UV Sanitizer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Fusion 360-projecten »

Ultraviolette ontsmettingsmiddelen gebruiken UV-C-licht om ziektekiemen te doden en oppervlakken te desinfecteren. Bij het verlaten en thuiskomen is het belangrijk om veelgebruikte artikelen te desinfecteren om de kans op verspreiding van ziektekiemen te beperken. Dit specifieke UV-ontsmettingsmiddel is ontworpen om verspilling van schoonmaakproducten zoals ontsmettingssprays en alcoholdoekjes te voorkomen, terwijl kleine voorwerpen zoals telefoons, sleutels en portemonnees schoon blijven. Lees er meer over in onze blogpost over rantsoenering van schoonmaakbenodigdheden met printplaten!

Eerst moet u ervoor zorgen dat u over alle benodigde componenten en materialen beschikt, evenals over de gebruikte gereedschappen. Misschien wilt u reserveonderdelen hebben, voor het geval dat.

Benodigdheden

Elektrische componenten:

• 1x Microcontroller

  • Onderdeelnummer fabrikant: ATTINY85-20SU
  • DigiKey Onderdeel #: ATTINY85-20SU-ND

• 4x UVC-LED's

  • Onderdeelnummer fabrikant: L933-UV265-2-20
  • DigiKey Onderdeel #: 2460-L933-UV265-2-20TR-ND

• 2x Transistors

  • Onderdeelnummer fabrikant: AOD1N60
  • DigiKey-onderdeelnr.: 785-1179-1-ND

• 1x Momentschakelaar

  • Onderdeelnummer fabrikant: PS1024ABLK
  • DigiKey Onderdeel #: EG2011-ND

• 1x 7-segments display

  Gekocht via Amazon

• 2x 3.3V-regelaar

  • Onderdeelnummer fabrikant: AP2114H-3.3TRG1
  • DigiKey Onderdeel #: AP2114H-3.3TRG1DICT-ND

• 1x 2 Rij 12 Positie SMD Pin Header

  • Onderdeelnummer fabrikant: 95278-801A12LF
  • DigiKey-onderdeelnr.: 609-5164-1-ND

• 4x 10k Weerstanden 0603

  • Onderdeelnummer fabrikant: RC0603JR-0710KL
  • DigiKey Onderdeel #: 311-10KGRCT-ND

• 1x 100 Weerstand 0402

  • Onderdeelnummer fabrikant: RC0402FR-07100RL
  • DigiKey Onderdeel #: 311-100LRCT-ND

• 1x 0.1uF Condensator 0402

  • Onderdeelnummer fabrikant: C0402C104Z4VAC7867
  • DigiKey Onderdeel #: 399-1043-1-ND

• 4x 75 Ohm Weerstand

  • Onderdeelnummer fabrikant: ERJ-12ZYJ750U
  • DigiKey Onderdeel #: P75WCT-ND

• 1x 5V-regelaar

  • Onderdeelnummer fabrikant: AP2204K-5.0TRG1
  • DigiKey Onderdeel #: AP2204K-5.0TRG1DICT-ND
• 1x Kleine Barrel Jack Connector

Mechanische componenten:

• Glas (of 3D-geprinte afstandhouders als u alleen glas hebt dat ondoorzichtig is voor UV-licht)

  Afmetingen: 111 mm x 86 mm x 2 mm

• 200g PLA

  Gebruikt voor het 3D-printen van de behuizing

• 65 mm x 1,75 mm staaf

  • We ontdekten dat 65 mm van 1,75 mm PLA-filament hier goed voor werkte
  • Gebruikt om het scharnier van de behuizing te monteren
• 2x M3 3 mm Heat-Set-inzetstukken
• 2x M3x6 schroeven

• 1x vel FR4

  Gebruikt om printplaten te printen

• Doorverbindingsdraden
• Superlijm

• SV2 PCB-printer

  U bent van harte welkom om uw PCB's op een andere manier te maken

• 3D-printer

  U kunt uw bedrukte onderdelen ook op een andere manier ontvangen

• Soldeerbout
• Schroevendraaier

• Multimeter

  Gebruikt om te testen op open/gebroken sporen

Zodra je alles hebt verzameld wat je nodig hebt, kun je de onderstaande stappen volgen om je eigen UV-ontsmettingsmiddel in elkaar te zetten:

