Perangkat Sterilisasi Ultraviolet DIY (UVClean): 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

pengantar

Hai semua dan selamat datang di instruksi pertama saya! Dalam panduan langkah demi langkah ini, Anda akan mempelajari cara membuat perangkat sterilisasi ultraviolet Anda sendiri yang dapat digunakan sebagai tongkat, atau sebagai ruang sterilisasi otomatis. Perangkat, yang disebut UVClean, menggunakan bohlam UVC khusus yang dapat mensterilkan permukaan yang tidak keropos dalam hitungan menit.

Fitur termasuk:

-Desain kokoh dan ergonomis

-Bohlam UVC 253.7nm 3.5W asli

-Layar OLED dua warna

-Antarmuka yang dilindungi kode sandi

-Sistem menu yang komprehensif

-Mode genggam terus menerus, dan mode pengatur waktu otomatis

EDIT PENTING: Saya tidak tahu ini akan meledak begitu banyak, tetapi terima kasih kepada semua orang yang telah melihatnya! Saya memiliki beberapa pembaruan penting untuk dikatakan berdasarkan beberapa hal yang saya lihat di komentar.

1) Bangun perangkat ini dengan risiko Anda sendiri, banyak orang memiliki banyak hal untuk dikatakan tentang keamanan UV, dan saya tentu saja bukan ahlinya. Saya akan mencoba menjawab beberapa pertanyaan tentangnya, tetapi pada akhirnya Anda harus melakukan penelitian yang baik tentang tindakan pencegahan keamanan yang diperlukan untuk paparan UV sebelum Anda memutuskan untuk membuat perangkat ini.

2) Perangkat ini sebenarnya adalah pembersih, bukan pensteril. Sanitasi adalah proses menghilangkan sebagian besar organisme dari permukaan 99,9%, sedangkan sterilisasi adalah proses menghilangkan SEMUA organisme dari permukaan. Perangkat ini bukan kelas medis, dan tidak boleh dianggap demikian.

3) Alat ini belum terbukti membunuh virus dan bakteri. Saya akan mengujinya segera, lihat poin 4.

4) Saya akan segera menguji keefektifan perangkat. Untuk melakukan ini, saya akan menumbuhkan beberapa kultur bakteri dan memaparkannya ke perangkat saya untuk waktu yang bervariasi. Saya kemudian akan mengamati pertumbuhan bakteri untuk melihat seberapa efektif perangkat ini dalam menghilangkannya. Saya pasti akan memposting gambar dan video percobaan ini di instagram saya dan instruksi ini dalam beberapa minggu mendatang, jadi tetap disini!

PERINGATAN: Perangkat ini memancarkan radiasi UVC, yang berbahaya bagi kulit dan mata manusia. Kacamata pelindung UV yang tepat dan penutup kulit seluruh tubuh harus digunakan saat menguji sirkuit bohlam, dan saat mengoperasikan perangkat dalam mode genggam. Perangkat ini tidak boleh dioperasikan di hadapan hewan atau manusia yang tidak terlindungi. Sebagai tindakan keamanan, kode sandi harus dimasukkan untuk mempersenjatai perangkat, untuk mencegah pengguna yang tidak berwenang menyalakan bohlam.

Semua CAD, kode, dan diagram sirkuit awalnya dibuat oleh saya sehubungan dengan pandemi COVID-19. Jika ada di antara Anda yang memiliki saran untuk membuatnya lebih baik, atau jika Anda ingin membuat modifikasi sendiri, silakan lakukan dan beri tahu saya semuanya! Jika Anda memutuskan untuk membuatnya, kirimkan saya gambarnya!

Tentang saya:

Nama saya Henry Mayne, dan saat ini saya adalah mahasiswa teknik elektro tahun ke-3 di Northeastern University di Boston. Teman sekamar saya dan saya senang membuat proyek seperti ini, dan ingin menyampaikan ide-ide kami, jadi silakan periksa Instagram kami untuk melihat beberapa proyek kami yang lain dan hal-hal yang telah kami lakukan. Jika Anda ingin tahu tentang riwayat karir saya, lihat halaman LinkedIn saya.

