Mask Reborn Box: New Life for Old Masks: 12 Passos (com Fotos)

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

Criamos um kit caseiro e acessível para estender a vida útil das máscaras para que você possa se juntar à luta contra a pandemia ajudando sua comunidade

Já se passaram quase cinco meses desde que nasceu a ideia de renovar as máscaras usadas. Hoje, embora em vários países a COVID-19 pareça não ser grave, a maior parte do mundo ainda sofre não só dos corpos, mas também da estrutura da sociedade. Aqui me refiro a alguns registros do site do nosso projeto, Mask Aid Project, para dizer por que o iniciamos.

A equipe do Projeto Mask Aid:

Kalimov Lok

Jason Leong

Torrey Nommesen

John Lee

Daniel Feng

Halima Ouatab

Agradecimentos ao Dr. Jian-Feng Chen, o Acadêmico da Academia de Engenharia Chinesa, e aos membros de sua equipe. Baseamos nosso processo em seu relatório sobre como reutilizar máscaras descartáveis com segurança. Este é o mesmo progresso usado pelo National Center for Biotechnology Information. (Ver Pic 2)

Especialistas do artigo Reutilização de máscaras N95 de Dana Mackenzie com pesquisa do Professor Jian-Feng Chen e colegas da Universidade de Tecnologia Química de Pequim Outra fonte útil de informações que nos ajudou a validar nosso processo é o artigo de Stanford Os respiradores N95 podem ser reutilizados após a desinfecção ? E por quantas vezes? por Lei Liao, Wang Xiao, Mervin Zhao, Xuanze Yu.

Obrigado ao meu companheiro de equipe, Torrey Nommesen. Sem sua correção de vovó e maneiras de se expressar, eu não poderia compartilhar todas as coisas de um jeito nativo de inglês.

Se você quiser ler "como construir" primeiro, pode pular esta parte e pular para a parte do material.

Nasce uma ideia

Kalimov Lok (consultado em

Quando meu país declarou uma emergência, tive um mau pressentimento de que não conseguia definir o que era. Eu realmente não conseguia envolver minha cabeça nisso naquele momento - eu estava em uma névoa. Era 23 de janeiro de 2020.

No dia seguinte, minha mãe veio da Hungria para Xangai para celebrar o Festival da Primavera comigo. Quando a peguei no aeroporto de Pudong, ela estava com uma máscara facial. No dia seguinte, soubemos que houve uma quarentena imposta pelo governo. A minha mãe era professora de biologia em Macau, pelo que percebeu que a situação podia agravar-se muito rapidamente porque Macau tem a maior densidade populacional do mundo. Ela também sabia que seria muito difícil determinar quem carregava o vírus, a menos que fosse diagnosticado. Usar uma máscara não era apenas para nos proteger, mas também para a segurança dos outros. Por isso, ela voltou a Macau dois dias depois para obter cerca de 70 máscaras para mim. Ela os comprou na Hungria, mas estavam marcados como "Fabricado na China". Graças à minha mãe, pude obedecer às leis da China e sair de casa durante a quarentena com uma máscara. Mais tarde, consegui usar essas máscaras para testes.

Como as pessoas ficavam em casa por períodos muito mais longos do que antes, elas estavam aprendendo muito sobre o vírus pela TV e pela internet. Lentamente, comecei a compreender qual era o sentimento ruim que eu tinha antes: embora houvesse mais pessoas infectadas na China do que em qualquer outro lugar, logo se tornaria uma pandemia mundial. A China é o maior fabricante de máscaras faciais do mundo, e a maioria delas é feita em Xiantao, uma cidade ao lado de Wuhan. O suprimento de máscaras do mundo estava vindo do marco zero da epidemia.

As pessoas começaram a perguntar: 'Quão difícil pode ser fazer máscara?' Logo descobrimos: uma máquina pode costurar uma máscara em meio segundo, mas leva uma semana ou às vezes até meio mês para ficar pronta para usar. As máscaras precisam ser esterilizadas com gás epóxi etano e, em seguida, a máscara precisa ser naturalmente arejada antes de ser embalada para envio. Enquanto esperavam que as máscaras fossem feitas, as pessoas estavam por conta própria. Ficou claro que, na melhor das hipóteses, seria o Dia dos Namorados antes que novas máscaras estivessem disponíveis.

