Caixa de desinfecção UV-C - Versão Básica Tutorial: 11 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Por Steven Feng, Shahril Ibrahim e Sunny Sharma, 6 de abril de 2020

Agradecimentos especiais a Cheryl por dar feedbacks valiosos

Para obter a versão google doc desta instrução, consulte

Aviso

Luzes UV-C usadas neste projeto podem ser perigosas, por favor, tome os devidos cuidados conforme recomendado na parte de precauções deste tutorial ao construir este projeto. Por favor, note que mantenha isso longe de crianças e animais de estimação, pois eles podem se machucar pela exposição acidental aos raios ultravioleta. Além disso, a luz ultravioleta pode degradar o plástico e outros materiais ao longo do tempo, por isso é recomendado verificar a funcionalidade do produto mensalmente, colocando uma câmera dentro do recipiente para ver se as luzes ultravioleta acendem de acordo com os comportamentos esperados

Objetivo do projeto

Neste projeto, vamos construir um recipiente de desinfecção usando lâmpadas UV-C para desinfetar dispositivos pessoais, como telefones, carteiras e muito mais. Isso é especialmente útil na atual pandemia COVID 19, pois o risco de contrair o vírus está cada vez mais alto e, portanto, é importante desinfetar regularmente e rotineiramente seus produtos pessoais, como telefone, carteira, chaves e muito mais de maneira sustentável, uma vez que suprimentos de limpeza e compressas embebidas em álcool são escassos.

Esperamos ser capazes de criar uma solução sustentável para desinfetar regularmente esses pequenos produtos pessoais em um tutorial simples usando utensílios domésticos comuns e materiais que podem ser facilmente encontrados online e na maioria das lojas de ferragens. Esperamos ter isso quase como parte de sua mobília por design, colocando-o na porta da frente de sua casa e permitindo que você coloque naturalmente esses itens na caixa para desinfecção, conforme você entra, e então os recolhe 15 minutos mais tarde.

Informações básicas A luz UV-C é um subconjunto da luz ultravioleta, com um comprimento de onda de aproximadamente 254 nanômetros. As lâmpadas UV-C não existem naturalmente e são germicidas, pois os germes não têm uma resistência natural a ela. Isso é particularmente útil durante a pandemia de COVID-19 porque o coronavírus pode viver em superfícies por até 72 horas [1]. Assim, como resultado, você pode facilmente recontaminar suas mãos tocando nesses dispositivos pessoais que podem ter vestígios de coronavírus e serem infectados, apesar de lavar as mãos com frequência. De acordo com um artigo de pesquisa de Meecahn e Wilson, 2006 [2], as lâmpadas UV-C levam cerca de 12,5 minutos para ficarem germicidas, portanto, por precaução extra de segurança, aumentaremos o cronômetro para 15 minutos (900 segundos).

Para garantir que todas as superfícies do item que desejamos desinfetar sejam desinfetadas adequadamente, usaremos painéis de folha de alumínio para espalhar as luzes uniformemente em todas as superfícies da caixa. Além disso, usaremos uma rede para suspender o objeto que desejamos desinfetar para que as partes de trás também possam ser desinfetadas adequadamente.

Fonte:

[1] The Guardian (2020), Quanto tempo o coronavírus vive em superfícies diferentes. Obtido em:

[2] P. J. Meechan, et al (2006) Use of Ultraviolet Lights in Biological Safety Cabinets: A Contrarian View. Obtido em

Dificuldades:

Eu dividi o projeto em 2 níveis de dificuldade, básico e avançado (com base em suas habilidades técnicas).

O Basic terá os recursos principais, mas menos requisitos de hardware e é mais fácil de construir. Ele usa um interruptor de porta-lâmpadas para controlar a lâmpada, sem recursos de segurança adicionais. O Advanced possui recursos de segurança adicionais para permitir que a luz acenda apenas quando a caixa estiver fechada, detecta objetos na caixa com sensores integrados.

Básico: Requer apenas 2 lâmpadas, suportes, papelão, rede e alumínio, não requer programação nem experiência elétrica.

