Vervanging voor chirurgische gloeilampen met behulp van LED-circuit - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Stapsgewijze instructies voor het bouwen en implementeren van het vervangende chirurgische gloeilampsysteem met behulp van een LED-circuit ontwikkeld door Mohammed Shafir en Zoe Englander als onderdeel van de cursus BME 262-Design for the Developing World aan de Pratt School of Engineering, Duke University.

Dit systeem zal een goedkope en duurzame vervanging bieden voor moeilijk verkrijgbare chirurgische gloeilampen in ontwikkelingslanden. In deze instructies wordt uitgelegd hoe u het vervangende lampsysteem gebruikt met de onderdelen en gereedschappen die in de set zijn inbegrepen. Apparaten in ontwikkelingslanden die gloeilampen nodig hebben om hun functie te vervullen, zijn van cruciaal belang bij het verlenen van medische zorg. Een groot probleem bij het gebruik van deze apparaten in ontwikkelingslanden is echter dat wanneer de gloeilampen kapot gaan of doorbranden, de vervangende lampen erg duur of moeilijk te verkrijgen zijn. Dus veel apparaten die anders volledig functioneel zijn, worden niet gebruikt omdat ze geen werkende lampen hebben. Een kritiek medisch apparaat dat door dit probleem wordt getroffen, zijn chirurgische lampen die in de operatiekamer worden gebruikt. Deze lichten zijn van cruciaal belang voor de chirurg bij het verlichten van het interessegebied tijdens de operatie. De afwezigheid van deze lichten belemmert het vermogen van de chirurg om weloverwogen beslissingen te nemen en beperkt ook de uitvoering van operaties tot tussenpozen op de dag dat er voldoende licht is om de kamer te verlichten. We hebben dit probleem verholpen met een vervangend lampsysteem waarmee de gebruiker conventionele gloeilampen in veelgebruikte chirurgische lampen kan vervangen door een nieuw verlichtingssysteem dat bestaat uit Light Emitting Diode (LED)-lampen. Led-lampen zijn veel efficiënter dan conventionele wolfraam- of halogeenlampen, verbruiken minder stroom, zijn stijver (door het ontbreken van bewegende delen) en hebben ook een veel langere levensduur. Daarom zal het LED-verlichtingssysteem een veel langere levensduur hebben, minder duur zijn in gebruik en niet zo gemakkelijk kapot gaan. Het LED-verlichtingssysteem hoeft maar één keer te worden geïnstalleerd en zal gedurende vele jaren niet vervangen hoeven te worden. Bovendien is dit systeem compatibel met veel verschillende soorten lampen, met een verscheidenheid aan verschillende gloeilampen. Dit systeem maakt gebruik van de originele lampvoet, zodat het circuit compatibel kan worden gemaakt met bijna elke maat en vorm van een gloeilamp. Het systeem werkt voor elke lamp die tussen 7 en 24 volt DC gebruikt.

Stap 1: Onderdelenlijst

De onderdelenlijst voor dit ontwerp wordt weergegeven in de onderstaande tabel. Extra onderdelen en gereedschappen die nodig zijn voor de constructie van dit apparaat zijn:

1.) Een blanco printplaat 2.) Dunne aansluitdraden 3.) Een hamer 4.) Soldeerbout 5.) Soldeerdraad 6.) Krazy Glue De National Semiconductor LM3404 1,0 Amp Constant Current Buck Regulator wordt gebruikt als het stroomregelapparaat. Een gedetailleerde set instructies vindt u in het gegevensblad van dit apparaat. Door deze instructies te volgen, kan de circuitontwerper de nominale waarden van de externe componenten bepalen die nodig zijn om aan hun behoeften te voldoen.

Stap 2: PCB maken

Print de hier verstrekte print-layout uit op een transparant. Pak een printplaat, knip deze op de juiste maat en plaats de transparant tussen de print en het licht in een verder donkere kamer. Plaats een stuk glas over de transparantie om het ontwerp en de transparantie op één lijn te houden. Zorg ervoor dat de transparant correct is georiënteerd en dat het beschermende papier is verwijderd. Plaats de plank na ongeveer 7 minuten onder de lamp in een bad met ontwikkelvloeistof. Zorg ervoor dat u handschoenen draagt om uw handen te beschermen en pas op dat u geen vloeistoffen op uw kleding spat. De ontwikkelvloeistof moet 1 deel ontwikkelaar op 10 delen water zijn.