Perlengkapan

Alat yang dibutuhkan:

-3D pencetak

-Pemotong atau gergaji laser

-Multimeter

-Besi Solder

-Sumbu solder atau pengisap solder

-Pistol lem panas

-Pistol udara yang lebih ringan atau panas

-kacamata laser UV

-Sarung tangan tugas berat

-Membantu tangan

-Kunci pas

-Obeng

-Gunting

-Tepat-o pisau

-Tang

- penari telanjang kawat

Bahan Umum:

-PLA filamen (warna apapun)

- Pita aluminium

-pita listrik

-Solder inti rosin

-Lem panas

-Lem super

-8x 20mm M3 baut

-18x 10mm M3 baut

-26x M3 kacang

-Kawat tembaga terdampar

- Tabung panas menyusut

-2mm tebal akrilik bening

Komponen Elektronik (Harus potongan yang tepat ini berfungsi, saya akan memberikan tautan):

- Bola lampu UVC GTL-3

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

-E17 soket bohlam yang dapat dipasang (sangat penting bahwa Anda mendapatkan soket TEPAT ini, sehingga pas untuk dicetak)

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

-Power supply (sangat penting bahwa Anda mendapatkan power supply EXACT ini, jika tidak, Anda akan mengalami masalah)

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

-Meningkatkan papan konverter (sangat penting bagi Anda untuk mendapatkan papan TEPAT ini, jika tidak, Anda akan mengalami masalah)

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

-MOSFET Papan sakelar daya tinggi

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

-3x 150 ohm resistor 5W

Saya mendapatkan ini di toko elektronik lokal saya, tetapi mungkin Anda dapat menemukannya secara online

-Arduino nano

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

-Modul encoder putar

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

-Toggle switch

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

-Layar OLED

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

- Dongkrak barel 2.1mm

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

-Buzzer piezo kecil

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

Langkah 1: Cetak Potongan 3D

Langkah pertama cukup sederhana, gunakan file.stl yang disediakan dan printer 3D dengan ukuran tempat tidur yang sesuai untuk mencetak semua 10 bagian kustom (Anda akan membutuhkan 2 panel jendela dan 2 pelat kafan). Pastikan untuk meratakan tempat tidur cetak Anda dan bersihkan dengan alkohol isopropil sebelum setiap pencetakan, terutama untuk panel selubung besar. Saya menyarankan untuk mencetak satu per satu, karena jika printer Anda seperti milik saya, itu bisa rentan terhadap kegagalan. Tetapkan waktu di akhir pekan untuk mencetak semua bagian karena akan memakan waktu berjam-jam untuk menyelesaikannya. Terakhir, pastikan untuk terus memantau printer 3D Anda, karena dapat menimbulkan bahaya kebakaran jika dibiarkan tanpa pengawasan.

Langkah 2: Laminasi Kain Kafan Dengan Pita Aluminium

Menggunakan gulungan pita aluminium, gunting, dan pisau presisi-o, laminasi bagian dalam pelat depan, pelat belakang, tulang belakang kiri dan kanan, kedua pelat selubung, dan kedua panel jendela. Ini akan membantu menyalurkan cahaya dari bohlam menuju area sterilisasi, serta bertindak sebagai penyerap panas besar untuk bohlam dan resistor. Untuk membuatnya lebih mudah, cobalah untuk menutupi area yang luas dengan selotip utuh terlebih dahulu untuk menghindari pemotongan yang terlalu banyak. Setelah potongan tertutup, gunakan pisau persis-o untuk memotong tepi dan lubangnya.

Langkah 3: Potong dan Pasang Jendela Akrilik

Dengan menggunakan gergaji, atau pemotong laser jika Anda memilikinya, potong beberapa panel akrilik berukuran tepat yang sesuai dengan lekukan persegi panjang pada panel jendela. Selanjutnya, letakkan potongan-potongan itu ke dalam lekukan, dan beri lem super di sepanjang tepinya. Jika dilakukan dengan benar, lem super akan meresap ke dalam retakan dengan sendirinya dan jendela akan terpasang kuat. Pastikan untuk menggunakan hanya sedikit lem, dan jangan menyentuh akrilik untuk menghindari sidik jari lem di atasnya. Setelah Anda mengoleskan lem super, biarkan potongannya mengering di permukaan yang rata selama 24 jam. Radiasi UVC tidak akan melewati panel akrilik, tetapi cahaya biru yang terlihat dari bohlam akan melewatinya, memberikan efek tampilan yang keren pada perangkat.

