صندوق التطهير UV-C - الإصدار التعليمي الأساسي: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

بقلم ستيفن فينج ، وشهرل إبراهيم ، وصني شارما ، 6 أبريل / نيسان 2020

شكر خاص لشيريل لإبداء الملاحظات القيمة

للحصول على إصدار google doc من هذه التعليمات ، يرجى الاطلاع على

تحذير

يمكن أن تكون مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة في هذا المشروع خطيرة ، يرجى اتخاذ الاحتياطات المناسبة على النحو الموصى به في جزء التحوط من هذا البرنامج التعليمي عند إنشاء هذا المشروع. يرجى ملاحظة ، احتفظ بهذا بعيدًا عن الأطفال والحيوانات الأليفة ، حيث قد يتأذون من التعرض للأشعة فوق البنفسجية العرضي. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى تدهور البلاستيك والمواد الأخرى بمرور الوقت ، لذلك يوصى بالتحقق من وظائف المنتج شهريًا عن طريق وضع كاميرا داخل الحاوية لمعرفة ما إذا كانت مصابيح الأشعة فوق البنفسجية تعمل وفقًا للسلوكيات المتوقعة

الغرض من المشروع

في هذا المشروع ، سنبني حاوية تعقيم باستخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لتطهير الأجهزة الشخصية ، مثل الهواتف والمحافظ وغير ذلك. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص في جائحة COVID 19 الحالية حيث يزداد خطر الإصابة بالفيروس بشكل متزايد ، وبالتالي من المهم تعقيم منتجاتك الشخصية بانتظام وبشكل روتيني مثل هاتفك ومحفظتك ومفاتيحك وغير ذلك بطريقة مستدامة ، نظرًا لأن إمدادات التنظيف وضمادات الكحول منخفضة الإمداد.

نأمل أن نكون قادرين على إنشاء حل مستدام لتطهير هذه المنتجات الشخصية الصغيرة بانتظام في برنامج تعليمي بسيط باستخدام الأدوات والمواد المنزلية الشائعة التي يمكن العثور عليها بسهولة عبر الإنترنت ومعظم متاجر الأجهزة. نأمل أن يكون هذا جزءًا تقريبًا من أثاثك حسب التصميم ، ووضعه بالقرب من الباب الأمامي لمنزلك والسماح لك بوضع هذه العناصر بشكل طبيعي في الصندوق للتطهير ، أثناء دخولك ، ثم التقاطها لمدة 15 دقيقة في وقت لاحق.

معلومات الخلفية ضوء الأشعة فوق البنفسجية عبارة عن مجموعة فرعية من ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، ويبلغ طولها الموجي حوالي 254 نانومتر. لا توجد مصابيح الأشعة فوق البنفسجية بشكل طبيعي وهي مبيد للجراثيم لأن الجراثيم لا تمتلك مقاومة طبيعية لها. هذا مفيد بشكل خاص أثناء جائحة COVID-19 لأن الفيروس التاجي يمكن أن يعيش على الأسطح لمدة تصل إلى 72 ساعة [1]. ونتيجة لذلك ، يمكنك بسهولة إعادة تلويث يديك عن طريق لمس هذه الأجهزة الشخصية التي قد تحتوي على آثار لفيروس كورونا والإصابة بالعدوى على الرغم من غسل يديك بشكل متكرر. وفقًا لورقة بحثية أعدتها Meecahn and Wilson ، 2006 [2] ، تستغرق مصابيح UV-C حوالي 12.5 دقيقة لتكون مبيدًا للجراثيم ، لذلك لمزيد من احتياطات السلامة ، سنزيد المؤقت إلى 15 دقيقة (900 ثانية).

للتأكد من أن جميع أسطح العنصر الذي نرغب في تطهيره قد تم تطهيرها بشكل صحيح ، سوف نستخدم ألواح رقائق الألومنيوم لتوزيع الأضواء بالتساوي حول جميع أسطح الصندوق. علاوة على ذلك ، سنستخدم شبكة لتعليق الكائن الذي نرغب في تطهيره حتى يمكن أيضًا تطهير الجوانب الخلفية بشكل صحيح.

