעות 16 ברגי M3 בגודל 10 מ"מ. הדק את כל הברגים כדי שהכל יהיה מאובטח.

שלב 5: התקן את נורת UVC ואת נגדי הספק גבוה

הלחם את נגדי 3W 150 אוהם 5W במקביל על מנת לקבל התנגדות מקבילה של 50 אוהם. הסיבה לשימוש בשלושה נגדים במקום 1 היא הפחתת הכוח המתפזר דרך כל נגד בודד, והגדלת המסה התרמית. הנגדים צריכים לפזר די הרבה כוח כדי שהנורה תפעל כראוי, אם רק היה משתמש בנגד אחד, הוא היה מתחמם במיוחד והפך לסכנת שריפה. לאחר מכן, הלחם את ההתנגדות המקבילה של 50 אוהם בסדרה עם שקע הנורה E17, עם אורכי חוט מתאימים כפי שניתן לראות בתמונה למעלה. אבטח את שקע הנורה E17 בחלק הפנימי של המעטפת בעזרת שני הברגים הנותרים 10 מ מ M3, והשתמש בפיסת סרט אלומיניום כדי להדק את הנגדים ישירות מתחת לשקע. לאחר מכן, העבירו את שני קצות החוטים דרך החור במרכז הצלחת האחורית. בסופו של דבר, החלק הפנימי של המעטפת צריך להיראות כמו בתמונה למעלה. אם יש בלבול בחיווט הנורה והנגדים, עיין בתרשים המעגל המצורף.

שלב 6: תכנת את הארדואינו

העלה את הקוד שסופק ל- Arduino nano שלך, אל תהסס לשנות את הקוד שלי כרצונך, או אפילו לכתוב את הקוד שלך מהיסוד. אני נרגש לראות מה אנשים אחרים ממציאים. על מנת להעלות, עליך להתקין תחילה הן את ספריות Adafruit_SSD1306 והן Adafruit_GFX לך Arduino IDE. קוד הסיסמה המוגדר כברירת מחדל עבור המכשיר הוא 3399, אם ברצונך לשנות את קוד הסיסמה עליך לעשות זאת בשלב זה. מצא את המקטע בקוד הנראה בתמונה למעלה והחלף את ארבעת המספרים של קוד הסיסמה לטעמך. ברגע שאתה מרוצה, לחץ על כפתור ההעלאה ב- Arduino IDE והמתן עד שיאמר שההעלאה בוצעה.

שלב 7: בדוק את האלקטרוניקה על לוח קרש

בעזרת תרשים החיווט המצורף וארדואינו המתוכנת בעבר, בצע את כל החיבורים הנכונים על לוח לחם גדול. זכור להרכיב משקפי UVC והגנה על עור גוף מלא בעת הפעלת הנורה, UVC מזיק לעור ולעיניים של האדם וחשוב ביותר להגביל את החשיפה הישירה לנורה. אם הכל עובד כצפוי, תוכל לעבור לשלב הבא. חיווט יכול להיות מסובך לפעמים וחשוב שתקדישו את הזמן שלכם לשלב הזה כדי שתקבלו את הקשרים הנכונים ותבינו כיצד הם פועלים. (כתב ויתור: חלק מהחלקים בתמונה זו הם חלקי אב טיפוס מוקדמים, אך הרעיון זהה)

