Mask Reborn Box: Nowe życie dla starych masek: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Stworzyliśmy niedrogi, domowy zestaw, aby przedłużyć żywotność masek, dzięki czemu możesz dołączyć do walki z pandemią, pomagając swojej społeczności

Od narodzin pomysłu na odnowienie używanych masek minęło prawie pięć miesięcy. Dziś, choć w kilku krajach COVID-19 nie wydaje się być poważnym problemem, większość świata nadal cierpi nie tylko z powodu ciał, ale także struktury społeczeństwa. Tutaj odsyłam do niektórych zapisów z naszej strony projektu, Mask Aid Project, aby powiedzieć, dlaczego to rozpoczęliśmy.

Zespół projektu Mask Aid:

Kalimov Lok

Jason Leong

Torrey Nommesen

John Lee

Daniel Feng

Halima Ouatab

Podziękowania dla dr Jian-Feng Chen, akademika chińskiego akademika inżynierii i członków jego zespołu. Oparliśmy nasz proces na ich raporcie o bezpiecznym ponownym użyciu jednorazowych masek. Jest to ten sam postęp, który stosuje National Center for Biotechnology Information. (patrz rys. 2)

Eksperci z raportu Reuse of N95 Masks autorstwa Dany Mackenzie, przedstawiającego badania profesora Jian-Feng Chen i współpracowników z Pekińskiego Uniwersytetu Technologii Chemicznej Innym użytecznym źródłem informacji, które pomogło nam w walidacji naszego procesu, jest raport Stanforda Czy maski oddechowe N95 mogą być ponownie użyte po dezynfekcji ? Ile razy? autorstwa Lei Liao, Wang Xiao, Mervina Zhao, Xuanze Yu.

Dziękuję mojej koleżance z drużyny, Torrey Nommesen. Bez jego korekty gramatyki i sposobów wyrażania, nie mógłbym podzielić się całym materiałem w sposób, w którym mówi się po angielsku.

Jeśli chcesz najpierw przeczytać „jak budować”, możesz pominąć tę część i przejść do części materialnej.

Narodziny Pomysłu

Kalimov Lok (odniesienie z

Kiedy mój kraj ogłosił stan wyjątkowy, miałem złe przeczucie, że nie mogę tego dotknąć. Nie mogłam wtedy tak naprawdę owinąć głowy wokół tego – byłam we mgle. Był 23 stycznia 2020 roku.

Następnego dnia moja mama przyjechała do Szanghaju z Węgier, aby świętować ze mną Święto Wiosny. Kiedy odebrałem ją na lotnisku Pudong, miała na twarzy maskę. Następnego dnia dowiedzieliśmy się, że rząd nałożył kwarantannę. Moja mama była nauczycielką biologii w Makau, więc zdała sobie sprawę, że sytuacja może bardzo szybko stać się poważna, ponieważ Makao ma największą gęstość zaludnienia na świecie. Wiedziała również, że bardzo trudno będzie ustalić, kto jest nosicielem wirusa, jeśli nie zostanie zdiagnozowany. Noszenie maski miało na celu nie tylko ochronę siebie, ale także bezpieczeństwo innych. Wróciła więc do Makau dwa dni później, aby zdobyć dla mnie około 70 masek. Kupiła je na Węgrzech, ale były oznaczone jako „Made in China”. Dzięki mamie mogłam przestrzegać chińskiego prawa i w czasie kwarantanny wychodzić na zewnątrz w masce. Później udało mi się użyć tych masek do testów.

Ponieważ ludzie przebywali w domu znacznie dłużej niż wcześniej, dowiadywali się wiele o wirusie z telewizji i Internetu. Powoli dotarło do mnie, jakie były złe przeczucia, które miałem wcześniej: chociaż w Chinach było więcej osób zarażonych niż gdziekolwiek indziej, wkrótce przekształci się to w ogólnoświatową pandemię. Chiny są największym producentem masek do twarzy na świecie, a większość z nich powstaje w Xiantao, mieście położonym tuż obok Wuhan. Światowa podaż masek pochodziła z punktu zerowego epidemii.

Ludzie zaczęli pytać: „Jak trudno jest zrobić maskę?” Szybko się przekonaliśmy: maszyna może uszyć maskę w pół sekundy, ale potrzeba tygodnia, a czasem nawet pół miesiąca, aby była gotowa posługiwać się. Maski należy wysterylizować gazem epoksydowo-etanowym, a następnie maskę należy naturalnie wywietrzyć przed zapakowaniem do wysyłki. W oczekiwaniu na wykonanie masek ludzie byli zdani na siebie. Stało się jasne, że w najlepszym scenariuszu nowe maski będą dostępne w Walentynki.

