صندوق إعادة ميلاد القناع: حياة جديدة للأقنعة القديمة: 12 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

لقد أنشأنا مجموعة أدوات منزلية ميسورة التكلفة لإطالة عمر الأقنعة حتى تتمكن من الانضمام إلى مكافحة الوباء من خلال مساعدة مجتمعك

لقد مضى ما يقرب من خمسة أشهر منذ أن ولدت فكرة تجديد الأقنعة المستخدمة. اليوم ، على الرغم من أن COVID-19 لا يبدو خطيرًا في العديد من البلدان ، إلا أن معظم العالم لا يزال يعاني ليس فقط من الجسد ، وكذلك من بنية المجتمع. هنا أحيل بعض السجلات من موقع مشروعنا ، Mask Aid Project ، لأخبرك لماذا بدأنا ذلك.

فريق مشروع Mask Aid:

كاليموف لوك

جايسون ليونج

توري نوميسن

جون لي

دانيال فينج

حليمة وطاب

شكراً للدكتور جيان فنغ تشن ، الأكاديمي لأكاديمي الهندسة الصيني ، وأعضاء فريقه. استندنا في عمليتنا إلى تقريرهم حول كيفية إعادة استخدام الأقنعة التي يمكن التخلص منها بأمان. هذا هو نفس التقدم الذي يستخدمه المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (انظر الصورة 2)

خبراء من إعادة استخدام أقنعة N95 الورقة البيضاء التي أعدتها دانا ماكنزي والتي تضم بحثًا من البروفيسور جيان فينج تشين وزملاؤه في جامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية ، وهناك مصدر آخر مفيد للمعلومات ساعدنا في التحقق من صحة عمليتنا وهو الورقة البيضاء التي أعدتها ستانفورد ، هل يمكن إعادة استخدام أجهزة التنفس N95 بعد التطهير. ؟ وكم مرة؟ بواسطة Lei Liao و Wang Xiao و Mervin Zhao و Xuanze Yu.

بفضل زميلي في الفريق ، توري نوميسن. بدون تصحيحه لقواعد اللغة والتعبير عن الطرق ، لم أستطع مشاركة كل الأشياء بطريقة متحدث اللغة الإنجليزية.

إذا كنت تريد قراءة "كيفية البناء" أولاً ، فيمكنك تخطي هذا الجزء والانتقال إلى الجزء المادي.

ولدت فكرة

كاليموف لوك (تمت الإحالة إليه من

عندما أعلنت بلدي حالة الطوارئ ، كان لدي شعور سيء بأنني لا أستطيع أن أضع إصبعي عليها. لم أستطع حقًا الالتفاف حوله في ذلك الوقت - كنت في حالة ضباب. كان ذلك في 23 يناير 2020.

في اليوم التالي ، جاءت والدتي إلى شنغهاي من المجر لتحتفل معي بعيد الربيع. عندما حملتها في مطار بودونغ ، كانت ترتدي قناع وجه. في اليوم التالي ، سمعنا أن هناك حجرًا صحيًا فرضته الحكومة. كانت والدتي معلمة أحياء في ماكاو ، لذا أدركت أن الوضع يمكن أن يصبح خطيرًا بسرعة كبيرة لأن ماكاو لديها أعلى كثافة سكانية في العالم. كانت تعلم أيضًا أنه سيكون من الصعب جدًا تحديد من يحمل الفيروس ما لم يتم تشخيصه. لم يكن ارتداء القناع لحماية أنفسنا فحسب ، بل من أجل سلامة الآخرين أيضًا. لذا عادت إلى ماكاو بعد يومين لتحصل على حوالي 70 قناعًا لي. لقد اشترتها في المجر ، لكن تم وضع علامة عليها "صُنع في الصين". بفضل والدتي ، تمكنت من الامتثال للقوانين في الصين والخروج في الهواء الطلق أثناء الحجر الصحي مرتديًا قناعًا. في وقت لاحق ، تمكنت من استخدام هذه الأقنعة للاختبار.

نظرًا لأن الناس كانوا يقيمون في المنزل لفترات أطول بكثير من ذي قبل ، فقد تعلموا الكثير عن الفيروس من التلفزيون والإنترنت. اتضح لي ببطء ما هو الشعور السيئ الذي كان يدور حوله في وقت سابق: على الرغم من وجود عدد أكبر من الأشخاص المصابين في الصين أكثر من أي مكان آخر ، إلا أنه سرعان ما أصبح وباءً عالميًا. الصين هي أكبر شركة لتصنيع أقنعة الوجه في العالم ، ومعظمها مصنوع في Xiantao ، وهي مدينة بجوار ووهان. كان إمداد العالم من الأقنعة يأتي من نقطة الصفر للوباء.

بدأ الناس يسألون ، "ما مدى صعوبة صنع القناع؟" سرعان ما اكتشفنا: يمكن للآلة أن تخيط قناعًا في نصف ثانية ، لكن الأمر يستغرق أسبوعًا أو أحيانًا ما يصل إلى نصف شهر حتى تكون جاهزة استعمال. يجب تعقيم الأقنعة بغاز الإيثان الإيبوكسي ثم يجب تهوية القناع بشكل طبيعي قبل تعبئته للشحن. أثناء انتظار صنع الأقنعة ، كان الناس بمفردهم. أصبح من الواضح أنه في أفضل السيناريوهات ، سيكون يوم عيد الحب قبل توفر أي أقنعة جديدة.