שלב 8: חוט והתקן את האלקטרוניקה באחיזה

זה יהיה השלב המאתגר ביותר בפרויקט כולו. אם אין לך הרבה ניסיון בהלחמות ופרויקטים בחיווט עם הרבה חיבורים, אני מציע שתתרגל קצת לפני זה. וודא שאתה יודע כיצד להפשיט חוטים, ליצור חיבורי הלחמה חזקים, להשתמש בצינורות כיווץ חום, ובעיקר לוודא שאתה יכול לשמור על הכל מסודר. עשיתי את זה די קשה לעצמי כי היה לי רק צבע אחד של חוט, אבל אני באמת מציע לך לצאת לקנות חבורה של צבעים שונים. עוד לפני שאתה מדליק את מגהץ הלחמה, יש כמה דברים חשובים שצריך לעשות. הדבר הראשון שצריך לעשות הוא להשתמש בצבת כדי לכופף את הסיכות בחלק האחורי של מסך ה- OLED כך שיהיו מקבילות לחלק האחורי של המסך, ויצביעו כלפי מטה. הדבר השני שצריך לעשות הוא להשתמש בכמה צבתים כדי לחתוך את הקצוות העודפים של לוח המקודד הסיבובי כך שיתאים לאחיזה. כעת, לאחר שהשלבים החשובים האלה הושלמו, הפעל את מגהץ ההלחמה וקבל פתיל הלחמה או פראייר הלחמה. בעזרת כלים אלה, הסר את כל הסיכות הן מלוח המקודד הסיבובי והן מהננו Arduino. לאחר מכן, השתמש בחוט תקוע ובצינורות כיווץ חום כדי לחבר חוטים ארוכים לזמזם, למסך ולמקודד. לאחר שתעשה זאת, השתמש באקדח דבק חם כדי להדק את המסך והזמזם במקומם, והברג את המקודד במקומו. כעת, בעזרת זוג ידיים עוזרות, חתוך את החוטים לאורך והלחם אותם בנאנו בזה אחר זה, וודא לבדוק היטב את נקודות החיבור שלך ולבודד הכל היטב בעזרת צינורות כיווץ חום והדבקה חשמלית. חשוב ביותר שכל החיווט שלך יהיה קצר ככל האפשר, אחרת לא יהיה מספיק מקום באחיזה כדי שהכל יתאים. לאחר מכן, חברו את שקע החבית ומתג ההפעלה, ואבטחו את השקע בכמות נדיבה של דבק חם. עבור החלק האחרון, עליך להתחיל בכוונון ממיר ההגברה. לשם כך, חבר את מסופי ה- VIN של ממיר ההגברה למקור כוח של 5V והשתמש במולטימטר כדי לקרוא את המתח במסופי VOUT. סובב את הפוטנציומטר הכחול הקטן בעזרת מברג עד שהמתח ב- VOUT יקרא 25V. לאחר מכן, חברו את ממיר ההגברה המכוון, מתג MOSFET ומכלול הנורה לשאר המעגל, תוך שימוש במסופי הבורג בלוח MOSFET. כאמצעי אחרון, כסו לחלוטין את ממיר ההגברה ולוח MOSFET בקלטת חשמל למניעת מכנסיים קצרים.

שלב 9: השלם את ההרכבה הסופית

לפני שאתה סוגר הכל לתמיד, בדוק את האלקטרוניקה, וודא שאין מכנסיים קצרים לפני שתחבר אותו. אם הכל עובד כצפוי, הכנס את הארדואינו, ממיר ההגברה ולוח MOSFET לבסיס האחיזה ליד. שקע החשמל. נסה להכניס כל חוט עודף למרחבים פתוחים באחיזה לפני שתנסה לחבר את הכל יחד. כדי להרכיב אותו, התחל על ידי הנחת מחצית האחיזה בנקודת ההרכבה בתכריך והנח שני ברגי M3 בגודל 20 מ"מ דרך חורי ההרכבה כדי לאבטח אותו במקומו. לאחר מכן, הכנס את החצי השני של האחיזה למקומו ודחף אותו לשני הברגים. לאחר מכן, הכנס את שלושת הברגים ה -20 מ"מ ה -3 מ"מ לשני חצאי האחיזה. דחוף בעזרת מברג קטן כל חוטים עודפים בתוך האחיזה עד שהוא יכול להיסגר לגמרי. לבסוף, השחילו את האומים על הברגים והידוקו עד להשלמת ההרכבה!

שלב 10: תהנה משימוש ביצירה החדשה שלך

הקפד לעקוב אחר הנחיות בטיחות UV נאותות בעת השימוש במכשיר זה, ולעולם אל תשאיר אותו ללא השגחה כשהוא דולק, מכיוון שנגדי הנורה עלולים להתחמם למדי. עם זאת, תהנו מהשימוש בו ואני מקווה לקבל הרבה פידבקים שימושיים על העיצוב שלי!

סגנית בתחרות המחברים בפעם הראשונה