Obliczyłem, ile masek będą potrzebować Chińczycy. Później musiałem dokonać refaktoryzacji, ponieważ stało się to globalną pandemią. Byłem zszokowany. Według moich obliczeń musieliśmy produkować ponad 500 milionów masek dziennie! Myślę, że to był główny powód, dla którego rząd chciał ogrzać ludzi, którzy musieli pozostać w domu. Z przyjemnością zauważam, że większość ludzi w Chinach została w domu.

Ale żeby przeżyć, musimy wyjść na zewnątrz. Musimy wyjść na zewnątrz, aby kupić jedzenie, a kiedy wychodzimy, musimy nosić maskę. Ale jeśli masek brakuje, co możemy zrobić? Niektórzy próbowali gotować maski do usuwania odpadów lub spryskiwać je alkoholem w celu ich dezynfekcji. Lekarze ostrzegali nas, że może to zniszczyć maskę. Jest to w porządku w przypadku zwykłej maski z tkaniny, ale nie działa w przypadku masek N95 lub PM2.5. Maska N95 blokuje wirusa nie tylko ze względu na gęstość filtra, ale także musi być naładowana statycznie, aby wychwytywać cząsteczki. Niewiele osób wiedziało o tym przed tą pandemią. Użycie alkoholu rozpuszcza warstwę środkową, a gorąca woda usuwa elektryczność statyczną potrzebną do uczynienia maski użyteczną. Jedynym dopuszczalnym sposobem dezynfekcji maski jest zastosowanie światła UVC lub gorącego, suchego powietrza. Dzięki temu nie uszkadza tak bardzo maski, ponieważ nie usuwa ładunku elektrostatycznego podczas dezynfekcji masek. Energia elektryczna nadal będzie się rozpraszać po dniu lub dwóch, ale i tak jest to lepsza ochrona niż w ogóle nie odkażanie.

Czy moglibyśmy więc znaleźć sposób na naładowanie maski? Gdybyśmy mogli je zdezynfekować i naładować, można by je odnowić w co najmniej 90%. Im więcej osób to zrobiło, tym mniej braków i paniki mogliśmy mieć podczas pierwszych etapów pandemii.

Zacząłem badać możliwość zrobienia malutkiej fabryki w domu i miałem wgląd. Zwykła fabryka używa epoksydowego etanu po uszyciu maski, ponieważ jest to bardziej wydajne, biorąc pod uwagę liczbę produkowanych masek. Nie mogą wysterylizować tkaniny przed jej uszyciem, ponieważ maszyny zanieczyściłyby maskę. Jednak w przypadku użytku domowego wielkość produkcji nie byłaby czynnikiem. Być może uda nam się całkowicie zdezynfekować zużytą maskę, nie martwiąc się o usunięcie elektryczności statycznej, a następnie naładować ją później.

Sprawdziłem ceny wysokonapięciowych ładowarek elektryczności statycznej i byłem rozczarowany. Jedyne, jakie udało mi się znaleźć, były przeznaczone do użytku przemysłowego. Poza tym, że cena dostępnych jednostek była zbyt wysoka, stawała się coraz droższa, ponieważ fabryki potrzebowały ich do produkcji większej liczby masek. Byłem pewien, że istnieje inne rozwiązanie poza wniesieniem pełnowymiarowej maski do domu lub do domu kultury. Musiałem uczynić go przenośnym, a przynajmniej wielkości biurka, i musiałem sprawić, by był przystępny cenowo, aby ludzie mogli zamienić swoje miejsca w maleńkie fabryki i przyjść na ratunek we wczesnych stadiach pandemii.

Więc zebrałem międzynarodowy zespół, który mi pomógł. Ja, Kalimov Lok, przeprowadzam podstawowe eksperymenty i robię prototyp. Jason Liang, producent PVCBOT, jest uwięziony w Yichang, Hubei, niedaleko Wuhan, więc prowadzi badania rynkowe i eksperymenty. Torrey Nommesen jest Amerykaninem, który znajduje się obecnie w kwarantannie w RPA i tworzy naszą stronę internetową oraz pomaga w anglojęzycznej prasie dla naszego projektu. Daniel Feng, projektant przemysłowy z Guangzhou, będzie pracował nad sfinalizowaniem projektu do produkcji po zbudowaniu prototypu. John Lee, profesor w Zhongshan, pomaga nam w produkcji i produkcji. Pracujemy od marca. O naszych postępach opublikujemy online na https://maskaidproject.com/, jeśli jesteś zainteresowany naszą podróżą