لقد حسبت عدد الأقنعة التي سيحتاجها الصينيون. في وقت لاحق ، كنت بحاجة إلى إعادة البناء حيث أصبح وباءً عالميًا. لقد صدمت. حسب حساباتي ، كنا بحاجة إلى إنتاج أكثر من 500 مليون قناع يوميًا! أعتقد أن هذا كان سببًا رئيسيًا للحكومة التي أرادت تدفئة الأشخاص الذين يحتاجون إليها للبقاء في المنزل. يسعدني أن أشير إلى أن معظم الناس في الصين ظلوا في منازلهم.

لكننا نحتاج إلى الخروج للبقاء على قيد الحياة. نحتاج إلى الخروج لشراء الطعام ، وعندما نخرج ، نحتاج إلى ارتداء قناع. ولكن إذا كان هناك نقص في الأقنعة ، فماذا يمكننا أن نفعل؟ حاول بعض الناس غلي أقنعة التخلص أو رش الكحول عليها لتطهيرها. حذرنا المهنيون الطبيون من أن هذا يمكن أن يفسد القناع. هذا جيد بالنسبة لقناع القماش العادي ، لكنه لا يعمل مع أقنعة N95 أو PM2.5. يمنع قناع N95 الفيروس ليس فقط بسبب كثافة مرشحه ولكن يحتاج أيضًا إلى الشحن الثابت لالتقاط الجسيمات. لم يعرف الكثير من الناس هذا قبل هذا الوباء. يؤدي استخدام الكحول إلى إذابة الطبقة الوسطى ، ويزيل الماء الساخن الكهرباء الساكنة اللازمة لجعل القناع مفيدًا. الطريقة الوحيدة المقبولة لتعقيم القناع هي وضع ضوء UVC أو هواء جاف ساخن. وبهذه الطريقة لا تتلف القناع بنفس القدر لأنها لا تزيل الشحنات الساكنة أثناء تطهير الأقنعة. ستظل الكهرباء تتبدد بعد يوم أو يومين ، لكنها لا تزال حماية أفضل من عدم التعقيم على الإطلاق.

هل يمكننا إيجاد طريقة لإعادة شحن القناع؟ إذا تمكنا من تطهيرها وإعادة شحنها ، فيمكن تجديدها بنسبة 90٪ على الأقل. كلما زاد عدد الأشخاص الذين فعلوا ذلك ، قل النقص والذعر الذي يمكن أن نشهده خلال المراحل الأولى من الجائحة.

لقد بدأت في البحث عن إمكانية إنشاء مصنع صغير في المنزل وكان لدي نظرة ثاقبة. يستخدم المصنع العادي الإيبوكسي الإيثان بعد حياكة القناع لأنه أكثر كفاءة بالنظر إلى عدد الأقنعة التي ينتجها. لا يمكنهم تعقيم القماش قبل خياطته لأن الآلات قد تلوث القناع. ومع ذلك ، بالنسبة للاستخدام المنزلي ، لن يكون حجم الإنتاج عاملاً. ربما يمكننا تعقيم القناع المستخدم تمامًا دون القلق بشأن إزالة الكهرباء الساكنة ثم إعادة شحنه لاحقًا.

تحققت من سعر آلات شحن الكهرباء الساكنة ذات الجهد العالي وشعرت بخيبة أمل. الأشياء الوحيدة التي يمكن أن أجدها كانت للاستخدام الصناعي. إلى جانب كونها كبيرة جدًا ، كان سعر الوحدات المتاحة يزداد تكلفة لأن المصانع احتاجتها لإنتاج المزيد من الأقنعة. كنت متأكدًا من وجود حل آخر إلى جانب إحضار قناع كامل الحجم إلى المنزل أو في مركز مجتمعي. كنت بحاجة إلى جعلها محمولة ، أو على الأقل بحجم سطح المكتب ، وكنت بحاجة إلى جعلها في متناول الجميع حتى يتمكن الناس من تحويل أماكنهم إلى مصانع صغيرة والقدوم لإنقاذهم في المراحل الأولى من الوباء.