Calculei quantas máscaras o povo chinês precisaria. Mais tarde, precisei refatorar, pois se tornou uma pandemia global. Fiquei chocado. Pelos meus cálculos, precisávamos produzir mais de 500 milhões de máscaras por dia! Acho que essa foi uma das principais razões para o governo querer aquecer as pessoas, dizendo que elas precisavam ficar em casa. Tenho o prazer de observar que a maioria das pessoas na China ficou em casa.

Mas precisamos sair para sobreviver. Precisamos sair para comprar comida e, quando saímos, precisamos usar uma máscara. Mas se as máscaras estão em falta, o que podemos fazer? Algumas pessoas tentaram ferver máscaras descartáveis ou borrifar álcool para desinfetá-las. Profissionais médicos nos avisaram que isso pode arruinar uma máscara. Isso é bom para uma máscara de pano comum, mas não funciona para máscaras N95 ou PM2.5. Uma máscara N95 bloqueia o vírus não apenas por causa da densidade de seu filtro, mas também precisa ser carregada estaticamente para capturar as partículas. Poucas pessoas sabiam disso antes desta pandemia. O uso de álcool dissolve a camada intermediária e a água quente remove a eletricidade estática necessária para tornar a máscara útil. A única maneira aceitável de higienizar uma máscara é aplicando uma luz UVC ou ar quente e seco. Dessa forma, ele não danifica tanto a máscara porque não remove a carga estática enquanto as máscaras estão sendo desinfetadas. A eletricidade ainda vai se dissipar depois de um ou dois dias, mas ainda é melhor proteção do que não higienizar.

Podemos encontrar uma maneira de recarregar uma máscara? Se pudéssemos desinfetá-los e recarregá-los, eles poderiam ser pelo menos 90% renovados. Quanto mais pessoas fizerem isso, menor será a escassez e o pânico que teremos durante os primeiros estágios de uma pandemia.

Comecei a pesquisar a possibilidade de fazer uma pequena fábrica em casa e tive um insight. Uma fábrica comum usa epóxi etano depois que a máscara é costurada porque é mais eficiente devido ao número de máscaras que produz. Eles não podem esterilizar o pano antes de costurá-lo porque as máquinas poluiriam a máscara. No entanto, para uso doméstico, o volume de produção não seria um fator. Talvez possamos higienizar completamente uma máscara usada sem nos preocupar em remover a eletricidade estática e recarregá-la mais tarde.

Verifiquei o preço das máquinas de carregamento de eletricidade estática de alta tensão e fiquei desapontado. Os únicos que consegui encontrar eram para uso industrial. Além de ser muito grande, o preço das unidades disponíveis estava ficando cada vez mais caro porque as fábricas precisavam delas para produzir mais máscaras. Eu tinha certeza de que havia outra solução além de trazer uma máscara em tamanho real para dentro de casa ou para um centro comunitário. Eu precisava torná-lo portátil, ou pelo menos do tamanho de um desktop, e precisava torná-lo acessível para que as pessoas pudessem transformar suas casas em pequenas fábricas e vir para o resgate nos estágios iniciais de uma pandemia.

Então juntei uma equipe internacional para me ajudar. Eu, Kalimov Lok, estou fazendo os experimentos principais e fazendo o protótipo. Jason Liang, fabricante de PVCBOT, está preso em Yichang, Hubei, perto de Wuhan, então ele está fazendo pesquisas de mercado e experimentação. Torrey Nommesen é um americano atualmente em quarentena na África do Sul e está fazendo nosso site e ajudando na imprensa em inglês para nosso projeto. Daniel Feng, um designer industrial em Guangzhou, trabalhará na finalização do design para produção assim que o protótipo for construído. John Lee, professor em Zhongshan, está nos ajudando com a produção e a manufatura. Estamos trabalhando desde março. Publicaremos nosso progresso online em https://maskaidproject.com/ se você estiver interessado em seguir nossa jornada