Avançado: Arduino, sensor de interruptor, sensor ultrassônico, etc. programação básica e experiência elétrica necessária.

• O sensor do interruptor é usado para detectar a abertura ou fechamento da caixa
• Sensor ultrassônico para detectar objetos na caixa
• Arduino como um microcontrolador para orquestrar o sensor do interruptor, o sensor ultrassônico e dar uma indicação de status por meio de 2 luzes LED na parte externa da caixa

Observação: neste tutorial, cobriremos o nível básico de dificuldade, verifique meu outro tutorial para a variante avançada se você estiver familiarizado com hardware ou interessado em aprender:)

Link para o tutorial avançado:

Etapa 1: uso

Uso:

1. Plugin the box
2. Coloque os itens a serem desinfetados na caixa, certifique-se de que a tampa esteja fechada e que não haja nenhuma lacuna em qualquer lugar para permitir que as luzes ultravioleta vazem
3. Ligue a lâmpada manualmente, ligando o interruptor
4. Aguarde 15 minutos e desligue a luz UV-C usando o interruptor
5. Retire o item
6. AVISO: Não coloque a mão na caixa ou abra a caixa quando a luz ultravioleta estiver acesa

Etapa 2: Isenção de responsabilidade e precauções

Isenção de responsabilidade

Para segurança de luz UV, POR FAVOR, leia as informações de segurança UV fornecidas abaixo antes de iniciar este projeto:

Precauções de saúde:

1. De acordo com Meechan, 2006 [2], as lâmpadas UVC não são normalmente encontradas na natureza e são extremamente perigosas para os humanos. Evite a exposição direta à lâmpada e nunca olhe diretamente para a lâmpada, pois a luz UVC pode causar queimaduras graves na pele e na retina e possivelmente causar câncer

   1. Eu recomendaria comprar um protetor facial resistente a UV-C e luvas para proteção de segurança extra, semelhante a este:
   2. Verifique primeiro seus fornecedores locais, pois eles costumam ser mais baratos e com tempo de remessa mais rápido.

2. Neste projeto, você trabalhará com corrente alternada de 110 V, que pode ser letal. Tenha muito cuidado ao trabalhar no projeto e nunca trabalhe em fios energizados. A folha de alumínio no projeto também é condutora, tome cuidado e não seja eletrocutado por fios vivos que tocam a folha de alumínio

   1. Algumas precauções que você pode tomar incluem:

      1. Nunca trabalhe no projeto quando e qualquer componente estiver conectado à eletricidade
      2. Para juntas elétricas expostas, certifique-se de que não entrem em contato com folha de alumínio ou outras juntas elétricas. Você também pode considerar a construção de gabinetes para essas juntas expostas usando papelão
3. Plástico e muitos outros materiais serão considerados sob constante exposição aos raios ultravioleta, então, por favor, inspecione novamente a funcionalidade da caixa com lâmpadas regulares ou uma câmera dentro da caixa para se certificar de que o recipiente está funcionando corretamente

Etapa 3: Licença

Este projeto está licenciado pela Creative Commons Attribution License, o que significa que você pode:

Compartilhe - copie e redistribua o material em qualquer meio ou formato

Adapte - remixe, transforme e desenvolva o material para qualquer propósito, mesmo comercialmente.

Sob os seguintes termos:

Atribuição - você deve dar o crédito apropriado, fornecer um link para a licença e indicar se as alterações foram feitas. Você pode fazer isso de qualquer maneira razoável, mas não de qualquer forma que sugira que o licenciante endossa você ou seu uso.

ShareAlike - Se você remixar, transformar ou desenvolver o material, deverá distribuir suas contribuições sob a mesma licença do original.

Sem restrições adicionais - Você não pode aplicar termos legais ou medidas tecnológicas que restrinjam legalmente outras pessoas de fazerem qualquer coisa que a licença permita.