لذلك أقمت فريقًا دوليًا معًا لمساعدتي. أنا ، كاليموف لوك ، أقوم بالتجارب الأساسية وصنع النموذج الأولي. Jason Liang ، صانع PVCBOT ، محاصر في Yichang ، Hubei ، بالقرب من ووهان ، لذلك يقوم بأبحاث السوق والتجريب. Torrey Nommesen أمريكي يخضع حاليًا للحجر الصحي في جنوب إفريقيا ، ويقوم بإنشاء موقع الويب الخاص بنا ويساعد في الصحافة باللغة الإنجليزية لمشروعنا. سيعمل دانيال فينج ، المصمم الصناعي في قوانغتشو ، على إنهاء التصميم للإنتاج بمجرد بناء النموذج الأولي. يساعدنا John Lee ، الأستاذ في Zhongshan ، في الإنتاج والتصنيع. نحن نعمل منذ مارس. سننشر تقدمنا عبر الإنترنت على https://maskaidproject.com/ إذا كنت مهتمًا بمتابعة رحلتنا

اللوازم

مكونات الأجهزة

1. مدخلات DC 5V معزز عالي الجهد وإخراج 400KV × 1
2. وحدة LM2596 منظم DC-DC 12V / 5V × 2
3. تحويل مصدر الطاقة تيار متردد 110/220 فولت تيار مستمر 12 فولت 100 واط × 1
4. تحويل التيار الكهربائي تيار متردد 110/220 فولت تيار مستمر 5 فولت 3.5 واط × 1
5. مروحة تيار مستمر 12 فولت 0.6 أمبير × 1
6. PTC Heater AC 220V 300 watts × 1. يمكنك التغيير إلى AC 110V حسب المكان الذي تعيش فيه.
7. جهاز استشعار درجة الحرارة والرطوبة DHT11 × 1
8. مرحل تحكم بجهد 5 فولت ، 4 موصلات × 6
9. حزمة SS14 الصمام الثنائي SMD × 7
10. حزمة SOT-23 الصمام الثلاثي S8050 × 6
11. حزمة 0603 LED 0603 SMD × 6
12. 300 أوم المقاوم 0805 حزمة SMD × 6
13. 10 كيلو أوم المقاوم 0603 حزمة SMD × 6
14. مكثف ، حزمة 220 درجة فهرنهايت SMD × 1
15. مكثف ، حزمة SMD 470 µF × 1
16. حزمة مكثف 1000 uF SMD × 1
17. حزمة مكثف 22 فائق التوهج 0402 SMD × 2
18. مقبس XH2.54 2P × 6
19. مقبس XH2.54 3P × 2
20. مقبس XH2.54 4P × 1
21. سلك XH2.54 2P × 6. 5 رأس مفرد ، 1 رأس مزدوج.
22. سلك XH2.54 3P × 1
23. XH2.54 4P سلك رأس مزدوج × 1
24. زر التبديل × مقبس 5PH2.0 2P × 6
25. PH2.0 2P سلك رأس واحد × 6
26. KF-235 الربيع المحطة × 8
27. أنبوب ضوء UVC (الطول الموجي أقصر من 285 نانومتر) × 2
28. سائق أنبوب ضوء UVC (يدعم أنبوبين على سائق واحد) × 1
29. 5.6M أوم مقاوم عالي الجهد × 1
30. 1 أوم 5 واط مقاوم أسمنت × 1
31. دقة OLED 128 * 64 ، واجهة IIC × 1
32. LGT8F328P MCU board × 1. لوحة متوافقة مع أردوينو نانو وأنا أستخدم Arduino IDE لبرمجتها. هذا يحتاج مكتبة المجلس. يمكنك استخدام اردوينو نانو العادي بدلاً من ذلك.
33. ألياف كربون غير منسوجة × قطعة كبيرة
34. رقائق ألمنيوم × 1 (حجم كبير)
35. شريط لاصق مزدوج (حجم كبير). يمكنك استخدام بعض الشريط اللاصق كبديل.
36. بعض الشريط الرغوي
37. شبكة بلاستيكية
38. الفيلكرو
39. قطعة صغيرة من المغناطيس القوي
40. مفتاح ريد ، SPST-NO × 1
41. مشبك سلكي × 20
42. مقبس 2.54 دبوس (15P) × 2
43. سلك 3P (بطول 60 ~ 80 سم) × 1
44. شريط زوايا بلاستيك بطول 6 أمتار
45. زاوية بلاستيكية مثلثية × 4
46. مقبس التيار المتردد AC-01 × 1
47. سلك الطاقة الرئيسي ، 14 AWG × 1
48. 18 AWG سلك حوالي 1 متر
49. 5.08 مم دبوس الملعب × 2 ، 1 هو 2P ، والآخر هو 3P.
50. لوح مجوف PP × 5. مقاس 50 * 50 سم ، سمك 5 مم
51. اللوح المجوف للكمبيوتر الشخصي × 3. الهيكل داخل اللوح من الأفضل أن يكون مثل الخلية. مقاس 50 * 50 سم ، سمك 12 مم.
52. مضخة الغطس × 1. مع أنبوب مطاطي.
53. مفتاح ترموستات × 1. تفاعل درجة الحرارة 100/70 درجة مئوية.
54. جهاز الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي ESD5B5.0ST1G × 30. قم بحماية لوحة التحكم حتى لا تتعرض لصدمة بسبب الشحن الاستاتيكي.

أدوات البرمجيات

Arduino IDE ،

LCEDA ،

عدد يدوية وآلات تصنيع

لحام حديد

سلك لحام ، خالي من الرصاص

قشارة وتقطيع الأسلاك ، 30-10 AWG أسلاك صلبة ومجدولة

مقص ورق

قاطع ليزري

عداد الكهرباء الساكنة (يستخدم لقياس الشحنة الساكنة على السطح المتبقي).