Kieszonkowe dzieci

Komponenty sprzętowe

1. Wzmacniacz wysokiego napięcia Wejście DC 5V i wyjście 400KV × 1
2. Moduł LM2596 regulator DC-DC 12V/5V × 2
3. Zasilacz impulsowy AC 110/220 V DC 12 V 100 W × 1
4. Zasilacz impulsowy AC 110/220 V DC 5 V 3,5 W × 1
5. Wentylator DC 12 V 0,6 A × 1
6. Grzałka PTC AC 220 V 300 W × 1. Możesz zmienić na AC 110 V w zależności od miejsca zamieszkania.
7. Czujnik temperatury i wilgotności DHT11 × 1
8. sterowanie przekaźnikiem DC 5V, 4 złącza × 6
9. Pakiet SMD diody SS14 × 7
10. Pakiet triody S8050 SOT-23 × 6
11. 0603 LED 0603 Pakiet SMD × 6
12. Rezystor 300 omów Pakiet SMD 0805 × 6
13. Rezystor 10K ohm 0603 Pakiet SMD × 6
14. Kondensator, pakiet 220 µF SMD × 1
15. Kondensator, pakiet SMD 470 µF × 1
16. Pakiet kondensatorów 1000 uF SMD × 1
17. Kondensator 22 uF 0402 pakiet SMD × 2
18. Gniazdo XH2.54 2P × 6
19. Gniazdo XH2.54 3P × 2
20. Gniazdo XH2.54 4P × 1
21. Przewód XH2.54 2P × 6,5 to pojedynczy nagłówek, 1 to podwójny nagłówek.
22. Przewód XH2.54 3P × 1
23. XH2.54 4 P drut podwójny nagłówek × 1
24. Przycisk przełącznika × gniazdo 5PH2.0 2P × 6
25. Pojedynczy nagłówek PH2.0 2P × 6
26. KF-235 Zacisk sprężynowy × 8
27. Świetlówka UVC (długość fali krótsza niż 285nm) × 2
28. Sterownik lampy UVC (obsługuje 2 lampy na 1 sterowniku) × 1
29. Rezystor wysokonapięciowy 5,6M omów × 1
30. Rezystor cementowy 1 ohm 5 watów × 1
31. Rozdzielczość OLED 128*64, interfejs IIC × 1
32. Płyta MCU LGT8F328P × 1. Płyta kompatybilna z Arduino nano i używam Arduino IDE do jej programowania. To wymaga biblioteki tablicy. Możesz zamiast niego użyć zwykłego arduino nano.
33. Włóknina z włókna węglowego × 1 duży kawałek
34. Folia aluminiowa × 1 (duży rozmiar)
35. podwójna taśma klejąca (duży rozmiar). Możesz zamiast tego użyć taśmy klejącej.
36. Niektóre taśmy piankowe
37. Plastikowa siatka
38. Rzep
39. mały kawałek silnego magnesu
40. Kontaktron, SPST-NO × 1
41. Klips do drutu × 20
42. Gniazdo 2,54 pinowe (15P) × 2
43. Przewód 3P (długość 60 ~ 80 cm) × 1
44. Plastikowe kątowniki o długości 6 metrów
45. Plastikowy kąt trójkąta × 4
46. Gniazdo AC AC-01 × 1
47. Przewód zasilający, 14 AWG × 1
48. Przewód 18 AWG około 1 metra
49. Sworzeń o skoku 5,08 mm ×2, 1 to 2P, inny to 3P.
50. Pusta płyta PP × 5. Rozmiar 50 * 50 cm, grubość 5 mm
51. Pusta deska PC × 3. Struktura wewnątrz deski lepiej przypomina ula. Rozmiar 50*50 cm, grubość 12 mm.
52. Pompa zanurzeniowa × 1. Z gumową rurką.
53. Przełącznik termostatu × 1. Reaguj na temperaturę 100/70 stopni celsjusza.
54. Urządzenie zabezpieczające ESD ESD5B5.0ST1G × 30. Chroń płytę kontrolną przed porażeniem ładunkiem elektrostatycznym.