Langkah 4: Pasang Kain Kafan

Menggunakan baut M3 3x 20mm, baut M3 16x 10mm, dan mur M3 19x, pasang selubung yang baru dilaminasi dan berjendela. Mulailah dengan menempelkan potongan tulang belakang kiri dan kanan bersama-sama dengan satu baut 20mm di lubang tengah. Selanjutnya, geser pelat depan dan belakang ke tempatnya dan kencangkan masing-masing dengan dua baut 20mm yang tersisa. Pelat belakang dapat diidentifikasi dengan 3 lubang di atasnya, dan harus dipasang di sisi di mana pegangan akan pergi. Sekarang, pasang dua pelat selubung besar dan panel jendela menggunakan baut M3 16 10mm. Kencangkan semua baut untuk mengamankan semuanya.

Langkah 5: Pasang Bohlam UVC dan Resistor Daya Tinggi

Solder resistor 3x 150 ohm 5W secara paralel untuk mendapatkan resistansi setara 50 ohm. Alasan menggunakan tiga resistor daripada 1 adalah untuk mengurangi daya yang dihamburkan melalui masing-masing resistor, dan meningkatkan massa termal. Resistor harus mengeluarkan cukup banyak daya agar bohlam berfungsi dengan baik, jika hanya satu resistor yang digunakan, itu akan menjadi sangat panas dan menjadi bahaya kebakaran. Selanjutnya, solder resistansi ekivalen 50 ohm secara seri dengan soket bohlam E17, dengan panjang kabel yang sesuai seperti yang terlihat pada gambar di atas. Kencangkan soket bohlam E17 ke bagian dalam selubung menggunakan sisa dua baut M3 10mm, dan gunakan selotip aluminium untuk menahan resistor tepat di bawah soket. Kemudian, jalankan kedua ujung kawat melalui lubang di tengah pelat belakang. Pada akhirnya, bagian dalam kafan akan terlihat seperti gambar di atas. Jika ada kebingungan dalam pengkabelan bohlam dan resistor, lihat diagram sirkuit yang disediakan.

Langkah 6: Program Arduino

Unggah kode yang disediakan ke Arduino nano Anda, jangan ragu untuk memodifikasi kode saya sesuai keinginan Anda, atau bahkan menulis kode Anda sendiri dari awal. Saya senang melihat apa yang orang lain pikirkan. Untuk mengunggah, Anda harus terlebih dahulu menginstal pustaka Adafruit_SSD1306 dan Adafruit_GFX ke Arduino IDE Anda. Kode sandi default untuk perangkat adalah 3399, jika Anda ingin mengubah kode sandi, Anda harus melakukannya pada langkah ini. Temukan bagian kode yang terlihat pada gambar di atas dan ganti empat angka kode sandi sesuai keinginan Anda. Setelah Anda puas, tekan tombol unggah di Arduino IDE dan tunggu hingga dikatakan selesai mengunggah.

Langkah 7: Uji Elektronik di Papan Tempat memotong roti

Menggunakan diagram pengkabelan yang disediakan dan Arduino yang telah diprogram sebelumnya, buat semua koneksi yang benar pada papan tempat memotong roti yang besar. Ingatlah untuk memakai kacamata UVC dan pelindung kulit seluruh tubuh saat menyalakan bohlam, UVC berbahaya bagi kulit dan mata manusia dan sangat penting untuk membatasi paparan langsung ke bohlam. Jika semuanya bekerja seperti yang diharapkan, Anda dapat melanjutkan ke langkah berikutnya. Pengkabelan terkadang bisa rumit dan penting bagi Anda untuk meluangkan waktu dengan langkah ini sehingga Anda mendapatkan koneksi yang benar dan memahami cara kerjanya. (Penafian: Beberapa bagian dalam gambar ini adalah bagian prototipe awal, tetapi konsepnya sama)