Plaats vervolgens de PCB in een pan met etsoplossing. Schud de pan om het etsproces sneller te laten verlopen. Het is ook nuttig om de oplossing een beetje te verwarmen. Houd de PCB in de oplossing totdat al het koper is verwijderd, behalve waar het circuitontwerp op het bord is afgedrukt. De etsoplossing geeft vlekken op uw kleding, dus pas op dat u er niet op uzelf spat. Spoel de printplaat grondig om alle vloeistoffen te verwijderen. De gedrukte lay-out is zo ontworpen dat twee circuits en twee LED-pads op één printplaat passen. Scheid deze vier stukken met een zaag. Knip overtollig bord af om het circuit zo klein mogelijk te maken. Boor tot slot de gaten waar de componenten zullen worden bevestigd met een zeer kleine boor. De locaties waar geboord moet worden, worden als kleine cirkels weergegeven op de printplaatlay-out. We hebben de ExpressPCB gebruikt om dit bord te ontwerpen. Aangezien dit circuit gebruikmaakt van op het oppervlak gemonteerde apparaten, moest het ontwerp van het soldeerkussen voor elk afzonderlijk onderdeel worden gedaan.

Stap 3: Componenten op printplaat plaatsen

Bedek de gedrukte PCB in flux. Soldeer alle componenten voorzichtig op het bord met een dunne soldeerdraad en soldeerbout. De lay-out om dit correct te doen, is te zien in de afbeelding voor stap 2.

Stap 4: LED-lamp en bevestigingsdraden bevestigen

Soldeer de LED-lamp op het stuk PCB met de bedrukte LED-pad. Lijm dit stukje PCB aan het uiteinde van de schakeling zodat de twee stukken een T vormen. Het is de bedoeling dat de LED loodrecht op de schakeling staat, zodat het licht naar beneden wijst als de schakeling rechtop staat.

Soldeer tot slot twee bevestigingsdraden aan de daarvoor bestemde gaten. Deze draden worden bevestigd aan de lampaansluitingen, waardoor het circuit kan worden gevoed. De schakeling is nu klaar voor implementatie.

Stap 5: Glas verwijderen uit gebroken lamp

De eerste stap die nodig is bij de implementatie van dit systeem is om het glas van de kapotte lamp te verwijderen om de contacten bloot te leggen die naar de gebroken gloeidraad hebben geleid.

Haal de kapotte lamp uit de fitting. Plaats de kapotte lamp in de plastic zak (meegeleverd) en pak de lamp van buitenaf bij de basis vast. Pas op dat u zich niet met het glas snijdt of met de hamer op uw vingers slaat. Sla met een kleine hamer op de bovenkant van de kapotte chirurgische lamp. Pas op dat u de lamp niet met te veel kracht raakt. Het doel is om het glas te verwijderen en de contacten bloot te leggen die oorspronkelijk de gebroken gloeidraad met de rest van de lamp verbond.

Stap 6: Het circuit aan de lamp bevestigen

De volgende stap is om het circuit met de LED aan de lamp te bevestigen. Soldeer de contacten aan de draden die uit het circuit komen.

Verwarm de soldeerbout door hem in het stopcontact te steken. Houd vervolgens de punt van de soldeerbout tegen het uiteinde van een stuk soldeerdraad. Hierdoor zal de draad smelten. Breng het gesmolten soldeer voorzichtig over op de contacten terwijl u de draden van het circuit in het gesmolten soldeer houdt. Laat de verbinding even afkoelen en zorg dat de verbinding sterk genoeg is. Mogelijk moet u de componenten bij elkaar houden met een pincet terwijl u dit proces voltooit. **Let op: Soldeerbout is erg heet, verbrand jezelf niet!

Stap 7: het systeem testen

Steek de lampvoet met het circuit bevestigd in de fitting van de gloeilamp, zoals u een normale gloeilamp zou doen.

Schakel de stroom van de lamp in en zorg ervoor dat de LED gaat branden. Het testen van de lichtintensiteit van het systeem kan met behulp van de Lutron LX-103 lichtmeter.