Narzędzia programowe

IDE Arduino, LCEDA,

Narzędzia ręczne i maszyny produkcyjne

Lutownica

Drut lutowniczy, bezołowiowy

Narzędzie do ściągania izolacji i przecinak do przewodów, druty jednodrutowe i wielodrutowe 30-10 AWG

nóż do papieru

Wycinarka laserowa

Miernik elektrostatyczny (służy do pomiaru pozostałego ładunku statycznego powierzchni.)

Krok 1: Zanim zaczniemy budować, zobaczmy kilka faktów

Czynniki wpływające na ochronę masek

Wielkość porów filtracyjnych - Ze względu na wielkość mikroskopijnych otworów w maskach powietrze przepływa, ale krople wody i cząsteczki kurzu są blokowane. Ale mogą chronić tylko przez kilka godzin, zanim zostaną zablokowane i nie będą już oddychać.

Materiał - maski N95 są wykonane z tak zwanej włókniny elektretowej. Po wykonaniu melt-blown należy go naładować. Ale jeśli wyczyścisz te maski alkoholem lub środkiem dezynfekującym, zniszczy to włókno. Czysta woda nie uszkadza materiału meltblown, ale wyciąga pozostały ładunek elektrostatyczny.

Ładunek statyczny - drobne cząsteczki zgorzeliny znanej jako PM2,5 lub PM0,3 mogą przedostać się przez pory w tkaninie. Aby zatrzymać te cząstki, na włókninową, rozdmuchiwaną warstwę masek medycznych przykładany jest ładunek elektrostatyczny. Ładunek elektrostatyczny przyciąga drobne cząsteczki, takie jak smog, bakterie i wirusy, dzięki czemu przyczepiają się do włókna, jednocześnie umożliwiając przepływ powietrza. To jest różnica między maskami medycznymi a normalnymi maskami z tkaniny. Jednak para wodna pochodząca z normalnej wilgotności powietrza, naszego oddechu i naszego słodyczy może odciągnąć ładunek. To jeden z powodów, dla których eksperci każą nam zmieniać maski co 4 godziny.

Jaki jest nasz proces?

1. Delikatnie myjemy używane maski lub respiratory N95 bez detergentu. To usuwa brud, pot i pozostały na nich ładunek.

2. Maski suszymy powietrzem o temperaturze 56~70ºC przez 30 minut. Jest to oparte na artykułach naukowych, które pokazują, że COVID-19 jest eliminowany powyżej 56ºC.

3. Stosujemy również światło UVC w tym samym czasie lub po procesie suszenia.

4. Maski ładujemy polem elektrycznym wysokiego napięcia. To jest główny cel naszej maszyny. Chcemy zmniejszyć przemysłową maszynę elektretową do rozmiaru biurka, aby każda rodzina lub dom kultury mógł naładować swoje maski.

Dlaczego fabryki masek nie mogą po prostu wyprodukować więcej masek?

Cóż, opowiem wam prawdziwą historię, która wydarzyła się w Chinach. Rząd ostrzegł ludzi, aby nie kupowali nowych masek przed 14 lutego. Powodem jest to, że chociaż uszycie każdej maski zajmuje tylko pół sekundy, a następnie sterylizację 4 lub 5 godzin, rozproszenie par sterylizujących zajmuje do 2 tygodni i jest bezpieczne w użyciu. Dzieje się tak, ponieważ wykorzystują one pary tlenku etylenu, które potrzebują czasu, aby toksyczny gaz rozproszył się przed sprzedażą.

Fabrykom trudno jest szybko zmienić proces, ponieważ są one przeznaczone do masowej produkcji. Nie używają mycia gorącą wodą, ponieważ wyciąga ładunek. Nie stosują gorącego powietrza ani obróbki UVC, ponieważ zajmuje to miejsce i nowy sprzęt. Wykorzystują opary tlenku etylenu, ponieważ nie wpływają na ładunek, ale eliminują zanieczyszczenia bakteryjne podczas produkcji. Jest bardziej wydajny i obniża koszty produkcji masek. W tym kryzysie 15 dni czekania na nas to jak 15 lat. Ponieważ nie potrzebujesz skali fabryki, możemy zmniejszyć rozmiar ogromnych maszyn, których by używali. Ponieważ możemy ponownie zastosować ładunek statyczny, nie musimy się martwić o utratę ładunku podczas odkażania. I nie musimy gromadzić masek, ponieważ można je odnawiać raz za razem.

Przed budową zobaczmy kilka faktów

Na zdjęciu 1 była to stara maska. Do sprawdzenia tego użyłem miernika statycznego. To prawie bezużyteczne. Ładunek statyczny był niski.