Stap 1: Download en print de borden

Dit project bestaat uit 3 afzonderlijke Printed Circuit Boards (PCB's) die zijn ontworpen met KiCAD en geprint met BotFactory's SV2 in een HomeLab. De PCB in het hart van dit ontwerp verbindt niet alleen de voeding, de startknop, het 7-segments display en de LED's, maar herbergt ook het 'brein' dat het apparaat bestuurt. Hoewel de drie borden momenteel zijn verbonden met flexibele draden, is het mogelijk om het opnieuw te ontwerpen met behulp van flexibele PCB's!

Het moederbord bevat de ATTINY85, terwijl de andere twee elk twee UV-LED's bevatten. Het hele ontwerp wordt aangedreven door een 9V 2A barrel jack-ingang, waarvoor AC-adapters overal verkrijgbaar zijn.

Druk de drie planken af en knip ze op de juiste maat. U kunt de bestanden gebruiken die we in deze stap hebben verstrekt! Omdat we de bestanden voor het bord hier niet kunnen uploaden, kun je ze voorlopig gratis downloaden via de BotFactory-website. Gebruik na het afdrukken een multimeter om ervoor te zorgen dat er geen kortsluitingen of gebroken sporen zijn. Indien u geen multimeter heeft, volstaat een visuele inspectie.

Stap 2: Download en print de bijlage

We hebben Autodesk Fusion 360 gebruikt om de clamshell-behuizing te ontwerpen en de behuizing geprint met onze persoonlijke 3D-printer. Gebruik de.stl-bestanden in deze stap om dezelfde behuizing af te drukken voor uw elektrische componenten. Het gat voor de knop is handmatig gemaakt met een boormachine en een boor van 8 mm, maar kan eenvoudig worden toegevoegd met behulp van CAD-software voorafgaand aan het afdrukken. Als u handmatig een gat maakt, moet het aan de rechterkant worden geplaatst, zoals aangegeven door de blauwe pijl in de derde afbeelding. Zorg ervoor dat u eventuele openingen op maat maakt en aanpast aan de afmetingen van uw componenten.

Monteer het scharnier van de behuizing door elke helft van de clamshell tegen elkaar te plaatsen en rijg deze vast met behulp van de 1,75 mm 3D-geprinte gloeidraad of een kleine staaf van vergelijkbare afmetingen. Zorg ervoor dat de behuizing probleemloos kan openen en sluiten.

Stap 3: Monteer het ontsmettingsmiddel

Zodra al uw onderdelen zijn afgedrukt, kunt u beginnen met het monteren van het UV-desinfectiemiddel. Begin met het solderen van alle componenten op hun aangewezen locaties op de borden. We gebruikten thermisch stabiel soldeer op lage temperatuur, dat we opnieuw vloeiden bij een temperatuur van 150℃. We gebruikten een reflow-pistool om in eerste instantie alle kleinere componenten te plaatsen en vervolgens het hele bord opnieuw op het verwarmingsbed van de SV2 te plaatsen om ervoor te zorgen dat componenten met grote pads, zoals de transistors, goed reflowen. We hebben een referentieschema en lay-out verstrekt, zodat u kunt zien wat waar hoort. De bovenstaande afbeeldingen kunnen ook als goede referentie worden gebruikt.

Stap 4: Programmeer de ATTINY85

Programmeer de ATTINY85 met behulp van de Sparkfun Tiny AVR Programmer en de Arduino IDE. We hebben hieronder de code gegeven om de ATTINY85 te programmeren. Je kunt er verbinding mee maken via de 6-pins header, zoals beschreven in Sparkfun's Tiny AVR Programmer Hookup Guide.

De microcontroller wacht op gebruikersinvoer via een drukknop. Zodra het een ingang detecteert, stuurt het een signaal naar twee krachtige veldeffecttransistoren, waarbij de 4 UV-LED's worden ingeschakeld. Tegelijkertijd wordt het aftellen gestart door de microcontroller. Het 7-segments display geeft aan hoeveel seconden er nog over zijn. Zodra de timer 0 bereikt, gaan de LED's uit, zodat de gebruiker de clamshell-behuizing kan openen en het gereinigde item kan ophalen.