الخطوة 1: قبل البناء ، دعونا نرى بعض الحقائق

العوامل المؤثرة على حماية الكمامات

حجم مسام الترشيح - بسبب حجم الثقوب المجهرية في الأقنعة ، يتدفق الهواء ولكن يتم حظر قطرات الماء وجزيئات الغبار. ولكن يمكن للحماية أن تحمي فقط لبضع ساعات قبل أن يتم حظرها ولم تعد قادرة على التنفس.

المواد - تصنع أقنعة N95 باستخدام ما يسمى بالقماش غير المنسوج بالذوبان الكهربائي. عندما يتم صنع الذوبان ، يجب شحنه. لكن إذا قمت بتنظيف هذه الأقنعة بالكحول أو المطهر ، فإنها تدمر الألياف. الماء النظيف لا يضر بالذوبان المنفوخ ولكنه يسحب الشحنة الكهروستاتيكية المتبقية.

شحنة ثابتة - يمكن للجسيمات الصغيرة الحجم المعروفة باسم PM2.5 أو PM0.3 أن تدخل في مسام النسيج. لإيقاف هذه الجسيمات ، يتم تطبيق شحنة كهروستاتيكية على طبقة غير منسوجة من الأقنعة الطبية. تجذب الشحنة الساكنة جزيئات صغيرة مثل الضباب الدخاني والبكتيريا والفيروسات بحيث تلتصق بالألياف مع السماح بتدفق الهواء. هذا هو الفرق بين الأقنعة الطبية وأقنعة القماش العادية. ومع ذلك ، فإن بخار الماء الذي يأتي من رطوبة الهواء العادية وأنفاسنا ومذاقنا الحلو يمكن أن يزيل الشحنة. هذا أحد الأسباب التي تجعل الخبراء يطلبون منا تغيير أقنعةنا كل 4 ساعات.

ما هي عمليتنا؟

1. نغسل الأقنعة المستعملة أو أقنعة التنفس N95 برفق بدون منظف. هذا يزيل الأوساخ والعرق والشحنة المتبقية عليها.

2. نقوم بتجفيف الأقنعة بـ 56 ~ 70 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. هذا يستند إلى المقالات العلمية التي تظهر أن COVID-19 قد تم القضاء عليه فوق 56 درجة مئوية.

3. نطبق أيضًا ضوء UVC إما في نفس الوقت أو بعد عملية التجفيف.

4. نقوم بإعادة شحن الأقنعة بمجال كهربائي عالي الجهد. هذا هو الغرض الرئيسي لآلتنا. نريد تصغير حجم آلة إلكتريت الصناعية إلى حجم سطح المكتب بحيث يمكن لكل أسرة أو مركز مجتمعي إعادة شحن أقنعةهم.

لماذا لا تستطيع مصانع القناع صنع المزيد من الأقنعة؟

حسنًا ، دعني أخبرك قصة حقيقية حدثت في الصين. حذرت الحكومة الناس من شراء هذه الأقنعة الجديدة قبل 14 فبراير. والسبب هو أنه على الرغم من أن كل قناع يستغرق نصف ثانية فقط لخياطته ثم 4 أو 5 ساعات ليتم تعقيمه ، إلا أنه يستغرق ما يصل إلى أسبوعين حتى تتبدد أبخرة التعقيم وتكون آمنة للاستخدام. هذا لأنهم يستخدمون بخار أكسيد الإيثيلين الذي يحتاج إلى وقت حتى يتبدد الغاز السام قبل بيعه.

يصعب على المصانع تغيير عملياتها بسرعة لأنها مصممة للإنتاج بالجملة. لا يستخدمون الغسيل بالماء الساخن لأنه يسحب الشحن. لا يستخدمون العلاج بالهواء الساخن أو الأشعة فوق البنفسجية حيث يتطلب الأمر مساحة ومعدات جديدة للقيام بها. يستخدمون بخار أكسيد الإيثيلين لأنه لا يؤثر على الشحنة ولكنه يزيل البكتيريا الملوثة أثناء الإنتاج. إنه أكثر كفاءة ويقلل من تكلفة إنتاج الأقنعة. في هذه الأزمة ، 15 يومًا من انتظارنا تبدو وكأنها 15 عامًا. نظرًا لأنك لا تحتاج إلى حجم المصنع ، يمكننا تقليص حجم الآلات الضخمة التي قد يستخدمونها. نظرًا لأنه يمكننا إعادة تطبيق الشحنة الثابتة ، فلا داعي للقلق بشأن فقد الشحنة أثناء التعقيم. ولسنا بحاجة إلى حشد الأقنعة لأنه يمكن تجديدها مرارًا وتكرارًا.

قبل البناء ، دعونا نرى بعض الحقائق

في الصورة 1 ، كان قناعًا قديمًا. لقد استخدمت عدادًا ثابتًا للتحقق منه. يكاد يكون عديم الفائدة. كانت الشحنة الساكنة منخفضة.

في الصورة 2 ، يجب أن يكون القناع الجديد ثابتًا مثل هذا. لقد أجريت تجربة لإعادة الشحن. يمكنك تنزيل مرفق الفيديو الخام.