Na Rys. 2 nowa maska powinna mieć taką statykę. Zrobiłem eksperyment z ładowaniem. Możesz pobrać surowy załącznik wideo.

Na Rys. 3 możesz zobaczyć wynik naładowanej maski do utylizacji. I to niesamowite, że naładowana maska może mieć znacznie silniejszy ładunek statyczny niż nowa! Moim zdaniem było to spowodowane procesem produkcji masek. Dwa tygodnie opóźnienia przed wysyłką, a dla użytkowników końcowych może to osłabić ładunek statyczny na maskach.

Krok 2: Projekt obudowy

Zbudowałem prototyp z pustych płyt PP, ponieważ są lekkie i wodoodporne. Jednak ze względu na gorące powietrze, które może zmiękczyć deski w środku, zrobiłem trzy piętra pośrodku za pomocą pustych desek z PC. Nie musisz martwić się o obudowę na zewnątrz, ponieważ płyty mogą być chłodzone powietrzem z zewnątrz.

Poniżej pokazuję rozmiar jaki zamierzasz przygotować. Gilotyna do papieru jest wystarczająco ostra do cięcia płyt PP. Możesz użyć wycinarki laserowej, jeśli chcesz być schludny i szybszy.

Najpierw potrzebujemy pustych płyt PP. Mają grubość 5mm.

Żółte i czarne części to plastikowe kąty i trójkąty.

Czwarty obraz to panel sterowania i wyświetlacza. Wielkość otworów zależy od OLED i przycisków. (Ostatni ma pięć okrągłych dziur zamiast 4 powyższych zdjęć, ponieważ mój kolega z drużyny zdecydowanie zasugerował przycisk resetowania)

Na rys. 5 ta płyta utrzymuje pozycję plastikowej siatki, która zawiera maski w środku.

Rysunek 6 pokazuje, jak wygląda pusta płyta PC. Jest mocny i ma zdolność przetrwania 100ºC w upale. W rzeczywistości może przekroczyć specyfikację 100°C. Jest grubsza niż użyta przez nas pusta płyta PP i ma około 12 mm grubości. Potrzebujemy 3 sztuki 45 x 45 cm.

Posiada szufladę PP służącą do mycia zbiorników. W tym rozmiarze możemy umieścić w nim 6 masek. Oczywiście można nałożyć więcej, ponieważ maski chirurgiczne są cienkie. W przypadku respiratorów N95 lepiej użyć plastikowej siatki, o której mowa później, aby ścisnąć je, aby zaoszczędzić miejsce. Nie martw się, wyciskanie masek ochronnych N95 nie uszkodzi ich włókien.

Użyłem wydrukowanych w 3D plastikowych kątowników zamiast tych, które znalazłem później w Internecie, gdy braliśmy udział w MIT Hackathon Challenge „Africa Takes on COVID-19”. Korzystanie z prawdziwych kątowników z tworzywa sztucznego będzie tańsze, ale wymaga czasu.

Następnie na podłodze każdej warstwy umieściłem deski PC. Płyty te były mocniejsze niż puste płyty PP i mogą wytrzymać gorące powietrze bez obawy o integralność strukturalną. Jest jednak droższy, więc użyłem tylko 3 sztuk, każda 45 x 45 cm i grubości 12 mm. Pokazane wcześniej płyty PP dobrze sprawdzają się na zewnątrz pudełka, ponieważ mogą zachować swoją wytrzymałość, ponieważ są wystawione na chłodniejsze powietrze na zewnątrz pudełka.

Krok 3: Jak działa ładowanie statyczne?

Główną zasadą naszego boxu jest odnawianie masek z powodu ładowania elektrostatycznego. Zasadniczo zbudowałem pomniejszoną maszynę elektretową. To jest początek idei projektu Mask Aid. Ponieważ w pierwszej fazie epidemii było mało włókien melt-blown, niektórzy ludzie zaczęli zastanawiać się, jak ponownie użyć masek do utylizacji. Eksperymentowaliśmy z wieloma sposobami ładowania ładunków elektrostatycznych na starych maskach do utylizacji. Jest tu zbyt wiele, by wymienić, więc skupię się na efekcie końcowym. (Sprawdź naszą historię na stronie projektu Mask Aid, jeśli jesteś ciekawy.)

