Substituição de lâmpadas cirúrgicas usando circuito de LED: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Instruções passo a passo sobre como construir e implementar o sistema de lâmpada cirúrgica de substituição usando um circuito de LED desenvolvido por Mohammed Shafir e Zoe Englander como parte do curso BME 262-Design para o Mundo em Desenvolvimento na Pratt School of Engineering, Duke University.

Este sistema proporcionará uma substituição de baixo custo e longa duração para lâmpadas cirúrgicas difíceis de adquirir no mundo em desenvolvimento. Estas instruções explicam como usar o sistema de lâmpada de reposição com componentes e ferramentas incluídos no kit. Dispositivos no mundo em desenvolvimento que requerem lâmpadas para desempenhar sua função são de uso crucial na prestação de cuidados médicos. No entanto, um grande problema com o uso desses dispositivos no mundo em desenvolvimento é que, uma vez que as lâmpadas quebram ou queimam, as lâmpadas de reposição são muito caras ou difíceis de adquirir. Assim, muitos dispositivos que são completamente funcionais de outra forma não estão sendo usados porque não têm lâmpadas que funcionem. Um dispositivo médico crítico que sofre desse problema são as lâmpadas cirúrgicas usadas na sala de cirurgia. Essas luzes são de uso crítico para o cirurgião ao iluminar a área de interesse durante a cirurgia. A ausência dessas luzes prejudica seriamente a capacidade dos cirurgiões de tomar decisões informadas e também restringe a realização de cirurgias a intervalos no dia em que há luz suficiente para iluminar a sala. Corrigimos esse problema com um sistema de substituição de lâmpadas que permitirá ao usuário substituir lâmpadas convencionais em lâmpadas cirúrgicas comumente usadas por um novo sistema de iluminação composto de lâmpadas de Diodo Emissor de Luz (LED). As lâmpadas LED são muito mais eficientes do que as lâmpadas convencionais de tungstênio ou halogênio, consomem menos energia, são mais rígidas (devido à ausência de peças móveis) e têm uma vida útil muito mais longa. Portanto, o sistema de iluminação LED terá uma vida útil muito mais longa, será mais barato para operar e não se quebrará tão facilmente. O sistema de iluminação LED só precisará ser instalado uma vez e não precisará ser substituído por muitos anos. Além disso, este sistema é compatível com muitos tipos diferentes de lâmpadas, com uma variedade de lâmpadas diferentes. Este sistema utiliza a base da lâmpada original, de forma que o circuito pode ser feito para ser compatível com quase todos os tamanhos e formatos de lâmpada. O sistema funcionará com qualquer lâmpada que use entre 7 e 24 volts DC.

Etapa 1: Lista de peças

A lista de peças para este projeto é mostrada na tabela abaixo. As peças e ferramentas adicionais necessárias para a construção deste dispositivo são:

1.) Uma placa de circuito impresso em branco 2.) Fios de conexão finos 3.) Um martelo 4.) Ferro de soldar 5.) Fio de solda 6.) Krazy Glue O National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Current Buck Regulator é usado como dispositivo regulador de corrente. Um conjunto detalhado de instruções pode ser encontrado na folha de dados deste dispositivo. Seguindo essas instruções, o projetista do circuito pode determinar as classificações dos componentes externos necessários para atender às suas necessidades.

Etapa 2: Criação de PCB

Imprima o layout do PCB fornecido aqui em uma transparência. Pegue uma placa PCB, corte no tamanho certo e coloque a transparência entre a placa e a luz em uma sala escura. Coloque um pedaço de vidro sobre a transparência para manter o desenho e a transparência alinhados. Certifique-se de que a transparência esteja orientada corretamente e que o papel de proteção esteja removido. Após cerca de 7 minutos sob a luz, coloque a placa em um banho de fluido revelador. Use luvas para proteger as mãos e tome cuidado para não respingar líquidos na roupa. O fluido revelador deve ser de 1 parte de revelador para 10 partes de água.

Em seguida, coloque o PCB em uma panela com solução de corrosão. Agite a frigideira para acelerar o processo de gravação. Também é útil aquecer ligeiramente a solução. Mantenha o PCB na solução até que todo o cobre seja removido, exceto onde o projeto do circuito está impresso na placa. A solução de corrosão vai manchar sua roupa, por isso tome muito cuidado para não respingar em você. Enxágue bem a placa impressa para remover todos os fluidos. O layout impresso é projetado para que dois circuitos e duas almofadas de LED possam caber em uma placa PCB. Separe essas quatro peças com uma serra. Apare qualquer placa excedente para tornar o circuito o menor possível. Finalmente, faça os furos onde os componentes serão fixados usando uma broca muito pequena. Os locais onde você precisa perfurar são mostrados como pequenos círculos no layout do PCB. Usamos o ExpressPCB para projetar esta placa. Como este circuito usa dispositivos montados em superfície, o projeto da almofada de solda precisava ser feito para cada componente individual.

Etapa 3: Colocando componentes na placa PCB

Cubra o PCB impresso em fluxo. Solde cuidadosamente todos os componentes na placa com um fio de solda fino e uma ferramenta de solda. O layout de como fazer isso corretamente pode ser visto na imagem da etapa 2.

Etapa 4: Conectando a lâmpada LED e os fios de fixação

Solde a lâmpada LED ao pedaço de PCB com a almofada de LED impressa. Cole este pedaço de PCB no final do circuito para que as duas partes formem um T. O objetivo é ter o LED perpendicular ao circuito de forma que a luz fique voltada para baixo quando o circuito estiver na vertical.

Finalmente, solde dois fios de fixação nos orifícios apropriados. Esses fios se prendem às conexões da lâmpada, permitindo que o circuito seja alimentado. O circuito agora está pronto para implementação.

Etapa 5: Remover o vidro da lâmpada quebrada

O primeiro passo necessário na implementação deste sistema é remover o vidro da lâmpada quebrada para expor os contatos que levaram ao filamento quebrado.

Remova a lâmpada quebrada de seu soquete. Coloque a lâmpada quebrada no saco plástico (fornecido) e segure-a por fora na base. Tenha cuidado para não se cortar com o vidro ou bater nos dedos com o martelo. Bata no topo do bulbo cirúrgico quebrado com um pequeno martelo. Tenha cuidado para não bater na lâmpada com muita força. O objetivo é retirar o vidro e expor os contatos que conectavam originalmente o filamento quebrado ao resto da lâmpada.

Etapa 6: conectando o circuito à lâmpada

O próximo passo é conectar o circuito com o LED à lâmpada. Solde os contatos aos fios que saem do circuito.

Aqueça o ferro de solda conectando-o. Em seguida, segure a ponta do ferro de solda na ponta de um pedaço de fio de solda. Isso fará com que o fio derreta. Transfira com cuidado a solda derretida para os contatos enquanto segura os fios do circuito na solda derretida. Deixe a conexão esfriar brevemente e verifique se ela é forte o suficiente. Você pode precisar manter os componentes juntos usando uma pinça enquanto estiver concluindo este processo. ** Cuidado: O ferro de soldar está muito quente, não se queime!

Etapa 7: Testando o sistema

Insira a base da lâmpada com o circuito conectado no soquete da lâmpada, da maneira que você faria com uma lâmpada normal.

Ligue a alimentação da lâmpada e certifique-se de que o LED acende. O teste da intensidade da luz do sistema pode ser feito usando o medidor de luz Lutron LX-103.