من الصورة 3 ، يمكنك رؤية نتيجة قناع التخلص المعاد شحنه. ومن المدهش أن يكون للقناع المعاد شحنه شحنة ثابتة أقوى بكثير من الشحنات الجديدة! في رأيي ، كان ذلك بسبب عملية تصنيع القناع. تأخير لمدة أسبوعين قبل الشحن ، وبالنسبة للمستخدمين النهائيين ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إضعاف الشحن الثابت على الأقنعة.

الخطوة الثانية: تصميم الضميمة

لقد قمت ببناء النموذج الأولي باستخدام ألواح PP المجوفة لأنها خفيفة ومقاومة للماء. ومع ذلك ، نظرًا للهواء الساخن الذي قد يخفف الألواح بالداخل ، فقد صنعت الطوابق الثلاثة في المنتصف بألواح الكمبيوتر المجوفة. لا داعي للقلق بشأن العلبة الخارجية حيث يمكن تبريد الألواح بالهواء الخارجي.

أريكم أدناه الحجم الذي ستقوم بإعداده. قاطعة الورق حادة بما يكفي لقطع ألواح PP. يمكنك استخدام قاطع الليزر إذا كنت تريد أن تكون أنيقًا وأسرع.

أولاً ، نحتاج إلى ألواح PP مجوفة. سمكها 5 مم.

الأجزاء الصفراء والسوداء عبارة عن زوايا ومثلثات jplastic.

الصورة الرابعة هي لوحة التحكم والعرض. حجم الثقوب يعتمد على OLED والأزرار. (يحتوي الأخير على خمس فتحات مستديرة بدلاً من الصور الأربعة أعلاه حيث اقترح زميلي بقوة زر إعادة الضبط)

في الصورة 5 ، تحمل هذه اللوحة موقع الشبكة البلاستيكية التي تحتوي على أقنعة بداخلها.

يُظهر Pic 6 شكل لوحة الكمبيوتر المجوفة. إنها قوية ومصنفة لتحمل حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية. في الواقع ، يمكن أن تتجاوز مواصفات 100 درجة مئوية. إنه أكثر سمكًا من اللوح المجوف PP الذي استخدمناه ويبلغ سمكه حوالي 12 مم. نحتاج 3 قطع 45 × 45 سم.

يوجد درج PP ، يستخدم لغسيل الخزانات. بهذا الحجم ، يمكننا وضع 6 أقنعة بداخله. بالطبع يمكنك وضع المزيد لأن الأقنعة الجراحية رفيعة. بالنسبة لأجهزة التنفس N95 ، من الأفضل استخدام الشبكة البلاستيكية المذكورة لاحقًا للضغط عليها لتوفير المساحة. لا تقلق ، لن يؤذي الضغط على أجهزة التنفس N95 الألياف الموجودة عليها.

لقد استخدمت قضبان زاوية بلاستيكية مطبوعة ثلاثية الأبعاد بدلاً من تلك التي وجدتها لاحقًا على الإنترنت أثناء مشاركتنا في تحدي MIT Hackathon Challenge "Africa Takes on COVID-19". سيكون استخدام زوايا بلاستيكية حقيقية أرخص ولكن الحصول عليها يستغرق وقتًا.

ثم وضعت لوحات خلية PC على أرضية كل طبقة. كانت هذه الألواح أقوى من الألواح المجوفة PP ويمكنها تحمل الهواء الساخن دون الحاجة إلى القلق بشأن السلامة الهيكلية. ومع ذلك ، فهو أغلى ثمناً ، لذا لم أستخدم سوى 3 قطع ، كل منها 45 × 45 سم وسمكها 12 مم. تعمل لوحات PP الموضحة سابقًا بشكل جيد مع الجزء الخارجي من الصندوق لأنها يمكن أن تحافظ على قوتها نظرًا لتعرضها للهواء البارد خارج الصندوق.

الخطوة 3: كيف تعمل إعادة الشحن الثابت؟

المبدأ الأساسي لصندوقنا هو أنه يجدد الأقنعة بسبب إعادة الشحن الكهروستاتيكي. لقد قمت بشكل أساسي ببناء آلة كهربائية صغيرة الحجم. هذا هو أصل فكرة مشروع Mask Aid. نظرًا لندرة الألياف المذابة في المرحلة الأولى من تفشي المرض ، بدأ بعض الناس يفكرون في كيفية إعادة استخدام أقنعة التخلص. جربنا العديد من الطرق لإعادة شحن الكهرباء الساكنة على أقنعة التخلص القديمة. هناك الكثير لذكره هنا ، لذلك سأركز على النتيجة النهائية. (تحقق من قصتنا على موقع Mask Aid Project إذا كنت فضوليًا.)