Suprimentos

Componentes de hardware

1. Booster de alta tensão DC 5V de entrada e 400KV de saída × 1
2. Módulo LM2596 regulador DC-DC 12V / 5V × 2
3. Fonte de alimentação comutada AC 110 / 220V DC 12V 100 watts × 1
4. Fonte de alimentação comutada AC 110 / 220V DC 5V 3,5 watts × 1
5. DC Fan DC 12V 0,6A × 1
6. PTC Aquecedor AC 220V 300 watts × 1. Você pode mudar para AC 110V dependendo de onde você mora.
7. Sensor de temperatura e umidade DHT11 × 1
8. controle de relé DC 5V, 4 conectores × 6
9. Pacote SMD de diodo SS14 × 7
10. Pacote SOT-23 triodo S8050 × 6
11. 0603 LED 0603 Pacote SMD × 6
12. Resistor de 300 ohm 0805 pacote SMD × 6
13. Resistor de 10K ohm 0603 pacote SMD × 6
14. Capacitor, pacote SMD 220 µF × 1
15. Capacitor, pacote SMD 470 µF × 1
16. Capacitor 1000 uF SMD pacote × 1
17. Capacitor 22 uF 0402 Pacote SMD × 2
18. Soquete 2P XH2.54 × 6
19. Soquete 3P XH2.54 × 2
20. Soquete 4P XH2.54 × 1
21. XH2.54 2P wire × 6. 5 são single header, 1 é double header.
22. Fio 3P XH2.54 × 1
23. Cabeçalho duplo de fio 4P XH2.54 × 1
24. Botão de troca × 5PH2.0 soquete 2P × 6
25. PH2.0 2P fio único cabeçalho × 6
26. Terminal de mola KF-235 × 8
27. Tubo de luz UVC (comprimento de onda menor que 285 nm) × 2
28. Driver de tubo de luz UVC (suporta 2 tubos em 1 driver) × 1
29. Resistor de alta tensão de 5,6 M ohm × 1
30. 1 ohm 5 watts resistor de cimento × 1
31. Resolução OLED 128 * 64, interface IIC × 1
32. Placa MCU LGT8F328P × 1. Placa compatível com Arduino nano e uso Arduino IDE para programá-la. Isso precisa da biblioteca da placa. Você pode usar o arduino nano comum em vez dele.
33. Não tecido de fibra de carbono × 1 peça grande
34. Folha de alumínio × 1 (tamanho grande)
35. fita adesiva dupla (tamanho grande). Você pode usar um pouco de fita adesiva.
36. Alguma fita de espuma
37. Rede de plástico
38. Velcro
39. um pequeno pedaço de ímã forte
40. Chave Reed, SPST-NO × 1
41. Grampo de arame × 20
42. Soquete de 2,54 pinos (15P) × 2
43. Fio 3P (60 ~ 80cm de comprimento) × 1
44. Barra angular de plástico de 6 metros de comprimento
45. Ângulo de plástico do triângulo × 4
46. Soquete AC AC-01 × 1
47. Cabo de alimentação principal, 14 AWG × 1
48. Fio 18 AWG de cerca de 1 metro
49. Pino de passo de 5,08 mm × 2, 1 é 2P, outro é 3P.
50. Placa oca PP × 5. tamanho 50 * 50cm, espessura de 5mm
51. Placa oca do PC × 3. A estrutura dentro da placa é melhor do que uma colmeia. Tamanho de 50 * 50 cm, espessura de 12 mm.
52. Bomba de submersão × 1. Com tubo de borracha.
53. Interruptor do termostato × 1. Temperatura de reação de 100/70 graus Celsius.
54. Dispositivo de proteção ESD ESD5B5.0ST1G × 30. Proteja a placa de controle para não sofrer choques por carga estática.

Ferramentas de software

IDE Arduino, LCEDA,

Ferramentas manuais e máquinas de fabricação

Ferro de solda

Arame de solda, sem chumbo

Decapador e cortador de fios, fios sólidos e trançados 30-10 AWG

cortador de papel

Cortador a laser

Medidor eletrostático (é usado para medir a carga estática de superfície remanescente.)

Etapa 1: antes de construir, vamos ver alguns fatos

Fatores que afetam a proteção das máscaras

Tamanho dos poros de filtração - Devido ao tamanho dos orifícios microscópicos nas máscaras, o ar flui, mas as gotículas de água e as partículas de poeira são bloqueadas. Mas eles só podem proteger por algumas horas antes de serem bloqueados e não sejam mais respiráveis.

Material - as máscaras N95 são feitas com o que é chamado de não tecido fundido com eletreto. Quando o derretimento é feito, ele precisa ser carregado. Mas se você limpar essas máscaras com álcool ou desinfetante, isso estraga a fibra. Água limpa não danifica o derretimento, mas retira a carga eletrostática restante.

