Mask Reborn Box: nieuw leven voor oude maskers - Ajarnpa

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

We hebben een betaalbare kit voor thuis gemaakt om de levensduur van maskers te verlengen, zodat u kunt deelnemen aan de strijd tegen de pandemie door uw gemeenschap te helpen

Het is bijna vijf maanden geleden dat het idee ontstond om gebruikte maskers te vernieuwen. Tegenwoordig, hoewel COVID-19 in verschillende landen niet ernstig lijkt te zijn, lijdt het grootste deel van de wereld nog steeds niet alleen aan de lichamen, maar ook aan de structuur van de samenleving. Hier verwijs ik naar enkele records van onze projectsite, Mask Aid Project, om u te vertellen waarom we ermee zijn begonnen.

Het Mask Aid Project-team:

Kalimov Lok

Jason Leon

Torrey Nommesen

John Lee

Daniel Feng

Halima Ouatab

Met dank aan Dr. Jian-Feng Chen, de academicus van Chinese Engineering Academic, en zijn teamleden. We hebben ons proces gebaseerd op hun rapport over het veilig hergebruiken van wegwerpmaskers. Dit is dezelfde vooruitgang die wordt gebruikt door het National Center for Biotechnology Information. (Zie afbeelding 2)

Experts van het witboek over hergebruik van N95-maskers van Dana Mackenzie met onderzoek van professor Jian-Feng Chen en collega's van de Beijing University of Chemical Technology Een andere nuttige informatiebron die ons heeft geholpen ons proces te valideren, is het witboek van Stanford Kan N95-ademhalingstoestellen worden hergebruikt na desinfectie ? En hoe vaak? door Lei Liao, Wang Xiao, Mervin Zhao, Xuanze Yu.

Met dank aan mijn teamgenoot, Torrey Nommesen. Zonder zijn correctie van de grammatica en het uitdrukken van manieren, zou ik niet alles kunnen delen op een moedertaalspreker van het Engels.

Als u eerst "hoe bouwt u" wilt lezen, kunt u dit gedeelte overslaan en naar het materiële gedeelte springen.

Een idee is geboren

Kalimov Lok (verwezen van

Toen mijn land de noodtoestand uitriep, had ik een slecht gevoel waar ik de vinger niet op kon leggen. Ik kon er op dat moment niet echt mijn hoofd omheen wikkelen - ik was in een mist. Het was 23 januari 2020.

De volgende dag kwam mijn moeder vanuit Hongarije naar Shanghai om het Lentefestival met mij te vieren. Toen ik haar ophaalde op de luchthaven van Pudong, had ze een gezichtsmasker op. De volgende dag hoorden we dat er een quarantaine was opgelegd door de overheid. Mijn moeder was biologielerares in Macau, dus ze besefte dat de situatie heel snel ernstig kon worden omdat Macau de hoogste bevolkingsdichtheid ter wereld heeft. Ze wist ook dat het heel moeilijk zou zijn om vast te stellen wie het virus bij zich had, tenzij de diagnose werd gesteld. Het dragen van een masker was niet alleen om onszelf te beschermen, maar ook voor de veiligheid van anderen. Dus ging ze twee dagen later terug naar Macau om ongeveer 70 maskers voor me te halen. Ze kocht ze in Hongarije, maar ze waren gemarkeerd met 'Made in China'. Dankzij mijn moeder kon ik de wetten in China gehoorzamen en tijdens de quarantaine naar buiten gaan met een masker op. Later kon ik deze maskers gebruiken om te testen.

Omdat mensen veel langer thuis bleven dan voorheen, leerden ze veel over het virus van tv en internet. Langzaam drong het tot me door waar het slechte gevoel dat ik eerder had over ging: ook al waren er meer mensen in China besmet dan waar dan ook, het zou al snel een wereldwijde pandemie worden. China is de grootste fabrikant van gezichtsmaskers ter wereld, en de meeste worden gemaakt in Xiantao, een stad direct naast Wuhan. De wereldwijde voorraad maskers kwam van het nulpunt van de epidemie.