توضح الصورة الأولى كيفية صنع مادة الطبقة الوسطى للأقنعة في المصنع: يصل جهد الماكينة إلى حوالي 120 كيلوفولت. من خلال عملية تسمى الانهيار العازل ، يتم شحن الألياف الموجودة في منتصف هيكل يشبه المكثف. إنه ليس انهيارًا كاملاً من الناحية الفنية لأنه لا يمكن أن يكون هناك أي شرر أو أن الآلة يمكن أن تحرق الألياف. جانبا ، جزء أساسي من العملية هو استخدام "الهالة الكهربائية" ، لذلك نحن نمزح بشكل خاص بأننا نكافح "كورونا ضد كورونا".

نظرًا لأننا نتحدث عن الجهد العالي ، فقد يقلق البعض بشأن سلامته. أولاً ، لن تلمسه. ثانيًا ، لا يمكن أن يكون لدينا آلات عملاقة باهظة الثمن وقوية في غرفة المعيشة. ثالثًا ، قانون جول رائع! نحن نعزز 5V إلى 400KV بحيث يكون التيار منخفضًا جدًا ليكون قاتلًا. أسلحة الصعق الكهربائي هي أخطر بكثير.

الإكليل الكهربائي هو وسيط سعيد بين الانهيار الجدلي الكامل والدائرة المفتوحة. باستخدام قانون أوم وبعض البيانات التي وجدتها عبر الإنترنت ، اخترت مقاومًا عالي الجهد يبلغ حوالي 5 أو 6 ملايين أوم. هذا يمكن أن يتحكم في التيار مع منع الشرر. تُظهر الصورة الثانية شكل المقاومات ذات الجهد العالي.

الصورة الثالثة هي مولد عالي الجهد. الأسلاك الحمراء والخضراء هي المدخلات الإيجابية والسلبية. أنت بحاجة إلى عداد ثابت لمعرفة شحنة الإخراج. إنها رخيصة ويمكنك أن تخرب الكثير (مسدسات الصعق الكهربائي ، قاتلة البعوض) ومع ذلك ، من أزمة COVID-19 ، علمت أنها باهظة الثمن في الولايات المتحدة وأوروبا. يتم استيراد معظمها من الصين وهي رخيصة حقًا. (حقيقة مضحكة أنها تستخدم لإعادة الحيوانات إلى المنزل من قبل المزارعين في الصين).

عندما يكون في وضع التشغيل ، يصبح جسمه ساخنًا حيث يتسبب في حدوث ماس كهربائي قريب. لم يتم تصميم الوحدة للعمل بهذه الطريقة. تم تصميمه للعمل لبضع ثوان فقط في كل مرة.احتجنا إليه للعمل بشكل مستمر لذا اخترقناه.

نضع مقاوم سيراميك 1 أوم بين الطاقة والمدخلات الإيجابية.

نتيجة لذلك ، سيكون التعديل على الدائرة هو الصورة الأخيرة.

الخطوة 4: بناء أعمدة التفريغ

في بداية تفشي المرض ، كنت أستكشف خيارات المواد التي يمكنني استخدامها في النماذج الأولية الخاصة بي. لا يمكن تقييد الأجزاء أو باهظة الثمن. جاء إحباط واحد مع فرش التفريغ المتوفرة في السوق. لقد كانت فعالة ، لكنها مصنوعة من ألياف الكربون لذا كانت باهظة الثمن. أيضًا ، نظرًا للحاجة المتزايدة لآلات صنع الأقنعة ، كان سعرها حوالي 50 ضعفًا عاديًا.

لذلك كان علي أن أغير وجهة نظري. يشعر الأشخاص العاملون في صناعة شرائح IC بقلق بالغ بشأن الاستاتيكية لأنها قد تفسد المنتج. يستخدمون طرقًا عديدة للحماية من الشحنات الساكنة. المواد التي يستخدمونها كموصل ليست جيدة مثل المعدن ، لكنها تسحب شحنة ثابتة باستمرار. وجدنا أن المواد ستكون ميسورة التكلفة إذا كنت تعرف كيفية اختراقها. يمكنك العثور على هذه المادة في موقع B. O. M. قائمة بهذه التعليمات.

لقد صنعت لوحين تفريغ (أحدهما أسود لأنني نفد من الشريط اللاصق الأبيض الخاص بي). أخيرًا ، دفنت الأسلاك تحتها كاتصال.

الخطوة 5: بناء وحدة مروحة الهواء الساخن

لماذا لا تستخدم مجفف الشعر بدلا من ذلك؟ في البداية ، اقترح الخبراء أنه يجب علينا استخدام مجففات الشعر لتعقيم الأقنعة. ومع ذلك ، فقد لاحظوا أيضًا أنه لا يجب على الأشخاص استخدامها لفترة طويلة لأنها قد تتلف المجففات. أيضًا ، لا يتحلى الكثير من الناس بالصبر الكافي للاحتفاظ بمجفف شعر لمدة نصف ساعة. كما أن التحكم في درجة الحرارة في مجففات الشعر ليس بهذه الدقة. بمجرد أن يسخن ، يمكن للهواء أن يذيب أقنعة التخلص.