مصدر:

[1] الجارديان (2020) ، كم من الوقت يعيش فيروس كورونا على الأسطح المختلفة. مأخوذ من:

[2] P. J. Meechan ، وآخرون (2006) استخدام الأضواء فوق البنفسجية في خزانات السلامة البيولوجية: وجهة نظر معاكسة. تم الاسترجاع من

الصعوبات:

لقد قسمت المشروع إلى مستويين من الصعوبة ، أساسي ومتقدم (بناءً على مهاراتك الفنية).

الأساسي سيكون له الميزات الأساسية ولكن متطلبات أجهزة أقل وأسهل في البناء. يستخدم مفتاحًا من حاملات المصباح للتحكم في المصباح ، بدون ميزات أمان إضافية. يحتوي Advanced على ميزات أمان إضافية للسماح بتشغيل الضوء فقط عند إغلاق الصندوق ، ويكتشف الأشياء الموجودة في الصندوق باستخدام أجهزة استشعار مدمجة.

أساسي: لا يتطلب سوى مصباحين ، وحوامل ، وورق مقوى ، وشبكة ، وألمنيوم ، ولا يتطلب الأمر برمجة أو خبرة كهربائية.

متقدم: Arduino ، مستشعر التبديل ، مستشعر فوق صوتي ، إلخ. البرمجة الأساسية والخبرة الكهربائية المطلوبة.

• يستخدم مستشعر التبديل للكشف عن فتح أو إغلاق الصندوق
• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية لاكتشاف الأشياء الموجودة في الصندوق
• Arduino كمتحكم دقيق لتنظيم مستشعر التبديل ، ومستشعر الموجات فوق الصوتية ، وإعطاء إشارة إلى الحالة من خلال مصباحي LED على الجزء الخارجي من الصندوق

ملاحظة: في هذا البرنامج التعليمي ، سنغطي المستوى الأساسي للصعوبة ، يرجى مراجعة البرنامج التعليمي الآخر الخاص بي للحصول على المتغير المتقدم إذا كنت معتادًا على الأجهزة أو مهتمًا بالتعلم:)

رابط إلى البرنامج التعليمي المتقدم:

الخطوة 1: الاستخدام

استعمال:

1. قم بتوصيل الصندوق
2. ضع العناصر المراد تطهيرها في الصندوق ، وتأكد من إغلاق الغطاء وعدم وجود فجوة في أي مكان للسماح للأضواء فوق البنفسجية بالتسرب
3. قم بتشغيل المصباح يدويًا عن طريق تشغيل المفتاح
4. انتظر 15 دقيقة ، وقم بإطفاء ضوء UV-C باستخدام المفتاح
5. أخرج العنصر
6. تحذير: لا تصل إلى الصندوق أو تفتح الصندوق عندما يكون ضوء الأشعة فوق البنفسجية مضاءً

الخطوة الثانية: إخلاء المسؤولية والاحتياطات

تنصل

من أجل أمان الأشعة فوق البنفسجية ، يرجى قراءة معلومات أمان الأشعة فوق البنفسجية الواردة أولاً أدناه قبل البدء في هذا المشروع: https://www2.lbl.gov/ehs/safety/nir/assets/docs/u …

الاحتياطات الصحية:

1. وفقًا لـ Meechan ، 2006 [2] ، لا توجد مصابيح UVC بشكل طبيعي في الطبيعة ، وهي خطيرة للغاية على البشر. تجنب التعرض المباشر للمصباح ولا تنظر أبدًا إلى المصباح مباشرة لأن ضوء الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يسبب حروقًا شديدة في الجلد وشبكية العين وقد يتسبب في الإصابة بالسرطان

   1. أوصي بشراء واقي للوجه مقاوم للأشعة فوق البنفسجية وقفازات لحماية إضافية للسلامة ، على غرار هذا:
   2. تحقق من الموردين المحليين أولاً ، لأنهم غالبًا ما يكونون أرخص مع وقت شحن أسرع.