Mensen begonnen te vragen: ‘Hoe moeilijk kan het zijn om een masker te maken?’ We kwamen er al snel achter: een machine kan een masker in een halve seconde naaien, maar het duurt een week of soms wel een halve maand voordat ze klaar zijn voor gebruik maken van. De maskers moeten worden gesteriliseerd met epoxyethaangas en vervolgens moet het masker op natuurlijke wijze worden gelucht voordat het wordt verpakt voor verzending. In afwachting van het maken van de maskers stonden de mensen er alleen voor. Het werd duidelijk dat het in het allerbeste scenario Valentijnsdag zou zijn voordat er nieuwe maskers beschikbaar waren.

Ik berekende hoeveel maskers het Chinese volk nodig zou hebben. Later moest ik refactoren omdat het een wereldwijde pandemie werd. Ik was geschokt. Volgens mijn berekeningen moesten we meer dan 500 miljoen maskers per dag produceren! Ik denk dat dit een belangrijke reden was voor de regering om mensen op te warmen dat ze thuis moesten blijven. Ik ben blij te zien dat de meeste mensen in China wel thuis zijn gebleven.

Maar we moeten naar buiten om te overleven. We moeten naar buiten om eten te kopen, en als we naar buiten gaan, moeten we een masker dragen. Maar als maskers schaars zijn, wat kunnen we dan doen? Sommige mensen probeerden wegwerpmaskers te koken of er alcohol op te spuiten om ze te desinfecteren. Medische professionals waarschuwden ons dat dit een masker kan bederven. Dit is prima voor een gewoon stoffen masker, maar het werkt niet voor N95- of PM2.5-maskers. Een N95-masker blokkeert het virus niet alleen vanwege de dichtheid van het filter, maar het moet ook statisch worden geladen om deeltjes op te vangen. Niet veel mensen wisten dit voor deze pandemie. Het gebruik van alcohol lost de middelste laag op en heet water verwijdert de statische elektriciteit die nodig is om het masker bruikbaar te maken. De enige acceptabele manier om een masker te ontsmetten is door een UVC-lamp of warme, droge lucht aan te brengen. Op deze manier beschadigt het het masker niet zo erg omdat het de statische lading niet wegneemt terwijl de maskers worden gedesinfecteerd. De elektriciteit zal na een dag of twee nog steeds verdwijnen, maar het is nog steeds een betere bescherming dan helemaal niet ontsmetten.

Dus kunnen we een manier vinden om een masker op te laden? Als we ze zouden kunnen ontsmetten en opladen, zouden ze voor minstens 90% vernieuwd kunnen worden. Hoe meer mensen dit deden, hoe minder een tekort en paniek we zouden kunnen hebben tijdens de eerste stadia van een pandemie.

Ik begon de mogelijkheid te onderzoeken om thuis een kleine fabriek te maken en ik kreeg inzicht. Een gewone fabriek gebruikt epoxyethaan nadat het masker is genaaid, omdat het efficiënter is gezien het aantal maskers dat ze produceren. Ze kunnen de doek niet steriliseren voordat ze hem naaien, omdat de machines het masker zouden vervuilen. Voor thuisgebruik zou het productievolume echter geen factor zijn. Misschien kunnen we een gebruikt masker volledig ontsmetten zonder ons zorgen te hoeven maken over het verwijderen van de statische elektriciteit en het later weer op te laden.

Ik controleerde de prijs van oplaadmachines voor statische elektriciteit met hoog voltage en was teleurgesteld. De enige die ik kon vinden waren voor industrieel gebruik. Behalve dat ze te groot waren, werd de prijs van de beschikbare eenheden steeds duurder omdat fabrieken ze nodig hadden om meer maskers te produceren. Ik was er zeker van dat er een andere oplossing was dan een volledig masker in huis of in een buurthuis te brengen. Ik moest het draagbaar maken, of op zijn minst desktopformaat, en ik moest het betaalbaar maken, zodat mensen hun plaatsen in kleine fabrieken konden veranderen en in de vroege stadia van een pandemie te hulp konden komen.