Langkah 8: Hubungkan dan Pasang Elektronik di Grip

Ini akan menjadi langkah paling menantang dalam keseluruhan proyek. Jika Anda tidak memiliki banyak pengalaman proyek penyolderan dan pengkabelan dengan banyak koneksi, saya sarankan Anda berlatih sedikit sebelum ini. Pastikan Anda tahu cara melepaskan kabel, membuat sambungan solder yang kuat, menggunakan tabung panas menyusut, dan terutama memastikan Anda dapat mengatur semuanya. Saya membuat ini cukup sulit untuk diri saya sendiri karena saya hanya memiliki satu warna kawat, tetapi saya sangat menyarankan Anda keluar dan membeli banyak warna yang berbeda. Bahkan sebelum Anda menyalakan setrika solder, ada beberapa hal penting yang harus dilakukan. Hal pertama yang harus dilakukan adalah menggunakan tang untuk membengkokkan pin di bagian belakang layar OLED sehingga sejajar dengan bagian belakang layar, dan mengarah ke bawah. Hal kedua yang harus dilakukan adalah menggunakan beberapa tang untuk memotong kelebihan tepi papan enkoder putar agar pas di genggaman. Sekarang setelah langkah-langkah penting ini selesai, nyalakan besi solder dan dapatkan beberapa sumbu solder atau pengisap solder. Dengan menggunakan alat ini, lepaskan semua pin dari papan rotary encoder dan Arduino nano. Selanjutnya, gunakan stranded wire dan heat shrink tubing untuk memasang kabel panjang ke buzzer, screen, dan encoder. Setelah ini selesai, gunakan pistol lem panas untuk mengamankan layar dan buzzer di tempatnya, dan pasang encoder di tempatnya. Sekarang, dengan bantuan sepasang tangan, potong kabel menjadi panjang dan solder ke nano satu per satu, pastikan untuk memeriksa ulang titik koneksi Anda dan mengisolasi semuanya dengan baik dengan tabung panas menyusut dan pita listrik. Sangat penting bahwa semua kabel Anda sesingkat mungkin, jika tidak, tidak akan ada cukup ruang di pegangan untuk semuanya pas. Selanjutnya, sambungkan jack barel dan sakelar daya, kencangkan jack dengan lem panas dalam jumlah banyak. Untuk bagian terakhir, Anda harus mulai dengan menyetel konverter boost. Untuk melakukan ini, kaitkan terminal VIN dari konverter boost ke sumber daya 5V dan gunakan multimeter untuk membaca tegangan di terminal VOUT. Putar potensiometer biru kecil dengan obeng hingga tegangan pada VOUT terbaca 25V. Selanjutnya, sambungkan konverter boost yang disetel, sakelar MOSFET, dan rakitan bohlam ke seluruh rangkaian, dengan menggunakan terminal sekrup pada papan MOSFET. Sebagai tindakan akhir, tutupi konverter boost dan papan MOSFET sepenuhnya dengan pita listrik untuk mencegah korsleting.

Langkah 9: Selesaikan Majelis Akhir

Sebelum Anda menyegel semuanya untuk selamanya, lakukan tes elektronik, pastikan tidak ada korsleting sebelum Anda mencolokkannya. Jika semuanya berfungsi seperti yang diharapkan, selipkan Arduino, konverter boost, dan papan MOSFET ke dasar pegangan di dekat colokan listrik. Cobalah untuk menyelipkan kelebihan kawat ke ruang terbuka di pegangan sebelum mencoba menyatukan semuanya. Untuk merakitnya, mulailah dengan meletakkan setengah pegangan ke titik pemasangan pada selubung, dan pasang dua baut M3 20mm melalui lubang pemasangan untuk menahannya di tempatnya. Selanjutnya, bawa separuh pegangan lainnya ke tempatnya dan dorong ke dalam dua baut. Kemudian, masukkan tiga baut M3 20mm yang tersisa melalui kedua bagian pegangan. Dengan menggunakan obeng kecil, dorong semua kabel berlebih ke dalam pegangan sampai benar-benar menutup. Terakhir, masukkan mur ke baut dan kencangkan sampai perakitan selesai!

Langkah 10: Nikmati Menggunakan Kreasi Baru Anda

Pastikan untuk mengikuti pedoman keselamatan UV yang tepat saat menggunakan perangkat ini, dan jangan pernah meninggalkannya tanpa pengawasan saat menyala, karena resistor bohlam bisa menjadi sangat panas. Dengan itu, nikmatilah menggunakannya dan saya berharap mendapatkan banyak umpan balik yang berguna tentang desain saya!

Runner Up dalam Kontes Penulis Pertama Kali