Etapa 4: lista de materiais - básico

Componentes

Abaixo está a lista de compras que criei quando construí a caixa de desinfecção

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

Adaptador de lâmpada para fio E17

Como alternativa, você pode usar um plugue para uma lâmpada de tamanho diferente e, em seguida, usar um adaptador ou soldar diretamente

Folha de Alumínio

• Para máxima reflexão. Alternativamente, espelhos ou qualquer coisa reflexiva também funcionariam
• Recipiente de armazenamento Veja sugestão de recipiente de armazenamento abaixo

Rede

Uma forma de manter o objeto suspenso para irradiar a parte traseira. Usei um saco de roupa suja para este fim. Alternativamente, você pode usar uma rede de plástico que segura frutas ou qualquer tecido com muitos furos

Lâmpada UVC

• Escolha uma lâmpada UV-C com um comprimento de onda em torno de 254 nm, pois as lâmpadas UV-A e UV-B (como luzes negras) NÃO são germicidas
• Idealmente, você deve tentar encontrar uma lâmpada padronizada (E26, E27), caso contrário, você pode usar uma lâmpada E17 e um adaptador ou lâmpada de substituição e soldar o lado + (parte inferior da lâmpada) e o lado - (lados da lâmpada) ao fio terra. Faça isso apenas se você for um eletricista experiente.
• O número de lâmpadas necessárias depende do tamanho da caixa e da potência da lâmpada. Não há uma resposta definitiva. Normalmente, 2 lâmpadas, cerca de 3W cada ou 1 lâmpada em torno de 10W seriam suficientes para uma caixa de 30cm x 20cm x 20cm

Cartão

A placa de espuma também funcionaria, pois atuam como suporte dentro da caixa

Contêiner de armazenamento

• A caixa pode ser feita em qualquer material e o tamanho depende muito da sua necessidade.
• Você pode usar uma caixa de banqueiro, uma caixa de sapatos. No meu caso, encontrei uma caixa de armazenamento na Amazon. O tamanho depende de quantos dispositivos você deseja armazenar nele.
• Eu sugeriria pelo menos 30cm x 20cm x 20cm. O tamanho das lâmpadas UV-C e do adaptador pode variar, certifique-se de ler o resto das instruções primeiro e reserve espaço suficiente para as lâmpadas

ToolsSoldering Kit (opcional)

se você não quiser soldar, use fios de jumper macho para macho e macho para fêmea

Pistola de cola quente

Você também pode usar fita dupla-face ou cola, alternativamente

Ferramenta de corte

Você pode usar uma faca exata, tesoura ou recorte de lata com base na disponibilidade

Furar

Usei uma furadeira elétrica com broca de 5 mm para o LED, você também pode usar ferramentas de corte para fazer furos na caixa de armazenamento

Kit de costura

Para a rede, como alternativa, você também pode usar apenas cola ou fita adesiva

Etapa 5: construir painéis laterais de alumínio

O objetivo do Alumínio é adicionar outra camada de proteção para evitar o vazamento de luz ultravioleta e adicionar refletividade da luz ultravioleta para que todos os lados fiquem expostos aos raios ultravioleta uniformemente

1. Meça a dimensão interna do recipiente de escolha e faça recortes de papelão nele2. Cole uma camada de papel alumínio sobre esses recortes de papelão para maximizar a reflexão e permitir que as luzes ultravioleta se distribuam uniformemente

Lembre-se de colocar papel alumínio no lado interno da tampa

Nota: de acordo com a pesquisa feita por Pozzobon, V., et al (2020), o lado brilhante da folha de alumínio oferece melhor reflexão especular, enquanto o lado fosco oferece uma reflexão melhor difusa. (Veja a Figura 3). Isso significa que se você quiser que a luz se espalhe uniformemente pela caixa, use o lado fosco do alumínio no painel. Se você quiser lâmpadas de alumínio concentradas em uma determinada parte da caixa, com alguns pontos relativamente mais escuros, eu recomendaria usar o lado brilhante da folha de alumínio.

Pozzobon, V., et al (2020) Medições domésticas de folha de alumínio fosco e refletividade do lado brilhante: Aplicação a um projeto de concentrador de luz de fotobiorreator. Obtido em 13 de abril de 2020, em

Etapa 6: Corte de orifícios

Em um dos cantos, faça cuidadosamente um recorte grande o suficiente (cerca de 2 cm x 3 cm) para um único plugue passar, isto é para que os fios passem no futuro. Uma ferramenta que achei muito eficaz para cortar papelão grosso é o recorte de estanho. Mas você também pode usar uma faca Exacto ou uma tesoura.