Dus ik heb een internationaal team bij elkaar gezocht om me te helpen. Ik, Kalimov Lok, doe de principiële experimenten en maak het prototype. Jason Liang, de maker van PVCBOT, zit vast in Yichang, Hubei, in de buurt van Wuhan, dus hij doet marktonderzoek en experimenteert. Torrey Nommesen is een Amerikaan die momenteel in quarantaine zit in Zuid-Afrika, en maakt onze website en helpt met Engelstalige pers voor ons project. Daniel Feng, een industrieel ontwerper in Guangzhou, zal werken aan het finaliseren van het ontwerp voor productie zodra het prototype is gebouwd. John Lee, een professor in Zhongshan, helpt ons met productie en fabricage. We zijn sinds maart bezig. We zullen onze voortgang online plaatsen op https://maskaidproject.com/ als je geïnteresseerd bent in het volgen van onze reis

Benodigdheden

Hardware onderdelen

1. hoogspanningsbooster DC 5V-ingang en 400KV-uitgang × 1
2. LM2596 module DC-DC 12V/5V regelaar × 2
3. Schakelende voeding AC 110/220V DC 12V 100 watt × 1
4. Schakelende voeding AC 110/220V DC 5V 3,5 watt × 1
5. DC-ventilator DC 12V 0.6A × 1
6. PTC-verwarmer AC 220V 300 watt × 1. Afhankelijk van waar u woont, kunt u overschakelen naar AC 110V.
7. DHT11 Temperatuur- en vochtigheidssensor × 1
8. relais DC 5V besturing, 4 connectoren × 6
9. SS14 diode SMD pakket × 7
10. S8050 triode SOT-23 pakket × 6
11. 0603 LED 0603 SMD pakket × 6
12. 300 ohm weerstand 0805 SMD pakket × 6
13. 10K ohm weerstand 0603 SMD pakket × 6
14. Condensator, 220 µF SMD-verpakking × 1
15. Condensator, 470 µF SMD-verpakking × 1
16. Condensator 1000 uF SMD-pakket × 1
17. Condensator 22 uF 0402 SMD pakket × 2
18. XH2.54 2P-aansluiting × 6
19. XH2.54 3P-aansluiting × 2
20. XH2.54 4P-aansluiting × 1
21. XH2.54 2P draad × 6. 5 zijn enkele header, 1 is dubbele header.
22. XH2.54 3P draad × 1
23. XH2.54 4P draad dubbele kop × 1
24. Schakelknop × 5PH2.0 2P-aansluiting × 6
25. PH2.0 2P draad enkele header × 6
26. KF-235 Veerklem × 8
27. UVC-lichtbuis (golflengte korter dan 285nm) × 2
28. UVC-lichtbuisdriver (ondersteunt 2 buizen op 1 driver) × 1
29. 5.6M ohm hoogspanningsweerstand × 1
30. 1 ohm 5 watt cementweerstand × 1
31. OLED 128*64 resolutie, IIC-interface × 1
32. LGT8F328P MCU-bord × 1. Arduino nano-compatibel bord en ik gebruik Arduino IDE om het te programmeren. Dit heeft een bordbibliotheek nodig. U kunt in plaats daarvan gewone arduino nano gebruiken.
33. Niet-geweven koolstofvezel × 1 groot stuk
34. Aluminiumfolie × 1 (groot formaat)
35. dubbele plakband (groot formaat). U kunt in plaats daarvan wat ducttape gebruiken.
36. Wat schuimtape
37. Kunststof net
38. klittenband
39. een klein stukje sterke magneet
40. Reed-schakelaar, SPST-NO × 1
41. Draadklem × 20
42. 2,54 pins aansluiting (15P) × 2
43. 3P draad (60~80cm lang) × 1
44. Kunststof Hoekenstang 6 meter lang
45. Driehoek kunststof hoek × 4
46. AC-aansluiting AC-01 × 1
47. Netsnoer, 14 AWG × 1
48. 18 AWG draad ongeveer 1 meter
49. 5.08 mm steekpen × 2, 1 is 2P, een andere is 3P.
50. PP holle plank × 5. 50 * 50 cm maat, 5 mm dikte;
51. PC holle plank × 3. De structuur in het bord is beter om bijenkorfachtig te zijn. 50*50 cm maat, 12 mm dikte.
52. Dompelpomp × 1. Met rubberen slang.
53. Thermostaat Schakelaar × 1. Reactietemperatuur 100/70 graden celcius.
54. ESD-beveiligingsapparaat ESD5B5.0ST1G × 30. Bescherm de besturingskaart om niet te worden geschokt door statische lading.

Softwaretools

Arduino IDE, LCEDA,

Handgereedschap en fabricagemachines

Soldeerbout

Soldeerdraad, Loodvrij

Draadstripper & snijder, 30-10 AWG massieve en gevlochten draden

papier Snijder

Lasersnijder

Elektrostatische meter (het wordt gebruikt om de resterende statische lading van het oppervlak te meten.)

