Замена ламп хирургической лампы с использованием светодиодной цепи: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Пошаговые инструкции по созданию и внедрению системы сменной лампы для хирургической лампы с использованием светодиодной схемы, разработанной Мохаммедом Шафиром и Зои Энгландер в рамках курса BME 262-Дизайн для развивающихся стран в Pratt School of Engineering, Duke University.

Эта система обеспечит недорогую и долговечную замену труднодоступных хирургических лампочек в развивающихся странах. В этих инструкциях объясняется, как использовать систему запасных ламп с компонентами и инструментами, входящими в комплект. Устройства в развивающихся странах, которым для работы требуются электрические лампочки, имеют решающее значение при оказании медицинской помощи. Однако главная проблема с использованием этих устройств в развивающихся странах заключается в том, что после того, как лампочки ломаются или перегорают, запасные лампы становятся очень дорогими или их трудно приобрести. Таким образом, многие устройства, которые в остальном полностью функциональны, не используются из-за отсутствия рабочих лампочек. Одним из важнейших медицинских устройств, страдающих этой проблемой, являются хирургические лампы, используемые в операционной. Эти источники света имеют решающее значение для хирурга при освещении интересующей области во время операции. Отсутствие этих источников света серьезно ограничивает способность хирургов принимать обоснованные решения, а также ограничивает выполнение операций определенными интервалами в день, когда достаточно света для освещения комнаты. Мы решили эту проблему с помощью системы замены ламп, которая позволит пользователю заменять обычные лампочки в обычно используемых хирургических лампах новой системой освещения, состоящей из светодиодных ламп. Светодиодные лампы намного более эффективны, чем обычные вольфрамовые или галогенные лампы, потребляют меньше энергии, более жесткие (из-за отсутствия движущихся частей), а также имеют гораздо более длительный срок службы. Следовательно, система светодиодного освещения будет иметь гораздо более длительный срок службы, будет дешевле в эксплуатации и не так легко сломается. Систему светодиодного освещения нужно будет установить только один раз, и ее не нужно будет менять в течение многих лет. Кроме того, эта система совместима со многими различными типами ламп, с множеством различных лампочек. В этой системе используется оригинальное основание лампочки, поэтому схему можно сделать совместимой с лампами практически любого размера и формы. Система будет работать с любой лампой, которая потребляет от 7 до 24 вольт постоянного тока.

Шаг 1: Список деталей

Список деталей для этой конструкции показан в таблице ниже. Дополнительные детали и инструменты, необходимые для изготовления этого устройства:

1.) Пустая печатная плата 2.) Тонкие соединительные провода 3.) Молоток 4.) Паяльник 5.) Паяльная проволока 6.) Krazy Glue В качестве устройства регулирования тока используется понижающий стабилизатор постоянного тока на 1,0 А компании National Semiconductor LM3404.. Подробный набор инструкций можно найти в паспорте этого устройства. Следуя этим инструкциям, разработчик схем может определить номинальные характеристики внешних компонентов, необходимых для удовлетворения их потребностей.

Шаг 2: Создание печатной платы

Распечатайте представленный здесь макет печатной платы на прозрачной пленке. Возьмите печатную плату, отрежьте ее до нужного размера и поместите прозрачную пленку между платой и светом в темной комнате. Поместите кусок стекла на прозрачную пленку, чтобы согласовать дизайн и прозрачность. Убедитесь, что прозрачная пленка ориентирована правильно, а защитная бумага снята. Примерно через 7 минут нахождения под светом поместите доску в ванну с проявителем. Обязательно наденьте перчатки, чтобы защитить руки, и будьте осторожны, чтобы не пролить жидкость на одежду. Жидкость проявителя должна быть 1 частью проявителя на 10 частей воды.

Затем поместите печатную плату в емкость с раствором для травления. Встряхните сковороду, чтобы процесс травления прошел быстрее. Также полезно немного нагреть раствор. Держите печатную плату в растворе, пока вся медь не будет удалена, за исключением тех мест, где схемная конструкция напечатана на плате. Раствор для травления испачкает вашу одежду, поэтому будьте очень осторожны, чтобы не разбрызгать его на себя. Тщательно промойте печатную плату, чтобы удалить все жидкости. Печатный макет разработан таким образом, что две схемы и две светодиодные площадки могут уместиться на одной печатной плате. Разделите эти четыре части с помощью пилы. Обрежьте лишнюю плату, чтобы сделать схему как можно меньше. Наконец, просверлите отверстия, где будут крепиться компоненты, с помощью очень маленького сверла. Места, где вам нужно просверлить, показаны на макете печатной платы маленькими кружками. Мы использовали ExpressPCB для разработки этой платы. Поскольку в этой схеме используются устройства для поверхностного монтажа, необходимо было разработать площадку для пайки для каждого отдельного компонента.

Шаг 3: Размещение компонентов на печатной плате

Покройте печатную плату флюсом. Осторожно припаяйте все компоненты к плате с помощью тонкой проволоки для припоя и паяльника. Макет того, как это сделать правильно, можно увидеть на изображении для шага 2.

Шаг 4: Присоединение светодиодной лампы и соединительных проводов

Припаяйте светодиодную лампу к печатной плате с напечатанной светодиодной площадкой. Приклейте этот кусок печатной платы к концу цепи так, чтобы две части образовали букву T. Цель состоит в том, чтобы светодиод был перпендикулярен цепи, чтобы свет был направлен вниз, когда цепь находится в вертикальном положении.

Наконец, припаяйте два соединительных провода к соответствующим отверстиям. Эти провода присоединяются к соединениям лампы, позволяя запитать схему. Схема готова к реализации.

Шаг 5: Удаление стекла из разбитой лампы

Первым шагом, необходимым при реализации этой системы, является снятие стекла с разбитой лампы, чтобы обнажить контакты, которые привели к обрыву нити накала.

Выньте сломанную лампочку из патрона. Поместите сломанную лампочку в пластиковый пакет (входит в комплект) и возьмитесь за лампу снаружи за цоколь. Будьте осторожны, чтобы не порезаться стеклом и не ударить молотком по пальцам. Ударьте по верхней части сломанной колбы хирургической лампы маленьким молотком. Будьте осторожны, не ударьте по лампе слишком сильно. Цель состоит в том, чтобы снять стекло и обнажить контакты, которые первоначально соединяли сломанную нить накала с остальной частью лампы.

Шаг 6: прикрепление цепи к лампочке

Следующим шагом будет прикрепление цепи со светодиодом к лампочке. Припаиваем контакты к выходящим из цепи проводам.

Нагрейте паяльник, вставив его в розетку. Затем поднесите кончик паяльника к концу куска припоя. Это вызовет плавление проволоки. Осторожно перенесите расплавленный припой на контакты, удерживая провода от схемы в расплавленном припое. Дайте соединению остыть и убедитесь, что соединение достаточно прочное. Возможно, вам придется удерживать компоненты вместе с помощью пинцета, пока вы завершаете этот процесс. ** Внимание: паяльник очень горячий, не обожгитесь!

Шаг 7: Тестирование системы

Вставьте цоколь лампы со схемой в патрон лампочки, как обычную лампочку.

Включите питание лампы и убедитесь, что светодиод загорелся. Проверить светосилу системы можно с помощью экспонометра Lutron LX-103.