Nota: Na imagem abaixo, colei o tamanho do recorte para dar mais força e a caixa não desfiar

Faça pequenos furos nas laterais da caixa para melhor ventilação e dissipação de calor

Etapa 7: Teste Inicial - Comportamento Esperado

Parafuse lâmpadas convencionais no soquete de luz, use o interruptor fornecido no soquete para ligá-lo e desligá-lo, para se certificar de que o adaptador do soquete está funcionando

Etapa 8: construção de proteção da lâmpada UV-C

1. O objetivo do protetor de lâmpada UV-C é bloquear as luzes da lâmpada de brilhar diretamente para cima (em seus olhos quando você acidentalmente abre a caixa) e redirecionar a luz para baixo, onde o objeto que você está tentando desinfetar está. Consulte a 2ª e a terceira imagens como referência de instalação
2. Corte dois pedaços de papelão para fazer 2 refletores de lâmpada, com largura de cerca de 8 cm e comprimento de cerca de 3,5 vezes o diâmetro da lâmpada UV-C de escolha.

3. Dobre-o em um triângulo retângulo na borda mais longa e curve a hipotenusa do triângulo retângulo pressionando na superfície

   Isso tornará mais fácil instalar os adaptadores de luz para as lâmpadas UVC porque se ajustará melhor ao tamanho da lâmpada

4. Coloque papel alumínio também ao longo do lado da hipotenusa. Este é o refletor de lâmpada, que também é responsável por redirecionar as luzes ultravioleta para baixo e bloquear a luz ultravioleta de brilhar e prejudicar diretamente os olhos do usuário se os dispositivos de segurança falharem.
5. Nota: Os cofres contra falhas incluem os sensores do interruptor e os sensores ultrassônicos que desligam as luzes UVC automaticamente quando a caixa é aberta

Etapa 9: construir a rede de suspensão

Usei um saco de roupa suja para a rede, o ideal é que você só precise de um pedaço de tecido que seja translúcido e que possa ser transparente pelo sensor ultrassônico. Alguns exemplos desses materiais incluem sacos de frutas (consulte a 4ª imagem para esta etapa), sacos de roupa suja, telas de janela, etc.

1. Dobre os lados da rede e costure os lados no lugar, de forma que as bordas fiquem firmes nas bordas. Isso tornará esta etapa muito mais fácil (consulte a 1ª imagem para esta etapa)

   Você também pode considerar colar as laterais, mas não ficará tão bonito quanto costurar

2. Construa uma moldura para a rede de forma que você não tenha que colar diretamente nas paredes de alumínio e, com sorte, isso tornará o reparo mais fácil. Você pode construir esta moldura do zero usando papelão ou usando a caixa que você encontra em uma dúzia de bebidas enlatadas, cavada de dentro para fora. (Consulte a 2ª imagem para esta etapa)
3. Espalhe a rede ao longo da lateral, cole-a no lugar, certifique-se de que a rede esteja esticada (consulte a 3ª imagem para esta etapa)

Etapa 10: Concluindo …

Cole o refletor de luz que construímos anteriormente no local, coloque lâmpadas UV no adaptador de tomada de luz e prenda (ou cole) no refletor. (Consulte a 1ª imagem para esta etapa)

Cole a placa de Perigo UV no topo da sua caixa, porque você não quer que seus convidados abram acidentalmente esta caixa quando a luz UV ainda estiver acesa. Mantenha este item longe de crianças e animais de estimação e parabéns, acabou!

Fique seguro e deseje-lhe boa sorte!

Se você quiser interruptores de segurança adicionais, verifique o tutorial avançado

Etapa 11: Entre em contato comigo

Se você tiver alguma dúvida sobre qualquer parte deste projeto, por favor, comente abaixo e tentarei o meu melhor para respondê-las:)