استبدال لمبات المصباح الجراحية باستخدام دائرة LED: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

إرشادات خطوة بخطوة حول كيفية بناء وتنفيذ نظام المصباح الجراحي البديل باستخدام دائرة LED التي طورها محمد شافير وزوي إنجلاندر كجزء من الدورة التدريبية BME 262-Design for the Develop World في كلية برات للهندسة ، جامعة ديوك.

سيوفر هذا النظام بديلاً منخفض التكلفة وطويل الأمد لمصابيح المصابيح الجراحية التي يصعب الحصول عليها في العالم النامي. توضح هذه التعليمات كيفية استخدام نظام المصباح البديل مع المكونات والأدوات المضمنة في المجموعة. تعتبر الأجهزة في العالم النامي التي تتطلب مصابيح كهربائية لأداء وظيفتها ذات فائدة حاسمة في توفير الرعاية الطبية. ومع ذلك ، فإن المشكلة الرئيسية في استخدام هذه الأجهزة في العالم النامي هي أنه بمجرد أن تنكسر المصابيح الكهربائية أو تحترق ، تكون المصابيح البديلة باهظة الثمن أو يصعب الحصول عليها. وبالتالي ، لا يتم استخدام العديد من الأجهزة التي تعمل بشكل كامل بخلاف ذلك لأنها تفتقر إلى المصابيح العاملة. أحد الأجهزة الطبية الحرجة التي تعاني من هذه المشكلة هي المصابيح الجراحية المستخدمة في غرفة العمليات. هذه الأضواء ذات فائدة كبيرة للجراح في إلقاء الضوء على منطقة الاهتمام أثناء الجراحة. يعيق غياب هذه الأضواء بشكل خطير قدرة الجراحين على اتخاذ قرارات مستنيرة ويقيد أيضًا إجراء العمليات الجراحية في فترات زمنية في اليوم عندما يكون هناك ضوء كافٍ لإضاءة الغرفة. لقد عالجنا هذه المشكلة من خلال نظام المصباح البديل الذي سيسمح للمستخدم باستبدال مصابيح الإضاءة التقليدية في المصابيح الجراحية شائعة الاستخدام بنظام إضاءة جديد يتكون من مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). تعد مصابيح LED أكثر كفاءة من مصابيح التنجستن أو الهالوجين التقليدية ، وتستهلك طاقة أقل ، وتكون أكثر صلابة (بسبب عدم وجود أجزاء متحركة) ولديها أيضًا عمر أطول بكثير. لذلك ، فإن نظام الإضاءة LED سيكون له عمر أطول بكثير ، وسيكون تشغيله أقل تكلفة ، ولن ينكسر بسهولة. سيحتاج نظام إضاءة LED للتثبيت مرة واحدة فقط ، ولن يحتاج إلى استبداله لسنوات عديدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتوافق هذا النظام مع العديد من أنواع المصابيح المختلفة ، مع مجموعة متنوعة من مصابيح الإضاءة المختلفة. يستخدم هذا النظام قاعدة المصباح الأصلي ، لذلك يمكن جعل الدائرة متوافقة مع أي حجم وشكل تقريبًا من المصباح الكهربائي. سيعمل النظام مع أي مصباح يستخدم ما بين 7 و 24 فولت تيار مستمر.

الخطوة 1: قائمة الأجزاء

تظهر قائمة الأجزاء لهذا التصميم في الجدول أدناه. الأجزاء والأدوات الإضافية اللازمة لبناء هذا الجهاز هي:

1.) لوحة PCB فارغة 2.) أسلاك توصيل رفيعة 3.) مطرقة 4.) لحام الحديد 5.) سلك لحام 6.) Krazy Glue يتم استخدام منظم باك للتيار الثابت الوطني لأشباه الموصلات LM3404 1.0 أمبير كجهاز تنظيم حالي. يمكن العثور على مجموعة مفصلة من التعليمات في ورقة البيانات الخاصة بهذا الجهاز. باتباع هذه التعليمات ، يمكن لمصمم الدائرة تحديد تصنيفات المكونات الخارجية اللازمة لتلبية احتياجاتهم.

الخطوة 2: إنشاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور

اطبع تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور المتوفر هنا بشفافية. احصل على لوحة PCB ، وقم بقصها بالحجم المناسب ، ثم ضع الشفافية بين اللوح والضوء في غرفة مظلمة. ضع قطعة من الزجاج فوق الشفافية للحفاظ على محاذاة التصميم والشفافية. تأكد من أن الشفافية موجهة بشكل صحيح ، وأن الورق الواقي مقشر. بعد حوالي 7 دقائق تحت الضوء ، ضع السبورة في حمام من سائل المظهر. تأكد من ارتداء القفازات لحماية يديك ، واحرص على عدم تناثر السوائل على ملابسك. يجب أن يكون سائل المظهر مكونًا من جزء واحد إلى 10 أجزاء من الماء.