لذلك قمنا ببناء واحدة كما هو موضح في الصورة 1. تسخين مثل هذه الطبقة الكبيرة سيستغرق الكثير من الطاقة. اخترنا سخان PTC مثل النوع الذي تجده في وحدات التكييف. قمنا بدمجها مع مروحة بدون فرشاة تعمل بالتيار المستمر ، والتي كانت قوية جدًا عند 12 فولت 0.6 أمبير. لقد استخدمت بعض البراغي لإرفاق PTC على المروحة ، وتوضح الصورة 2 التفاصيل.

كان لدينا طريقتان للتحكم في درجة الحرارة: الأولى عن طريق لحام مفتاح ترموستات على PTC ، والأخرى باستخدام مستشعر DHT11 لإخبار MCU بموعد إغلاق وحدة التسخين. لقد استخدمت كلاهما

الخطوة 6: علاج UVC

الأشعة فوق البنفسجية تقتل البكتيريا والفيروسات. يعرف الكثير من الناس عن هذه التكنولوجيا. المشكلة هي أن قلة من الناس يعرفون الفرق بين UVA و UVB و UVC. يعتقد البعض أنهم متماثلون. لهذا السبب كانت هناك مصابيح زائفة للأشعة فوق البنفسجية في السوق عندما بدأ تفشي المرض. في مشروعنا ، نثق في UVC فقط ، على عكس نوع الضوء الذي تستخدمه آلات تلميع الأظافر.

هنا مرة أخرى ، واجهت بعض الخيارات الصعبة. كنا نعلم أن هناك ثلاث طرق لصنع الأشعة فوق البنفسجية ، وأكثرها شيوعًا هو الكاثود الساخن (HCFL) ، والأندر هو الكاثود البارد (CCFL) ، ثم يوجد UVC LED. بالنسبة للبيئة والشحن ، بدا في الأصل أن UVC LED هو الخيار الأفضل. لكن - لقد اخترنا أخيرًا CCFL لأسباب عديدة. كما قلت من قبل ، لم نكن نريد قطعًا مقيدة أو باهظة الثمن. تم إجراء الكثير من الأبحاث حول كيفية استقرارنا في CCFL.

لقد قمت بتركيب أنبوبين في الصندوق ، أحدهما على أرضية الطبقة الوسطى والآخر على السقف. لقد علقت بعض مشابك الأسلاك لتثبيت الأنابيب.

كانت أنابيب UVC الكاثود الباردة ولوحة القيادة منخفضة التكلفة ولكنها لا تزال قوية. تعمل بجهد 12 فولت وتستهلك طاقة إجمالية تبلغ 10 واط. قالت ورقة علمية إن التعرض للأشعة فوق البنفسجية لمدة 15 دقيقة للأسطح يمكن أن يقتل جميع البكتيريا تقريبًا. قررنا أنه من الجيد إقرانه بالهواء الساخن.

ملاحظة. كان السلك الأصلي على الأنابيب قصيرًا جدًا ، لذلك نحتاج إلى قطع ولحام أسلاك أطول لتمديدها.

الخطوة 7: وظيفة الغسيل

قد تسأل ، لماذا تغسل القناع إذا كان من شأنه أن يزيل كل الشحنات الساكنة المتبقية؟

الغسيل اختياري. أولاً ، لا داعي للقلق بشأن فقد الشحنات الساكنة لأنه يمكننا إعادة الشحن لاحقًا. الغرض الرئيسي من غسل الأقنعة الجراحية أو أقنعة التنفس N95 ليس القضاء على البكتيريا ، بل إزالة الغبار الذي يمنع تدفق الهواء. لا تلتصق الشحنة الساكنة بالفيروسات فحسب ، بل تلتصق أيضًا بتفاصيل الغبار الدقيقة. يمكن أن تقتل المعالجة بالهواء الساخن البكتيريا ولكنها لا تزيل الغبار. عرق الإنسان والدهون تمنع الهواء أيضًا ، على غرار ظهور حب الشباب على الوجوه. بعد قراءة خصائص المواد للذوبان ، كان الماء هو أفضل خيار ميسور التكلفة. يمكنه إذابة الأملاح المعدنية والبقع القابلة للذوبان وإزالة التفاصيل غير القابلة للذوبان عند اختفاء الشحنة الساكنة. أكثر من مجرد النقع ، فأنت بحاجة إلى تدفق المياه. لذلك استخدمت مضخة صغيرة قابلة للغمر وقطعة قصيرة من خرطوم بلاستيكي. أضع قطعة من الشريط اللاصق على الوجهين على المضخة لتثبيتها على جدار خزان المياه. قمت أيضًا بتمديد الأسلاك لتكون أطول بحوالي 50 سم.

إذا كنت تريد غسلًا أفضل ، أقترح وضع سخان بالداخل. هذا يساعد على قتل البكتيريا وإذابة البقع. ستكون مساعدة كبيرة في البلدان الباردة. تذكر أن تضيف حساسًا أو مفتاح ترموستات للتحكم في درجة حرارة الماء.

الخطوة 8: ملحقات أخرى

أنت بحاجة إلى قطعتين من الشبكة البلاستيكية ، مدرجتين في قائمة المواد ، لتثبيت الأقنعة في مكانها أثناء غسلها ونفخها. يمكن سحق أجهزة التنفس N95 لتناسب الشبكة ودون إتلافها. أنت بحاجة إلى بعض الروابط المضغوطة المربوطة من جانب واحد لعمل مفصل حتى يمكن أن تكون بمثابة شبكة.