Pierwsze zdjęcie pokazuje, jak w fabryce wykonywany jest materiał warstwy środkowej masek: napięcie maszyny osiąga około 120 kilowoltów. W wyniku procesu zwanego rozpadem dielektrycznym włókno w środku struktury podobnej do kondensatora zostaje naładowane. Technicznie nie jest to jednak całkowity awaria, ponieważ nie może być żadnych iskier lub maszyna może spalić włókno. Nawiasem mówiąc, kluczową częścią procesu jest użycie „elektro-korony”, więc prywatnie żartujemy, że walczymy „Corona vs Corona”.

Ponieważ mówimy o wysokim napięciu, niektórzy mogą martwić się o jego bezpieczeństwo. Po pierwsze, nie dotkniesz go. Po drugie, nie możemy mieć drogich, potężnych, gigantycznych maszyn siedzących w naszym salonie. Po trzecie, prawo Joule'a jest niesamowite! Zwiększamy napięcie 5V do 400KV, więc prąd jest zbyt niski, aby był śmiertelny. Tasery są znacznie bardziej niebezpieczne.

Elektro-korona jest złotym środkiem między całkowitym załamaniem dialektycznym a otwartym obwodem. Korzystając z prawa Ohma i niektórych danych, które znalazłem w Internecie, wybrałem rezystor wysokonapięciowy o wartości około 5 lub 6 milionów omów. Może to kontrolować prąd, jednocześnie zapobiegając iskrzeniu. Drugie zdjęcie pokazuje, jak wyglądają rezystory wysokonapięciowe.

Trzecie zdjęcie to generator wysokiego napięcia. Przewody czerwony i zielony to wejścia dodatnie i ujemne. Potrzebujesz miernika statycznego, aby sprawdzić ładunek wyjściowy. Jest tania i można ją dużo zmarnować. (Tasery, zabójcy komarów) Jednak po kryzysie COVID-19 dowiedziałem się, że w USA i Europie jest cholernie drogi. Większość z nich jest sprowadzana z Chin i są naprawdę tanie. (Zabawny fakt, że rolnicy w Chinach używają go do odwożenia zwierząt do domu.)

Gdy jest włączony, jego ciało staje się gorące, ponieważ tworzy bliskie zwarcie. Moduł nie został zaprojektowany do pracy w ten sposób. Został zaprojektowany do pracy tylko przez kilka sekund na raz. Musieliśmy, aby działał nieprzerwanie, więc go zhakowaliśmy.

Pomiędzy zasilaniem a dodatnim wejściem umieszczamy rezystor ceramiczny o impedancji 1 om.

W rezultacie modyfikacja obwodu będzie ostatnim obrazem.

Krok 4: Budowanie słupów odprowadzających

Na początku epidemii badałem opcje materiałów, których mógłbym użyć w swoich prototypach. Części nie mogły być ograniczone ani zbyt drogie. Jedną z frustracji były dostępne na rynku szczotki wyładowcze. Były skuteczne, ale wykonane z włókna węglowego, więc były drogie. Ponadto, ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na maszyny do produkcji masek, ich cena była około 50 razy większa od normalnej.

Musiałem więc zmienić perspektywę. Osoby pracujące w branży układów scalonych są bardzo zaniepokojone ładunkami elektrostatycznymi, ponieważ mogą one zepsuć produkt. Wykorzystują wiele sposobów ochrony przed ładunkami elektrostatycznymi. Materiał, którego używają jako przewodnik, nie jest tak dobry jak metal, ale stale odprowadza ładunek elektrostatyczny. Okazało się, że materiał jest znacznie tańszy, jeśli wiesz, jak je zhakować. Możesz znaleźć ten materiał w B. O. M. lista tej instrukcji.

Zrobiłem dwie tablice odprowadzające (jedna jest czarna, bo skończyła mi się biała taśma izolacyjna). W końcu zakopałem pod nimi drut jako połączenie.

Krok 5: Budowa modułu wentylatora gorącego powietrza

Dlaczego zamiast tego nie skorzystać z suszarki do włosów? Na początku eksperci sugerowali, że powinniśmy używać suszarek do dezynfekcji masek. Zauważyli jednak również, że ludzie nie powinni ich używać zbyt długo, ponieważ może to uszkodzić suszarki. Ponadto wiele osób nie jest wystarczająco cierpliwych, aby trzymać suszarkę do włosów przez pół godziny. Również kontrola temperatury w suszarkach nie jest tak dokładna. Po przegrzaniu powietrze może stopić maski utylizacyjne.