بعد ذلك ، ضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في وعاء من محلول الحفر. حرك المقلاة لتسريع عملية النقش. من المفيد أيضًا تسخين المحلول قليلاً. احتفظ بلوحة الدوائر المطبوعة في المحلول حتى تتم إزالة النحاس بالكامل باستثناء مكان طباعة تصميم الدائرة على السبورة. سوف يتسبب محلول النقش في تلطيخ ملابسك ، لذا كن حذرًا جدًا حتى لا ترشها على نفسك. اشطف اللوحة المطبوعة جيدًا لإزالة جميع السوائل. تم تصميم التصميم المطبوع بحيث يمكن وضع دائرتين ووسادتي LED في لوحة PCB واحدة. افصل هذه القطع الأربع باستخدام منشار. قم بقص أي لوحة زائدة لجعل الدائرة صغيرة قدر الإمكان. أخيرًا ، قم بحفر الثقوب حيث سيتم إرفاق المكونات باستخدام مثقاب صغير جدًا. تظهر المواقع التي تحتاج إلى الحفر فيها كدوائر صغيرة على تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. استخدمنا ExpressPCB لتصميم هذه اللوحة. نظرًا لأن هذه الدائرة تستخدم أجهزة مثبتة على السطح ، فإن تصميم وسادة اللحام يجب القيام به لكل مكون على حدة.

الخطوة 3: وضع المكونات على لوحة PCB

قم بتغطية PCB المطبوع في التدفق. قم بلحام جميع المكونات بعناية على اللوحة باستخدام سلك لحام رفيع وأداة لحام. يمكن رؤية تخطيط كيفية القيام بذلك بشكل صحيح في الصورة للخطوة 2.

الخطوة 4: توصيل أسلاك التوصيل ومصباح LED

قم بلحام لمبة LED بقطعة PCB باستخدام لوحة LED المطبوعة. ألصق قطعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذه بنهاية الدائرة بحيث تشكل القطعتان حرف T. والهدف هو جعل مؤشر LED عموديًا على الدائرة بحيث يتجه الضوء لأسفل عندما تكون الدائرة في وضع مستقيم.

أخيرًا ، قم بتوصيل سلكين مرفقين بالثقوب المناسبة. تتصل هذه الأسلاك بوصلات المصباح ، مما يسمح بتشغيل الدائرة الكهربائية. الدائرة جاهزة الآن للتنفيذ.

الخطوة 5: إزالة الزجاج من اللمبة المكسورة

الخطوة الأولى اللازمة لتنفيذ هذا النظام هي إزالة الزجاج من المصباح المكسور لكشف نقاط التلامس التي أدت إلى كسر الفتيل.

قم بإزالة المصباح المكسور من مقبسه. ضع المصباح المكسور في الكيس البلاستيكي (المرفق) وامسك المصباح من الخارج عند القاعدة. احرص على عدم جرح نفسك بالزجاج أو ضرب أصابعك بالمطرقة. اضرب الجزء العلوي من المصباح الجراحي المكسور بمطرقة صغيرة. احرص على عدم ضرب المصباح بقوة كبيرة. الهدف هو إزالة الزجاج وكشف نقاط التلامس التي ربطت في الأصل الفتيل المكسور ببقية المصباح.

الخطوة 6: إرفاق الدائرة بالمصباح

الخطوة التالية هي إرفاق الدائرة بالمصباح LED. جندى جهات الاتصال بالأسلاك الخارجة من الدائرة.

قم بتسخين مكواة اللحام عن طريق توصيلها. بعد ذلك ، أمسك طرف مكواة اللحام بنهاية قطعة من سلك اللحام. سيؤدي ذلك إلى ذوبان السلك. قم بنقل اللحام المذاب بعناية إلى جهات الاتصال أثناء الإمساك بالأسلاك من الدائرة في اللحام الذائب. اترك الاتصال يبرد لفترة وجيزة وتأكد من أن الاتصال قوي بدرجة كافية. قد تحتاج إلى تثبيت المكونات معًا باستخدام الملقط أثناء إتمام هذه العملية. ** تحذير: مكواة اللحام ساخنة جدًا ، لا تحرق نفسك!

الخطوة 7: اختبار النظام

أدخل قاعدة المصباح مع الدائرة المتصلة في مقبس المصباح الكهربائي ، بالطريقة التي تستخدم بها لمبة الإضاءة العادية.

قم بتشغيل طاقة المصباح ، وتأكد من تشغيل المصباح. يمكن إجراء اختبار شدة ضوء النظام باستخدام مقياس الضوء Lutron LX-103.