2. في هذا المشروع ، ستعمل مع التيار المتردد 110 فولت ، والذي يمكن أن يكون مميتًا. كن حذرًا جدًا عند العمل في المشروع ، ولا تعمل أبدًا على الأسلاك الحية. رقائق الألومنيوم في المشروع موصل أيضًا ، كن حذرًا ولا تصعق بالكهرباء بواسطة الأسلاك الحية التي تلامس رقائق الألومنيوم

   1. تتضمن بعض الاحتياطات التي يمكنك اتخاذها ما يلي:

      1. لا تعمل أبدًا في المشروع عند توصيل أي مكون بالكهرباء
      2. بالنسبة للوصلات الكهربائية المكشوفة ، تأكد من عدم ملامستها لرقائق الألومنيوم أو الوصلات الكهربائية الأخرى. يمكنك أيضًا التفكير في بناء حاويات لهذه المفاصل المكشوفة باستخدام الورق المقوى
3. سيتم اعتبار البلاستيك والعديد من المواد الأخرى تحت التعرض المستمر للأشعة فوق البنفسجية ، لذا يرجى إعادة فحص الصندوق للوظائف باستخدام مصابيح الإضاءة العادية أو الكاميرا داخل الصندوق للتأكد من أن الحاوية تعمل بشكل صحيح

الخطوة الثالثة: الترخيص

هذا المشروع مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي ، مما يعني أنه يمكنك:

مشاركة - نسخ وإعادة توزيع المواد بأي وسيلة أو تنسيق

التكيف - إعادة مزج المواد وتحويلها والبناء عليها لأي غرض ، حتى لأغراض تجارية.

بموجب الشروط التالية:

الإسناد - يجب عليك منح الائتمان المناسب ، وتقديم ارتباط إلى الترخيص ، وبيان ما إذا تم إجراء تغييرات. يمكنك القيام بذلك بأي طريقة معقولة ، ولكن ليس بأي طريقة توحي بأن المرخص يؤيدك أو يؤيد استخدامك.

ShareAlike - إذا قمت بإعادة مزج المواد أو تحويلها أو البناء عليها ، فيجب عليك توزيع مساهماتك بموجب نفس الترخيص مثل الأصل.

لا قيود إضافية - لا يجوز لك تطبيق الشروط القانونية أو التدابير التكنولوجية التي تقيد الآخرين قانونًا من فعل أي شيء يسمح به الترخيص.

الخطوة 4: فاتورة المواد - أساسية

عناصر

فيما يلي قائمة التسوق التي أنشأتها عند إنشاء صندوق التطهير

docs.google.com/spreadsheets/d/1TzIsX05gGP…

E17 لمبة إلى محول سلك

بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام قابس لمصباح مختلف الحجم ثم استخدام محول أو لحام مباشرة

ورق ألومنيوم

• لأقصى انعكاس. بدلاً من ذلك ، ستعمل المرايا أو أي شيء عاكس أيضًا
• حاوية التخزين انظر اقتراح حاوية التخزين أدناه

المعاوضة

طريقة لإبقاء الجسم معلقًا لإشعاع المؤخر. لقد استخدمت كيس غسيل لهذا الغرض. بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام شبكة بلاستيكية تحمل الفاكهة أو أي قماش به الكثير من الثقوب

لمبة UVC

• اختر لمبة UV-C بطول موجة حوالي 254 نانومتر ، لأن مصابيح UV-A و UV-B (مثل المصابيح السوداء) ليست مبيدات للجراثيم
• من الناحية المثالية ، يجب أن تحاول العثور على لمبة قياسية (E26 ، E27) ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكنك استخدام لمبة E17 ومحول أو لمبة بديلة ولحام الجانب + (أسفل المصباح) والجانب (جانبي المصباح) على السلك الأرضي. لا تفعل هذا إلا إذا كنت كهربائيًا متمرسًا.
• يعتمد عدد المصابيح المطلوبة على حجم الصندوق وقوة المصباح الكهربائي. ليس هناك إجابة محددة. عادة ، 2 لمبة ، حوالي 3 واط لكل مصباح أو لمبة واحدة حوالي 10 واط ستكون كافية لصندوق 30 سم × 20 سم × 20 سم