Stap 1: Laten we, voordat we gaan bouwen, enkele feiten bekijken

Factoren die de bescherming van maskers beïnvloeden

Filtratie poriegrootte - Vanwege de grootte van de microscopisch kleine gaten in maskers, stroomt lucht maar worden waterdruppels en stofdeeltjes geblokkeerd. Maar ze beschermen maar een paar uur voordat ze verstopt raken en niet meer ademen.

Materiaal - N95-maskers zijn gemaakt met behulp van zogenaamde electret melt-blown nonwoven. Wanneer smeltgeblazen wordt gemaakt, moet deze worden opgeladen. Maar als je deze maskers schoonmaakt met alcohol of ontsmettingsmiddel, bederft het de vezel. Schoon water beschadigt smeltgeblazen niet, maar trekt wel de resterende elektrostatische lading naar buiten.

Statische lading - Kleine deeltjes van de schaal die bekend staat als PM2.5 of PM0.3 kunnen door de poriën in de stof passen. Om deze deeltjes tegen te houden, wordt een elektrostatische lading aangebracht op de non-woven meltblown laag van medische maskers. De statische lading trekt kleine deeltjes zoals smog, bacteriën en virussen aan, zodat ze zich aan de vezel hechten terwijl ze toch lucht laten stromen. Dit is het verschil tussen medische maskers en normale stoffen maskers. Waterdamp die afkomstig is van normale luchtvochtigheid, onze adem en ons zoet kan de lading echter wegtrekken. Dat is een van de redenen waarom experts ons vertellen dat we onze maskers elke 4 uur moeten vervangen.

Wat is ons proces?

1. We wassen gebruikte maskers of N95-ademhalingstoestellen voorzichtig zonder wasmiddel. Dit verwijdert vuil, zweet en de resterende lading.

2. We drogen maskers met lucht van 56~70ºC gedurende 30 minuten. Dit is gebaseerd op wetenschappelijke artikelen die aantonen dat COVID-19 boven 56ºC wordt geëlimineerd.

3. Tegelijkertijd of na het droogproces brengen we UVC-licht aan.

4. We laden de maskers op met een elektrisch hoogspanningsveld. Dit is het belangrijkste doel van onze machine. We willen een industriële elektreetmachine verkleinen tot een desktopformaat, zodat elk gezin of gemeenschapscentrum zijn maskers kan opladen.

Waarom kunnen maskerfabrieken niet gewoon meer maskers maken?

Nou, laat me je een waargebeurd verhaal vertellen dat in China is gebeurd. De regering waarschuwde mensen om die nieuwe maskers niet voor 14 februari te kopen. De reden is dat hoewel elk masker slechts een halve seconde nodig heeft om te worden genaaid en vervolgens 4 of 5 uur om te worden gesteriliseerd, het tot 2 weken duurt voordat de steriliserende dampen zijn verdwenen en veilig te gebruiken zijn. Dit komt omdat ze ethyleenoxidedamp gebruiken, die tijd nodig heeft om het giftige gas te laten verdwijnen voordat het wordt verkocht.

Het is moeilijk voor fabrieken om hun proces snel te veranderen, omdat ze zijn ontworpen voor massaproductie. Ze gebruiken geen wassen met heet water omdat het de lading eruit trekt. Ze gebruiken geen hete lucht of UVC-behandeling omdat het ruimte en nieuwe apparatuur kost. Ze gebruiken ethyleenoxidedamp omdat dit de lading niet beïnvloedt, maar het elimineert bacteriën die tijdens de productie worden verontreinigd. Het is efficiënter en verlaagt de kosten om maskers te produceren. In deze crisis voelt 15 dagen wachten op ons als 15 jaar. Omdat je de schaal van een fabriek niet nodig hebt, kunnen we de enorme machines die ze zouden gebruiken, verkleinen. Omdat we de statische lading opnieuw kunnen aanbrengen, hoeven we ons geen zorgen te maken over het verliezen van de lading terwijl we aan het ontsmetten zijn. En we hoeven geen maskers te horden omdat ze steeds opnieuw kunnen worden vernieuwd.

Laten we, voordat we gaan bouwen, enkele feiten bekijken

In Pic 1 was het een oud masker. Ik heb een statische meter gebruikt om het te controleren. Het is bijna nutteloos. De statische lading was laag.

