УФ-дезинфицирующее средство: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Проекты Fusion 360 »

Ультрафиолетовые дезинфицирующие средства используют ультрафиолетовый свет для уничтожения микробов и дезинфекции поверхностей. Уходя и возвращаясь домой, важно дезинфицировать часто используемые предметы, чтобы снизить вероятность распространения микробов. Это конкретное УФ-дезинфицирующее средство было разработано, чтобы не тратить впустую чистящие средства, такие как дезинфицирующие спреи и спиртовые салфетки, при сохранении чистоты мелких предметов, таких как телефоны, ключи и кошельки - подробнее об этом читайте в нашем сообщении в блоге о нормировании чистящих средств с печатными платами!

Во-первых, вам нужно убедиться, что у вас есть все необходимые компоненты и материалы, а также используемые инструменты. На всякий случай вы можете захотеть иметь запасные компоненты.

Запасы

Электрические компоненты:

• 1x микроконтроллер

  • Номер детали производителя: ATTINY85-20SU
  • Номер детали DigiKey: ATTINY85-20SU-ND

• 4x светодиода UVC

  • Номер детали производителя: L933-UV265-2-20
  • Номер детали DigiKey: 2460-L933-UV265-2-20TR-ND

• 2x транзисторы

  • Номер детали производителя: AOD1N60
  • Номер детали DigiKey: 785-1179-1-ND

• 1x мгновенный переключатель

  • Номер детали производителя: PS1024ABLK
  • Номер детали DigiKey: EG2011-ND

• 1x 7-сегментный дисплей

  Куплено через Amazon

• 2x 3,3 В регулятора

  • Номер детали производителя: AP2114H-3.3TRG1
  • Номер детали DigiKey: AP2114H-3.3TRG1DICT-ND

• 1x 2-рядный 12-позиционный SMD-контактный разъем

  • Номер по каталогу производителя: 95278-801A12LF
  • Номер детали DigiKey: 609-5164-1-ND

• 4 резистора по 10 кОм 0603

  • Номер детали производителя: RC0603JR-0710KL
  • Номер детали DigiKey: 311-10KGRCT-ND

• 1x 100 резистор 0402

  • Номер по каталогу производителя: RC0402FR-07100RL
  • Номер детали DigiKey: 311-100LRCT-ND

• 1x 0,1 мкФ конденсатор 0402

  • Номер по каталогу производителя: C0402C104Z4VAC7867
  • Номер детали DigiKey: 399-1043-1-ND

• 4 резистора 75 Ом

  • Номер детали производителя: ERJ-12ZYJ750U
  • Номер детали DigiKey: P75WCT-ND

• 1x регулятор 5V

  • Номер детали производителя: AP2204K-5.0TRG1
  • Номер детали DigiKey: AP2204K-5.0TRG1DICT-ND
• 1x небольшой разъем для бочки

Механические компоненты:

• Стекло (или стойки с 3D-печатью, если у вас есть только стекло, непрозрачное для УФ-излучения)

  Размеры: 111 мм x 86 мм x 2 мм

• 200 г PLA

  Используется для 3D-печати корпуса

• Стержень 65 мм x 1,75 мм

  • Мы обнаружили, что 65-миллиметровая нить из PLA 1,75 мм подходит для этого.
  • Используется для сборки петли корпуса
• 2x M3 3 мм термофиксированные вставки
• 2x винта M3x6

• 1x лист FR4

  Используется для печати печатных плат

• Провода перемычки
• Супер клей

• Принтер для печатных плат SV2

  Вы можете создавать свои печатные платы любым другим способом

• 3д принтер

  Вы также можете получить распечатанные детали любым другим способом

• Паяльник
• Отвертка

• Мультиметр

  Используется для проверки открытых / сломанных следов

Собрав все необходимое, вы можете выполнить следующие шаги, чтобы начать сборку своего собственного УФ-дезинфицирующего средства:

Шаг 1. Загрузите и распечатайте платы

Этот проект состоит из 3 отдельных печатных плат (PCB), которые были разработаны с использованием KiCAD и напечатаны с использованием BotFactory SV2 в HomeLab. Печатная плата, лежащая в основе этой конструкции, не только соединяет питание, кнопку запуска, 7-сегментный дисплей и светодиоды, но также содержит «мозг», который управляет устройством. Хотя три платы в настоящее время соединены гибкими проводами, можно перепроектировать ее, используя гибкие печатные платы!

Основная плата будет содержать ATTINY85, а две другие будут содержать по два УФ-светодиода. Вся конструкция питается от входного гнезда 9V 2A, для которого широко доступны адаптеры переменного тока.

Распечатайте три доски и отрежьте их до нужного размера. Вы можете использовать файлы, которые мы предоставили на этом этапе! Поскольку мы не можем загрузить сюда файлы для доски, вы можете скачать их бесплатно через веб-сайт BotFactory. После печати используйте мультиметр, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или обрывов. Если у вас нет мультиметра, достаточно визуального осмотра.

Шаг 2. Загрузите и распечатайте приложение

Мы использовали Autodesk Fusion 360 для разработки корпуса раскладушки и напечатали корпус с помощью нашего личного 3D-принтера. Используйте файлы.stl, предоставленные на этом шаге, для печати того же корпуса, в котором будут размещены ваши электрические компоненты. Отверстие для кнопки было проделано вручную с помощью дрели и сверла 8 мм, но его можно легко добавить с помощью программного обеспечения САПР перед печатью. Если вы делаете отверстие вручную, его следует разместить с правой стороны, как отмечено синей стрелкой на третьем изображении. Убедитесь, что размеры и отрегулированы отверстия в соответствии с размерами ваших компонентов.