ورق مقوى

ستعمل لوحة الرغوة أيضًا ، حيث تعمل كدعم داخل الصندوق

حاوية التخزين

• يمكن صنع الصندوق من أي مادة ويعتمد الحجم إلى حد كبير على حاجتك.
• يمكنك استخدام صندوق مصرفي ، صندوق أحذية. في حالتي ، وجدت صندوق تخزين على أمازون. يعتمد الحجم على عدد الأجهزة التي تريد تخزينها عليه.
• أود أن أقترح 30 سم × 20 سم × 20 سم على الأقل. قد يختلف حجم مصابيح ومحول UV-C ، تأكد من قراءة بقية التعليمات أولاً ، واحتفظ بمساحة كافية للمصابيح

أدوات (اختياري)

إذا كنت لا ترغب في اللحام ، فيرجى استخدام أسلاك توصيل من الذكور إلى الذكور ومن الذكور إلى الإناث بدلاً من ذلك

مسدس الغراء الساخن

يمكنك أيضًا استخدام شريط لاصق على الوجهين أو غراء

أداة قطع

يمكنك استخدام سكين أو مقص أو قصاصات من الصفيح بدقة حسب التوافر

تدريبات

لقد استخدمت مثقابًا كهربائيًا بمثقاب 5 مم لمصباح LED ، ويمكنك أيضًا استخدام أدوات القطع لقطع الثقوب الموجودة في صندوق التخزين

عدة خياطة

بالنسبة للشبكة ، بدلاً من ذلك ، يمكنك أيضًا استخدام الغراء أو الشريط اللاصق

الخطوة 5: بناء الألواح الجانبية المصنوعة من الألومنيوم

الغرض من الألومنيوم هو إضافة طبقة أخرى من الحماية لمنع تسرب الأشعة فوق البنفسجية ، وإضافة انعكاس لضوء UV-C بحيث تتعرض جميع الجوانب لأشعة UV-C بشكل متساوٍ.

1. قم بقياس البعد الداخلي للحاوية المختارة ، وقم بعمل قواطع من الورق المقوى لها 2. قم بغراء طبقة من رقائق الألومنيوم فوق فتحات الكرتون لزيادة الانعكاس والسماح للأشعة فوق البنفسجية بالتوزيع بالتساوي

تذكر أن تضع رقائق الألومنيوم في الجانب الداخلي للغطاء

ملاحظة: وفقًا لبحث أجراه Pozzobon، V.، et al (2020) ، فإن الجانب المشرق من رقائق الألومنيوم يوفر انعكاسًا أفضل ، بينما يوفر الجانب غير اللامع انعكاسًا أفضل. (انظر الصورة 3). هذا يعني أنك إذا كنت تريد أن ينتشر الضوء بالتساوي في جميع أنحاء الصندوق ، فاستخدم الجانب غير اللامع من الألومنيوم على اللوحة. إذا كنت تريد مصابيح ألمنيوم مركزة في جزء معين من الصندوق ، مع وجود عدد قليل من البقع الداكنة نسبيًا ، فإنني أوصي باستخدام الجانب المشرق من رقائق الألومنيوم.

Pozzobon، V.، et al (2020) قياسات الانعكاسية الجانبية الساطعة والرقائق المصنوعة من رقائق الألومنيوم المنزلية: تطبيق على تصميم مُكثّف ضوئي ضوئي. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2020 من

الخطوة 6: قطع الثقوب

في إحدى الزوايا ، قم بعمل فتحة كبيرة بما يكفي (حوالي 2 سم × 3 سم) لمرور قابس واحد ، وذلك لتمرير الأسلاك في المستقبل. إحدى الأدوات التي وجدتها فعالة حقًا في قطع الكرتون السميك هي قص القصدير. ولكن يمكنك أيضًا استخدام سكين أو مقص Exacto.

ملاحظة: في الصورة أدناه ، قمت بتسجيل حجم الفصل لإعطائه قوة إضافية حتى لا يتلاشى الصندوق

قم بعمل ثقوب صغيرة على طول جوانب الصندوق لتحسين التهوية وتبديد الحرارة

الخطوة السابعة: الاختبار الأولي - السلوك المتوقع

قم بربط مصابيح الإضاءة التقليدية في مقبس الضوء ، واستخدم المفتاح المتوفر في مقبس الضوء لتشغيله وإيقاف تشغيله للتأكد من أن محول مقبس الضوء يعمل

الخطوة 8: بناء درع UV-C Bulb

1. الغرض من UV-C Bulb Shield هو منع الأضواء من المصباح من السطوع مباشرة (في عينيك عندما تفتح الصندوق عن طريق الخطأ) وإعادة توجيه الضوء لأسفل حيث يكون الكائن الذي تحاول تطهيره. الرجوع إلى الصورة الثانية والثالثة كمرجع التثبيت
2. قم بقطع قطعتين من الورق المقوى لعمل عاكسين للمبة ، بعرض حوالي 8 سم وطول حوالي 3.5 ضعف قطر لمبة UV-C التي تختارها.