In Pic 2 zou een nieuw masker zo statisch moeten zijn. Ik heb een experiment gedaan met opladen. U kunt de onbewerkte videobijlage downloaden.

Vanaf Pic 3 kun je het resultaat zien van een opgeladen verwijderingsmasker. En het is verbazingwekkend dat een opgeladen masker een veel sterkere statische lading kan hebben dan een nieuw masker! Naar mijn mening was het te wijten aan het proces van het vervaardigen van maskers. Twee weken vertraging voor verzending, en voor de eindgebruikers, kan dit de statische lading op maskers verzwakken.

Stap 2: Behuizingsontwerp

Ik heb het prototype gebouwd met holle planken van PP omdat ze licht en waterdicht zijn. Echter, vanwege de hete lucht die de planken binnenin zacht kan maken, heb ik de drie verdiepingen in het midden gemaakt met holle pc-planken. U hoeft zich geen zorgen te maken over de behuizing buiten, aangezien de planken kunnen worden gekoeld door buitenlucht.

Hieronder laat ik je de maat zien die je gaat bereiden. Papiersnijder is scherp genoeg om PP-platen te snijden. U kunt een lasersnijder gebruiken als u netjes en sneller wilt zijn.

Ten eerste hebben we holle platen van PP nodig. Ze zijn 5 mm dik.

Gele en zwarte delen zijn plastic hoeken en driehoeken.

De vierde afbeelding is het controle- en weergavepaneel. De grootte van de gaten is afhankelijk van de OLED en knoppen. (De laatste heeft vijf ronde gaten in plaats van de 4 foto's hierboven, omdat mijn teamgenoot sterk een reset-knop voorstelde)

In Pic 5 houdt deze plaat de positie van een plastic net, dat maskers bevat.

Pic 6 laat zien hoe PC hollow board eruit ziet. Het is sterk en bestand tegen een hitte van 100ºC. In werkelijkheid kan het zelfs de 100º C-specificatie overschrijden. Het is dikker dan de holle PP-plaat die we gebruikten en is ongeveer 12 mm dik. We hebben 3 stukken van 45 x 45 cm nodig.

Er is een PP-lade, die wordt gebruikt als wastanks. In deze maat kunnen we er 6 maskers in doen. Natuurlijk kun je meer gebruiken, omdat chirurgische maskers dun zijn. Voor N95-ademhalingstoestellen kunt u de plastic net genoemde stappen later beter gebruiken om ze samen te drukken om ruimte te besparen. Maak je geen zorgen, knijpen in N95-ademhalingstoestellen zal de vezels niet beschadigen.

Ik gebruikte 3D-geprinte plastic hoekstaven in plaats van degene die ik later op internet vond terwijl we deelnamen aan de MIT Hackathon Challenge "Africa Takes on COVID-19". Het gebruik van echte plastic hoeken zal goedkoper zijn, maar het kost tijd om te krijgen.

Daarna plaatste ik pc-bijenkasten op de vloer van elke laag. Deze platen waren sterker dan holle platen van PP en zijn bestand tegen hete lucht zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over de structurele integriteit. Het is echter duurder, dus ik heb maar 3 stukken gebruikt, elk 45 x 45 cm en 12 mm dik. De eerder getoonde PP-platen werken prima voor de buitenkant van de doos omdat ze hun sterkte kunnen behouden omdat ze worden blootgesteld aan koelere lucht buiten de doos.

Stap 3: Hoe werkt het statisch opladen?

Het belangrijkste principe van onze box is dat het maskers vernieuwt vanwege elektrostatisch opladen. Ik heb eigenlijk een verkleinde electret-machine gebouwd. Dit is de oorsprong van het idee van het Mask Aid Project. Omdat smeltgeblazen vezels schaars waren in de eerste fase van de uitbraak, begonnen sommige mensen na te denken over het hergebruik van wegwerpmaskers. We hebben met veel manieren geëxperimenteerd om statische elektriciteit op te laden op oude wegwerpmaskers. Het zijn er teveel om hier op te noemen, dus ik zal me concentreren op het eindresultaat. (Bekijk ons verhaal op de Mask Aid Project-website als je nieuwsgierig bent.)