التعرض للأشعة فوق البنفسجية ضار بالبشر لذلك نحتاج إلى باب لإغلاقه. لقد توصلت إلى حل بسيط. لقد قطعت قطعة من لوح PP مجوف بحجم 45 × 14 سم. لقد قمت بحفر 4 ثقوب ، بقطر 4 مم في 4 زوايا ، ووضعت 4 براشيم بلاستيكية من خلالها. يمكن بعد ذلك وضع اللوحة بين فجوات لوحة الكمبيوتر المجوفة. أخيرًا ، ألصق بعض الفيلكرو على جانبي الصندوق وعلى الباب لتغطيته. بدت خشنة لكنها نجحت. يمكنك ترقيته بمفصلة أو مفتاح من القصب بمغناطيس لجعله أكثر أمانًا مثل باب الميكروويف.

لقد وضعت أزرار OLED و 5 ضغط (أربع وظائف وإعادة تعيين للطوارئ) على لوحة اللوحة. تم لحام جميع الأزرار بأسلاك XH2.54 2P. احتاج OLED إلى سلك XH2.54 4P مزدوج الرأس للاتصال.

الخطوة 9: لوحات التحكم

احتاج هذا النموذج الأولي إلى الكثير من الترقية الصغيرة للعمل بشكل أفضل ، لذلك تركت بعض المكونات الإضافية على اللوحة. كانوا: مفتاح الباب ، ومستشعر درجة الحرارة لخزان المياه ، ومدخلان تناظريان آخران. نظرًا لوجود احتمال كبير لوقوع أخطاء ناتجة عن الشحنات الكهروستاتيكية - والتي تولد أيضًا الكثير من الأيونات في الهواء - فهناك مجموعة من الأجزاء الواقية من التفريغ الكهروستاتيكي على اللوحة. أيضًا ، يستغرق الأمر 3 أيام حتى أنتظر اللوحة من صانعي ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لفترة أطول قليلاً مما هو متوقع بسبب الآثار الجانبية لـ COVID-19.

لقد استخدمت LCEDA لرسم اللوحة. يُظهر Pic2 العرض ثلاثي الأبعاد. بسبب نقص بعض مكتبات المكونات ، هناك مساحتان فارغتان. أحدهما هو مصدر طاقة 110 فولت / 220 فولت تيار متردد إلى 5 فولت تيار مستمر ، يقع في الزاوية العلوية اليمنى من اللوحة. آخر هو LM2596 وحدات مكدسة في اثنين. يمكنك أن ترى كيف تبدو اللوحة حقيقية في صورة 3.

Pic 4 هو مصدر طاقة تحويل AC-DC 110 / 220V إلى 12V. هناك ثلاثة أنواع من الطاقة في هذا الجهاز ، طاقة التيار المتردد ، تيار مستمر 12 فولت ، تيار مستمر 5 فولت. لأسباب تتعلق بالثبات ، أضع وحدة AC-DC 5V أخرى خصيصًا لوحدة التحكم MCU ، وأجهزة الاستشعار ، وأجهزة التحكم في الترحيل. تم عزلهم كهربائيا عن المحركات الأخرى.

يجب وضع لوحة الجهد العالي بعيدًا عن الألواح الأخرى. عند تشغيله ، ستسمع صوت أزيز يشبه صوت البعوض. هذا هو التفريغ الكهربائي. Pic 5 و Pic 6 عبارة عن لوحات عالية الجهد.

تظهر الصورة الأخيرة كل وظيفة متصلة باللوحة.

الخطوة 10: اختبار التشغيل

دعنا نلقي نظرة على كيفية استخدام المربع من الفيديو 1.

لقد اشتريت مقياس PM2.5 ، والذي كان يستخدمه شخص ما في ديكور المنزل من قبل ، لقد اختبرت عدة مرات. تظهر مقاطع الفيديو الأولية نتيجة الاختبار. الرقم الأصفر هو قيمة PM2.5.

فيديو 2: قناع قديم بدون تنظيف وإعادة شحن

فيديو 3: اختبار PM2.5 القناع المغسول بدون إعادة الشحن. تصرفت أسوأ من قناع قديم.

فيديو 4: قناع مغسول لاختبار PM2.5 بعد إعادة الشحن. لقد استعاد القدرة على منع الهباء الجوي والجسيمات الدقيقة.

الخطوة 11: المرفقات

هنا أشارككم الكود والتخطيطي. أنت بحاجة إلى 123D Design لفتح الرسم أو ملف بالحجم الطبيعي.

الخطوة 12: شيء تريد إخباره

مع استمرار تفشي الوباء في العالم ، نريد مشاركة مجموعة الأدوات لمساعدة الناس وتوفيرها. لقد أطلقنا تمويلًا جماعيًا ونريد معرفة عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى ذلك.

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

في الحملة ، هناك نوع آخر من Mask Reborn Box. أريكم هنا عمل جايسون ، فيديو اختبار نصف PMRB PM0.3.