Соберите шарнир корпуса, соединив каждую половину раскладушки и продев ее, используя 1,75-миллиметровую нить, напечатанную на 3D-принтере, или небольшой стержень аналогичных размеров. Убедитесь, что корпус легко открывается и закрывается.

Шаг 3: соберите дезинфицирующее средство

Как только все ваши детали будут напечатаны, вы можете приступить к сборке УФ-дезинфицирующего средства. Начните с пайки всех компонентов в предназначенные для них места на платах. Мы использовали термостойкий низкотемпературный припой, который оплавили при температуре 150 ℃. Мы использовали распылитель оплавления, чтобы сначала разместить все более мелкие компоненты, а затем оплавили всю плату на нагревательный стол SV2, чтобы обеспечить правильное оплавление компонентов с большими площадками, таких как транзисторы. Мы предоставили справочную схему и макет, чтобы вы могли видеть, что и где находится. Изображения выше также можно использовать в качестве справочного материала.

Шаг 4: запрограммируйте ATTINY85

Запрограммируйте ATTINY85 с помощью программатора Sparkfun Tiny AVR и Arduino IDE. Мы предоставили код для программирования ATTINY85 ниже. Вы можете подключиться к нему через 6-контактный разъем, как указано в Руководстве по подключению программиста Tiny AVR от Sparkfun.

Микроконтроллер ожидает ввода пользователя с помощью кнопки. Как только он обнаруживает вход, он отправляет сигнал на два мощных полевых транзистора, включая 4 УФ-светодиода. При этом обратный отсчет инициируется микроконтроллером. 7-сегментный дисплей показывает, сколько секунд осталось. Когда таймер достигает 0, светодиоды выключаются, позволяя пользователю открыть корпус раскладушки и извлечь продезинфицированный предмет.

Присоедините 7-сегментный дисплей и платы УФ-светодиодов с помощью перемычек к контактному разъему. Светодиоды загораются при нажатии кнопки включения / выключения, если ATTINY85 был правильно запрограммирован и подключен.

Шаг 5: вставьте термофиксированные вставки

Установите корпус, вставив вставки для термофиксации. Поместите 3-миллиметровые вставки в два отверстия нижней раскладушки, под тем местом, где будет проходить лицевая панель. Прижмите их паяльником при температуре 250 ℃. Вставки следует размещать немного ниже края отверстия. Убедитесь, что вставки работают, прикрутив лицевую панель в качестве пробной посадки. Дисплей таймера будет под лицевой панелью.

Шаг 6: Поместите электронику

Поместите основную плату с правой стороны корпуса, где будет лицевая панель. Подключите пуговицу и вставьте ее в отверстие сбоку. Это должно быть отверстие для кнопки, которую вы сделали вручную или добавили с помощью предоставленного файла САПР. Подключите внутренние провода, как указано на схеме.

Шаг 7: установите УФ-платы

Платы УФ-светодиодов будут размещены в соответствующих гнездах на внутренней стороне верхней и нижней частей корпуса. Это будет внутри прямоугольных профилей. Обратитесь к изображению выше для правильной ориентации платы. Начните с нанесения двух маленьких точек суперклея на каждый конец задней части печатной платы, а затем быстро вставьте их. Осторожно надавите, чтобы удержать их на месте, и дайте клею высохнуть.

Шаг 8: Включите главную плату

Подключите две платы к основной плате с помощью проводов, проложенных через внутреннюю часть корпуса. Есть прорези для проводов. На плате на верхней оболочке провода будут пропущены через отверстие сбоку и обратно в небольшое отверстие сбоку нижней оболочки. Отверстие большего размера сбоку будет использоваться для питания основной платы.

Для подачи питания на основную плату используйте небольшой соединительный провод цилиндрического гнезда. Сделайте это, подключив источник питания 9 В переменного / постоянного тока к цилиндрическому разъему. Как только все будет правильно подключено, прикрутите лицевую панель.

Шаг 9: поставьте стакан

Был использован небольшой кусок стекла, чтобы предметы не касались нижней части печатной платы, чтобы ее можно было продезинфицировать должным образом. Этот кусок стекла будет помещен на более высокие перила на нижней части корпуса, чтобы он не касался нижней печатной платы. Закрепите стекло, используя четыре маленькие точки суперклея на каждом углу, а затем быстро поместите его на экструзию. Осторожно прижмите углы и дайте клею высохнуть.

Шаг 10: проверьте дезинфицирующее средство

Проверьте свое дезинфицирующее средство, чтобы убедиться, что оно работает правильно. Поместите предмет в дезинфицирующее средство и закройте крышку. Когда вы нажимаете кнопку, обратный отсчет должен начинаться с 300 секунд, а затем отключаться. Убедившись, что УФ-дезинфицирующее средство полностью работоспособно, используйте его по мере необходимости! Вы можете узнать больше о том, как и почему мы создали это дезинфицирующее средство, в нашем блоге UV Sanitizer Design.

[Обязательно соблюдайте меры предосторожности при сборке этого устройства. Обратите внимание, что неправильное использование и воздействие ультрафиолетового света может причинить вред вам и окружающим. Пожалуйста, используйте свое дезинфицирующее средство соответствующим образом и действуйте ответственно.]