De eerste foto laat zien hoe het materiaal van de middelste laag van maskers in een fabriek wordt gemaakt: de spanning van de machine bereikt ongeveer 120 kilovolt. Door een proces dat diëlektrische doorslag wordt genoemd, wordt de vezel in het midden van de condensatorachtige structuur opgeladen. Het is echter technisch gezien geen volledige storing, omdat er geen vonken kunnen zijn of de machine de vezel zou kunnen verbranden. Even terzijde, een belangrijk onderdeel van het proces is het gebruik van een "elektro-corona", dus maken we privé grapjes dat we vechten tegen "Corona vs Corona".

Aangezien we het hebben over hoogspanning, kunnen sommigen zich zorgen maken over de veiligheid ervan. Ten eerste ga je het niet aanraken. Ten tweede kunnen we geen dure, krachtige, gigantische machines in onze woonkamer hebben staan. Ten derde is de wet van Joule geweldig! We verhogen 5V tot 400KV, dus de stroom is te laag om dodelijk te zijn. Tasers zijn veel gevaarlijker.

Electro-corona is een gulden middenweg tussen volledige dialectische storing en een open circuit. Met behulp van de wet van Ohm en wat gegevens die ik online vond, selecteerde ik een hoogspanningsweerstand van ongeveer 5 of 6 miljoen ohm. Dit kan de stroom regelen en vonken voorkomen. De tweede afbeelding laat zien hoe hoogspanningsweerstanden eruit zien.

De derde foto is een hoogspanningsgenerator. De rode en groene draden zijn de positieve en negatieve ingangen. U hebt een statische meter nodig om de uitgangslading te achterhalen. Het is goedkoop en je kunt veel scarvaderen. (Tasers, muggenmoordenaars) Maar van de COVID-19-crisis heb ik geleerd dat het verdomd duur is in de VS en Europa. De meeste worden geïmporteerd uit China en zijn erg goedkoop. (Grappig feit dat het door boeren in China wordt gebruikt om dieren terug naar huis te drijven.)

Als het aan staat, wordt zijn lichaam heet omdat het een bijna kortsluiting veroorzaakt. De module is niet ontworpen om op deze manier te werken. Het is ontworpen om slechts een paar seconden per keer te werken. We hadden het nodig om continu te werken, dus we hebben het gehackt.

Tussen de voeding en de positieve ingang hebben we een keramische weerstand van 1 ohm geplaatst.

Als gevolg hiervan zal de wijziging aan het circuit de laatste foto zijn.

Stap 4: Afvoerpalen bouwen

Aan het begin van de uitbraak was ik de mogelijkheden aan het onderzoeken voor de materialen die ik in mijn prototypes kon gebruiken. De onderdelen konden niet worden beperkt of te duur. Een frustratie kwam met de ontlaadborstels die op de markt verkrijgbaar zijn. Ze waren effectief, maar ze waren gemaakt van koolstofvezel, dus ze waren duur. Vanwege de toegenomen behoefte aan machines voor het maken van maskers, was hun prijs ook ongeveer 50 keer normaal.

Dus ik moest mijn perspectief veranderen. Mensen die in de IC-chipindustrie werken, maken zich grote zorgen over statische elektriciteit, omdat dit het product kan bederven. Ze gebruiken veel manieren om te beschermen tegen een statische lading. Het materiaal dat ze als geleider gebruiken is niet zo goed als metaal, maar het trekt continu statische lading aan. We vonden het materiaal veel betaalbaarder als je weet hoe je ze kunt hacken. U vindt dit materiaal in de B. O. M. lijst van deze instructable.

Ik heb twee afvoerplaten gemaakt (een is zwart omdat mijn witte ducttape op was). Ten slotte heb ik er draad onder begraven als verbinding.

Stap 5: De heteluchtventilatormodule bouwen

Waarom gebruik je in plaats daarvan geen haardroger? In het begin suggereerden experts dat we haardrogers moesten gebruiken om maskers te ontsmetten. Ze merkten echter ook dat mensen ze niet te lang zouden moeten gebruiken, omdat dit de drogers zou kunnen beschadigen. Ook zijn veel mensen niet geduldig genoeg om een föhn een half uur vast te houden. Ook is de temperatuurregeling op haardrogers niet zo nauwkeurig. Zodra het oververhit raakt, kan de lucht de verwijderingsmaskers smelten.