Zbudowaliśmy więc taką pokazaną na Rysunku 1. Ogrzewanie tak dużej warstwy wymagałoby zbyt dużej mocy. Wybraliśmy grzałkę PTC taką, jaką można znaleźć w jednostkach klimatyzacyjnych. Łączymy go z wentylatorem bezszczotkowym DC, który był dość mocny przy 12 V 0,6 A. Użyłem kilku śrub, aby przymocować PTC do wentylatora, który Zdjęcie 2 pokazuje szczegóły.

Mieliśmy dwa sposoby kontrolowania temperatury: jeden przez lutowanie przełącznika termostatu na PTC, drugi przez użycie czujnika DHT11, aby poinformować MCU, kiedy wyłączyć urządzenie grzewcze. Użyłem obu.

Krok 6: Leczenie UVC

Promieniowanie UVC zabija bakterie i wirusy. Wiele osób wie o tej technologii. Problem polega na tym, że niewiele osób zna różnicę między UVA, UVB i UVC. Niektórzy myślą, że są takie same. Właśnie dlatego, gdy wybuchła epidemia, na rynku pojawiły się fałszywe lampy UVC. W naszym projekcie ufamy tylko UVC, w przeciwieństwie do światła, z którego korzystają maszyny do polerowania paznokci.

Tutaj znowu stanąłem przed trudnymi wyborami. Wiedzieliśmy, że istnieją trzy sposoby wytwarzania UVC, z których najczęstszym jest gorąca katoda (HCFL), rzadszy jest zimna katoda (CCFL), a następnie jest UVC LED. Ze względu na środowisko i transport początkowo wydawało się, że UVC LED jest najlepszym wyborem. Ale – w końcu wybraliśmy CCFL z wielu powodów. Jak powiedziałem wcześniej, nie chcieliśmy części, które są ograniczone lub zawyżone. Wiele badań dotyczyło tego, jak zdecydowaliśmy się na CCFL.

Zainstalowałem dwie rurki w pudełku, jedną na podłodze warstwy środkowej, a drugą na suficie. Przykleiłem kilka spinaczy do drutu, aby trzymać rurki.

Lampy UVC z zimną katodą i płyta sterownicza były tanie, ale wciąż wydajne. Działają przy 12 V i zużywają 10 watów całkowitej mocy. W artykule naukowym stwierdzono, że 15 minutowa ekspozycja na powierzchnie UVC może zabić prawie wszystkie bakterie. Uznaliśmy, że dobrze będzie sparować go z gorącym powietrzem.

PS Pierwotny drut na rurkach był za krótki, więc musimy uciąć i przylutować dłuższe druty, aby je przedłużyć.

Krok 7: Funkcja prania

Możesz zapytać, po co myć maskę, jeśli usunie cały pozostały ładunek elektrostatyczny?

Mycie jest opcjonalne. Po pierwsze, nie martwimy się utratą ładunku statycznego, ponieważ możemy później doładować. Głównym celem mycia masek chirurgicznych lub respiratorów N95 nie jest eliminacja bakterii, ale usunięcie kurzu blokującego przepływ powietrza. Ładunek statyczny nie tylko przykleja się do wirusów, ale także do drobnych drobinek kurzu. Oczyszczanie gorącym powietrzem może zabijać bakterie, ale nie usuwa kurzu. Ludzki pot i tłuszcze również blokują powietrze, podobnie jak trądzik na twarzy. Po zapoznaniu się z właściwościami materiału melt-blown, najlepszym dostępnym wyborem była woda. Może rozpuszczać sole mineralne i rozpuszczalne plamy oraz zmywać nierozpuszczalne cząsteczki, gdy zniknie ładunek elektrostatyczny. Jednak więcej niż tylko moczenie, potrzebujesz wody, aby płynąć. Użyłem więc małej pompy zanurzeniowej i krótkiego kawałka plastikowego węża. Na pompę przykleiłem kawałek dwustronnej taśmy samoprzylepnej, aby przymocować ją do ściany zbiornika na wodę. Przedłużyłem też przewody do około 50cm dłuższe.

Jeśli chcesz lepiej prać, sugeruję włożenie grzałki do środka. Pomaga to zabijać bakterie i rozpuszczać plamy. Byłaby to wielka pomoc w zimnych krajach. Pamiętaj, aby dodać czujnik lub przełącznik termostatu, aby kontrolować temperaturę wody.

Krok 8: Inne akcesoria

Potrzebne są dwa kawałki plastikowej siatki, wymienione na liście materiałów, aby utrzymać maski na miejscu podczas ich prania i dmuchania. Respiratory N95 można zgnieć tak, aby pasowały do siatki i nie uszkadzały ich. Potrzebujesz opasek zapinanych z jednej strony, aby zrobić zawias, aby mógł działać jako siatka.