3. قم بطيه في مثلث قائم الزاوية على الحافة الأطول ، وقم بقوس وتر المثلث الأيمن بالضغط على السطح

   سيسهل ذلك تثبيت محولات الإضاءة لمصابيح UVC لأنها تناسب حجم المصباح بشكل أفضل

4. ضع رقائق الألومنيوم أيضًا على طول جانب الوتر. هذا هو عاكس المصباح ، وهو مسؤول أيضًا عن إعادة توجيه مصابيح الأشعة فوق البنفسجية إلى أسفل ومنع ضوء الأشعة فوق البنفسجية من السطوع وإلحاق الأذى المباشر بعيون المستخدم في حالة فشل الخزائن الفاشلة.
5. ملاحظة: تتضمن خزائن الفشل مستشعرات التبديل وأجهزة الاستشعار فوق الصوتية التي ستطفئ مصابيح UVC تلقائيًا عند فتح الصندوق

الخطوة 9: بناء شبكة التعليق

لقد استخدمت كيس غسيل للشبكة ، من الناحية المثالية ، فأنت تحتاج فقط إلى قطعة قماش شفافة ، ويمكن رؤيتها بواسطة المستشعر فوق الصوتي. تتضمن بعض الأمثلة على هذه المواد أكياس الفاكهة (راجع الصورة الرابعة لهذه الخطوة) ، وأكياس الغسيل ، وشاشات النوافذ ، وما إلى ذلك.

1. اطوِ جوانب الشبكة للداخل وخيط الجوانب في مكانها ، بحيث تكون الحواف ثابتة على الحواف. هذا سيجعل هذه الخطوة أسهل بكثير (راجع الصورة الأولى لهذه الخطوة)

   يمكنك أيضًا التفكير في لصق الجوانب بالداخل ، لكنها لن تبدو جميلة مثل الخياطة

2. قم ببناء إطار للشبكة حتى لا تضطر إلى لصقها مباشرة على الجدران المصنوعة من الألومنيوم ، ونأمل أن يؤدي ذلك إلى تسهيل عملية الإصلاح. يمكنك بناء هذا الإطار إما من الصفر باستخدام الورق المقوى ، أو استخدام الصندوق الذي تجده من بين عشرات المشروبات المعلبة ، قم بتفريغ الجزء الداخلي للخارج. (راجع الصورة الثانية لهذه الخطوة)
3. انشر الشبكة على طول الجانب ، وألصقها في مكانها ، وتأكد من إحكام الشبكة (راجع الصورة الثالثة لهذه الخطوة)

الخطوة 10: الانتهاء …

عاكس ضوء الغراء الذي قمنا ببنائه في وقت سابق في مكانه ، وضع مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في محول مقبس الضوء ، وشريطه (أو الصقه) على العاكس. (راجع الصورة الأولى لهذه الخطوة)

علامة UV Hazard على الشريط أعلى الصندوق ، لأنك لا تريد أن يفتح ضيوفك هذا الصندوق عن طريق الخطأ عندما لا يزال ضوء الأشعة فوق البنفسجية قيد التشغيل. احتفظ بهذا العنصر بعيدًا عن الأطفال والحيوانات الأليفة ، وتهانينا ، لقد انتهيت!

ابق آمنًا ، وأتمنى لك كل التوفيق!

إذا كنت تريد مفاتيح أمان إضافية ، فراجع البرنامج التعليمي المتقدم

الخطوة 11: اتصل بي

إذا كانت لديك أي أسئلة حول أي جزء من هذا المشروع ، فيرجى التعليق أدناه وسأبذل قصارى جهدي للإجابة عليها:)