Dus hebben we er een gebouwd die op afbeelding 1 te zien is. Het verwarmen van zo'n grote laag zou te veel stroom kosten. We hebben gekozen voor een PTC-verwarmer zoals je die aantreft in AC-units. We combineren het met een DC borstelloze ventilator, die behoorlijk krachtig was bij 12V 0.6A. Ik heb wat schroeven gebruikt om PTC op de ventilator te bevestigen, die afbeelding 2 laat het detail zien.

We hadden twee manieren om de temperatuur te regelen: een door een thermostaatschakelaar op de PTC te solderen, een andere door een DHT11-sensor te gebruiken om de MCU te vertellen wanneer de verwarmingseenheid moet worden uitgeschakeld. Ik heb ze allebei gebruikt.

Stap 6: UVC-behandeling

UVC-straling doodt bacteriën en virussen. Veel mensen kennen deze technologie. Het probleem is dat maar weinig mensen het verschil weten tussen UVA, UVB en UVC. Sommigen denken dat ze hetzelfde zijn. Daarom waren er nep-UVC-lampen op de markt toen de uitbraak begon. In ons project vertrouwen we alleen op UVC, in tegenstelling tot het soort licht dat nagellakmachines gebruiken.

Ook hier stond ik voor een aantal moeilijke keuzes. We wisten dat er drie manieren waren om UVC te maken, de meest voorkomende is hete kathode (HCFL), zeldzamer is koude kathode (CCFL), en dan is er UVC LED. Voor het milieu en voor de scheepvaart leek UVC LED aanvankelijk de beste keuze. Maar - we hebben uiteindelijk om vele redenen voor CCFL gekozen. Zoals ik al eerder zei, we wilden geen onderdelen die beperkt of te duur waren. Er is veel onderzoek gedaan naar hoe we ons op CCFL hebben gevestigd.

Ik heb twee buizen in de doos geïnstalleerd, een op de vloer van de middelste laag en een andere op het plafond. Ik heb wat draadklemmen geplakt om de buizen vast te houden.

De koude kathode UVC buizen en driver board waren goedkoop maar nog steeds krachtig. Ze werken op 12V en verbruiken 10 watt totaal vermogen. Een wetenschappelijk artikel zei dat 15 minuten UVC-blootstelling aan oppervlakken bijna alle bacteriën kan doden. We besloten dat het goed was om het te combineren met hete lucht.

PS De oorspronkelijke draad op de buizen was te kort, dus we moeten langere draden knippen en solderen om ze te verlengen.

Stap 7: Wasfunctie

U vraagt zich misschien af, waarom het masker wassen als het alle statische lading zou verwijderen?

Wassen is optioneel. Ten eerste maken we ons geen zorgen over het verlies van statische lading, omdat we later kunnen opladen. Het belangrijkste doel van het wassen van chirurgische maskers of N95-ademhalingstoestellen is niet om bacteriën te elimineren, maar om het stof te verwijderen dat de luchtstroom blokkeert. De statische lading hecht niet alleen aan virussen, maar ook aan minuscule stofdeeltjes. Heteluchtbehandeling kan bacteriën doden, maar het stof kan niet worden verwijderd. Menselijk zweet en vetten blokkeren ook de lucht, vergelijkbaar met hoe acne zich op gezichten vormt. Na het lezen van de materiaaleigenschappen van meltblown, was water de beste betaalbare keuze. Het kan minerale zouten en oplosbare vlekken oplossen en onoplosbare deeltjes wegwassen als de statische lading verdwenen is. Maar meer dan alleen weken, je hebt water nodig om te stromen. Dus gebruikte ik een kleine dompelpomp en een kort stukje plastic slang. Ik heb een stuk zelfklevende dubbelzijdige tape op de pomp geplakt om deze aan de wand van het waterreservoir te bevestigen. Ik heb ook de draden verlengd tot ongeveer 50 cm langer.

Als je een betere was wilt, raad ik aan om een kachel binnen te plaatsen. Dit helpt bacteriën te doden en vlekken op te lossen. Het zou een grote hulp zijn in koude landen. Vergeet niet om een sensor of een thermostaatschakelaar toe te voegen om de watertemperatuur te regelen.