Ekspozycja na promieniowanie UVC jest szkodliwa dla ludzi, dlatego potrzebujemy drzwi, aby ją zablokować. Wymyśliłem proste rozwiązanie. Wyciąłem kawałek pustej deski PP o wymiarach 45 x 14 cm. Wywierciłem 4 otwory o średnicy 4 mm każdy w 4 rogach i przełożyłem przez nie 4 plastikowe nity. Płytę można następnie umieścić pomiędzy szczelinami pustej płyty PC. Na koniec przyklejam rzepy z dwóch stron pudełka i na drzwiach, aby je zakryć. Wyglądało to szorstko, ale działało. Możesz go ulepszyć za pomocą zawiasu lub kontaktronu z magnesami, aby był bardziej bezpieczny jak drzwi do kuchenki mikrofalowej.

Umieściłem na płycie OLED i 5 przycisków (cztery funkcje i jeden reset awaryjny). Wszystkie przyciski zostały przylutowane przewodami XH2.54 2P. OLED wymagał podwójnego przewodu XH2.54 4P do podłączenia.

Krok 9: Tablice kontrolne

Ten prototyp wymagał wielu drobnych ulepszeń, aby działał lepiej, więc zostawiłem kilka wtyczek na płycie. Były to: wyłącznik drzwiowy, czujnik temperatury do zbiornika na wodę i jeszcze dwa wejścia analogowe. Ponieważ istnieje duże prawdopodobieństwo błędów spowodowanych ładunkiem elektrostatycznym, który również generuje dużo jonów w powietrzu, na płytce znajduje się szereg elementów zabezpieczających przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Ponadto oczekiwanie na płytkę od producentów PCB zajmuje mi 3 dni, nieco dłużej niż szacowano ze względu na skutki uboczne COVID-19.

Do narysowania tablicy użyłem LCEDA. Pic2 przedstawia renderowanie 3D. Z powodu braku niektórych bibliotek komponentów są 2 puste miejsca. Jednym z nich jest zasilacz 110V/220V AC do 5V DC, umieszczony w prawym górnym rogu płytki. Kolejny to moduły LM2596 ułożone na pół. Możesz zobaczyć, jak tablica wygląda w rzeczywistości na Rys. 3.

Rysunek 4 to zasilacz impulsowy AC-DC 110/220 V na 12 V. W tym urządzeniu są trzy rodzaje zasilania: prąd przemienny, prąd stały 12 V i prąd stały 5 V. Ze względu na stabilność umieściłem kolejny moduł AC-DC 5 V specjalnie dla MCU, czujników i sterowania przekaźnikami. Były elektrycznie odizolowane od pozostałych siłowników.

Panel wysokiego napięcia powinien być umieszczony z dala od pozostałych płyt. Gdy jest włączony, usłyszysz brzęczenie przypominające brzęczenie komara. To wyładowanie elektro-korona. Pic 5 i Pic 6 to panele wysokiego napięcia.

Ostatnie zdjęcie pokazuje każdą funkcję podłączoną do tablicy.

Krok 10: Uruchom test

Przyjrzyjmy się, jak korzystać z Boxa z filmu 1.

Kupiłem miernik PM2,5, który był wcześniej używany w czyjejś dekoracji domu. Testowałem kilka razy. Surowe filmy pokazują wynik testu. Żółta cyfra to wartość PM2,5.

Wideo 2: Stara maska bez czyszczenia i ładowania

Film 3: Testowanie maski umytej PM2,5 bez ponownego ładowania. Zachowywał się gorzej niż stara maska.

Film 4: Maska umyta do testu PM2,5 po naładowaniu. Odzyskał zdolność blokowania aerozoli i drobnych cząstek.

Krok 11: Załączniki

Tutaj dzielę się kodem i schematem. Potrzebujesz 123D Design, aby otworzyć plik szkicu lub makiety.

Krok 12: Coś, co chcesz powiedzieć

Ponieważ pandemia wciąż szaleje na świecie, chcemy udostępniać i udostępniać zestaw, aby pomóc ludziom. Uruchomiliśmy finansowanie społecznościowe i chcemy dowiedzieć się, ile osób tego potrzebuje.

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

W kampanii pojawił się inny rodzaj Mask Reborn Box. Tutaj pokazuję pracę Jasona, film testowy Semi-PMRB PM0.3.