Bevestig het 7-segments display en de UV-LED's-kaarten met behulp van jumperdraden op de pinconnector. De LED's gaan branden als de aan/uit-knop wordt ingedrukt als de ATTINY85 correct is geprogrammeerd en aangesloten.

Stap 5: Plaats de Heat-Set-inzetstukken

Stel de behuizing in door de heatset-inzetstukken te plaatsen. Plaats de 3 mm inzetstukken in de twee gaten van de onderste clamshell, daaronder waar de voorplaat zal komen. Druk ze op hun plaats met een soldeerbout op 250℃. De inzetstukken moeten iets onder de rand van het gat worden geplaatst. Zorg ervoor dat de inzetstukken werken door de voorplaat er als testpassing op te schroeven. Het timerdisplay bevindt zich onder het voorpaneel.

Stap 6: Plaats de elektronica

Plaats het moederbord aan de rechterkant van de behuizing, waar de voorplaat zal zijn. Sluit de knop aan en steek deze door het gaatje aan de zijkant. Dit moet het gat zijn voor de knop die u handmatig hebt gemaakt of toegevoegd met behulp van het meegeleverde CAD-bestand. Sluit de interne draden aan zoals aangegeven in het schema.

Stap 7: Plaats de UV-borden

De UV-LED-kaarten worden in hun respectievelijke sleuven aan de binnenkant van de boven- en onderkant van de behuizing geplaatst. Dit zal binnen de rechthoekige extrusies zijn. Raadpleeg de afbeelding hierboven voor de juiste oriëntatie van het bord. Begin met het aanbrengen van twee kleine stippen superlijm op elk uiteinde van de achterkant van de printplaat en plaats ze dan snel. Druk voorzichtig naar beneden om ze op hun plaats te houden en laat de lijm drogen.

Stap 8: Schakel het moederbord in

Sluit de twee kaarten aan op het moederbord met behulp van draden die door de binnenkant van de behuizing worden geleid. Er zijn sleuven voor de draden om door te gaan. De draden van het bord op de bovenste schaal worden door het gat aan de zijkant geleid en terug in een klein gaatje aan de zijkant van de onderste schaal. Het grotere gat aan de zijkant wordt gebruikt om het moederbord van stroom te voorzien.

Gebruik een kleine barrel jack connector draad om het moederbord van stroom te voorzien. Doe dit door uw 9V AC/DC voeding aan te sluiten op de barrel jack connector. Zodra alles goed is aangesloten, schroeft u de voorplaat vast.

Stap 9: Plaats het glas

Er is een klein stukje glas gebruikt om ervoor te zorgen dat items de onderste printplaat niet raken, zodat deze op de juiste manier kan worden ontsmet. Dit stuk glas wordt op de hogere balustrades op de onderste schaal geplaatst om te voorkomen dat het de onderste printplaat raakt. Zet het glas vast met vier kleine puntjes superlijm op elke hoek en plaats het dan snel op de extrusie. Druk voorzichtig op de hoeken en laat de lijm drogen.

Stap 10: Test het ontsmettingsmiddel

Test uw ontsmettingsmiddel om te controleren of het goed werkt. Plaats een item in het ontsmettingsmiddel en sluit het deksel. Wanneer u op de knop drukt, moet het aftellen beginnen vanaf 300 seconden en vervolgens uitgaan. Zodra u zeker weet dat uw UV-ontsmettingsmiddel volledig functioneel is, gebruikt u het indien nodig! U kunt meer lezen over hoe en waarom we dit ontsmettingsmiddel hebben gemaakt in onze blogpost UV Sanitizer Design.

[Zorg ervoor dat u de veiligheidsmaatregelen in acht neemt bij het bouwen van dit apparaat. Houd er rekening mee dat oneigenlijk gebruik en blootstelling aan UV-licht u en anderen schade kunnen berokkenen. Gebruik uw ontsmettingsmiddel dienovereenkomstig en handel verantwoordelijk.]