Stap 8: Andere accessoires

Je hebt twee stukken plastic net nodig, vermeld in de materialenlijst, om de maskers op hun plaats te houden terwijl ze worden gewassen en geblazen. N95-ademhalingstoestellen kunnen worden samengedrukt om in het net te passen en zonder ze te beschadigen. Je hebt een paar ritssluitingen nodig die aan één kant zijn vastgebonden om een scharnier te maken, zodat het als een net kan fungeren.

Blootstelling aan UVC is schadelijk voor de mens, dus we hebben een deur nodig om het te blokkeren. Ik kwam met een simpele oplossing. Ik sneed een stuk PP hol bord van 45 x 14 cm. Ik heb 4 gaten geboord, elk met een diameter van 4 mm op 4 hoeken, en heb er 4 plastic klinknagels doorheen gedaan. Het bord kan dan tussen de openingen van het holle pc-bord worden geplaatst. Ten slotte plak ik wat klittenband aan twee kanten van de doos en op de deur om hem te bedekken. Het zag er ruw uit, maar het werkte. Je kunt het upgraden met een scharnier of reed-schakelaar met magneten om het veiliger te maken zoals een magnetrondeur.

Ik plaatste een OLED en 5 drukknoppen (vier functies en één noodreset) op het paneelbord. Alle knoppen zijn gesoldeerd met XH2.54 2P-draden. De OLED had een XH2.54 4P dubbelkoppige draad nodig om aan te sluiten.

Stap 9: Besturingskaarten

Dit prototype had veel kleine upgrades nodig om beter te werken, dus ik liet wat plug-ins op het bord. Dat waren: deurschakelaar, een temperatuursensor voor de watertank en nog twee analoge ingangen. Aangezien er een grote kans is op fouten veroorzaakt door elektrostatische lading - die ook veel ionen in de lucht genereert - zijn er een aantal ESD-beschermende onderdelen op het bord. Het duurt ook 3 dagen voordat ik op het bord van PCB-makers wacht, iets langer dan geschat vanwege COVID-19-bijwerkingen.

Ik heb LCEDA gebruikt om het bord te tekenen. Pic2 toont de 3D-rendering. Bij gebrek aan een aantal bibliotheken met componenten, zijn er 2 lege ruimtes. Een daarvan is 110V/220V AC naar 5V DC voeding, die zich in de rechterbovenhoek van het bord bevindt. Een andere is LM2596-modules die in twee zijn gestapeld. Je kunt zien hoe het bord er in het echt uitziet in Pic 3.

Pic 4 is de AC-DC 110/220V naar 12V schakelende voeding. Er zijn drie soorten stroom in dit apparaat: wisselstroom, 12 V gelijkstroom en 5 V gelijkstroom. Om stabiliteitsredenen heb ik een andere AC-DC 5V-module geplaatst speciaal voor MCU, sensoren en relaisbesturingen. Ze waren elektrisch geïsoleerd van de andere actuatoren.

Het hoogspanningspaneel moet uit de buurt van de andere borden worden geplaatst. Als hij aan staat, hoor je een zoemend geluid als een mug. Dat is de elektro-corona ontlading. Pic 5 en Pic 6 zijn hoogspanningspanelen.

De laatste foto toont elke functie die op het bord is aangesloten.

Stap 10: Testrun

Laten we eens kijken hoe we de Box uit Video 1 kunnen gebruiken.

Ik heb een PM2.5-meter gekocht, die eerder door iemands huisdecoratie werd gebruikt. Ik heb verschillende keren getest. De onbewerkte video's tonen het testresultaat. Het gele cijfer is de PM2.5-waarde.

Video 2: Oud masker zonder schoonmaken en opladen

Video 3: PM2.5 test gewassen masker zonder opladen. Het gedroeg zich slechter dan een oud masker.

Video 4: PM2.5 test gewassen masker na opladen. Het herstelde het vermogen om aërosolen en kleine deeltjes te blokkeren.

Stap 11: Bijlagen

Hier deel ik je de code en het schema. Je hebt 123D Design nodig om het schets- of mock-upbestand te openen.

Stap 12: Iets wil vertellen

Terwijl de pandemie nog steeds door de wereld woedt, willen we de kit delen en leveren om mensen te helpen. We zijn een crowdfunding gestart en willen erachter komen hoeveel mensen dit nodig hebben.

www.indiegogo.com/projects/mask-reborn-box…

In de campagne is er een ander type Mask Reborn Box. Hier laat ik je Jasons werk zien, Semi-PMRB PM0.3 testvideo.