Carga estática - partículas minúsculas da escala conhecida como PM2.5 ou PM0.3 podem passar pelos poros do tecido. Para interromper essas partículas, uma carga eletrostática é aplicada à camada derretida de não tecido das máscaras médicas. A carga estática atrai partículas minúsculas como poluição atmosférica, bactérias e vírus, de modo que se fixam na fibra e, ao mesmo tempo, permitem o fluxo de ar. Esta é a diferença entre as máscaras médicas e as máscaras de pano normais. No entanto, o vapor de água que vem da umidade normal do ar, nossa respiração e nosso doce podem desviar a carga. Essa é uma das razões pelas quais os especialistas nos dizem para trocar nossas máscaras a cada 4 horas.

Qual é o nosso processo?

1. Lavamos as máscaras usadas ou respiradores N95 com cuidado, sem detergente. Isso remove a sujeira, o suor e a carga restante sobre eles.

2. Secamos as máscaras com ar a 56 ~ 70ºC por 30 minutos. Isso se baseia em artigos científicos que mostram que o COVID-19 é eliminado acima de 56ºC.

3. Também aplicamos luz UVC ao mesmo tempo ou após o processo de secagem.

4. Recarregamos as máscaras com um campo elétrico de alta tensão. Este é o principal objetivo da nossa máquina. Queremos reduzir a escala de uma máquina de eletreto industrial para um tamanho de mesa para que cada família ou centro comunitário possa recarregar suas máscaras.

Por que as fábricas de máscaras não podem simplesmente fazer mais máscaras?

Bem, deixe-me contar uma história verídica que aconteceu na China. O governo alertou as pessoas para não comprarem essas novas máscaras antes de 14 de fevereiro. O motivo é que, embora cada máscara leve apenas meio segundo para ser costurada e depois 4 ou 5 horas para ser esterilizada, leva até 2 semanas para que os vapores de esterilização se dissipem e sejam usados com segurança. Isso ocorre porque eles usam vapor de óxido de etileno, que precisa de tempo para que o gás tóxico se dissipe antes de ser vendido.

É difícil para as fábricas mudarem seus processos rapidamente, pois são projetadas para produção em massa. Eles não usam a lavagem com água quente, pois isso retira a carga. Eles não usam ar quente ou tratamento UVC, pois exige espaço e novos equipamentos para fazer. Eles usam vapor de óxido de etileno porque não afeta a carga, mas elimina contaminantes de bactérias durante a produção. É mais eficiente e reduz o custo de produção de máscaras. Nesta crise, 15 dias de espera por nós parecem 15 anos. Como você não precisa da escala de uma fábrica, podemos reduzir as enormes máquinas que eles usariam. Uma vez que podemos reaplicar a carga estática, não precisamos nos preocupar em perder a carga durante a higienização. E não precisamos de máscaras de horda, porque elas podem ser renovadas repetidamente.

Antes de construir, vamos ver alguns fatos

Na foto 1, era uma máscara velha. Usei um medidor estático para verificar. É quase inútil. A carga estática estava baixa.

Na Figura 2, uma nova máscara deve ter estática como esta. Fiz uma experiência de recarga. Você pode baixar o anexo de vídeo original.

Na foto 3, você pode ver o resultado de uma máscara de descarte recarregada. E é incrível que a máscara recarregada possa ter uma carga estática muito mais forte do que uma nova! Na minha opinião, foi devido ao processo de fabricação da máscara. Atraso de duas semanas antes do envio e para os usuários finais, isso pode enfraquecer a carga estática nas máscaras.

Etapa 2: Design do gabinete

Construí o protótipo com placas ocas de PP, pois são leves e à prova d'água. Porém, devido ao ar quente que pode amolecer as placas por dentro, fiz os três andares do meio com placas ocas de PC. Você não precisa se preocupar com o gabinete externo, pois as placas podem ser resfriadas pelo ar externo.

Abaixo mostro o tamanho que você vai preparar. O cortador de papel é afiado o suficiente para cortar placas PP. Você pode usar o cortador a laser se quiser ser organizado e mais rápido.

Primeiro, precisamos de placas ocas de PP. Eles têm 5 mm de espessura.

As partes amarelas e pretas são ângulos e triângulos de plástico.

A quarta imagem é o painel de controle e exibição. O tamanho dos furos depende do OLED e dos botões. (O último tem cinco buracos redondos em vez das 4 fotos acima, pois meu colega de equipe sugeriu fortemente um botão de reinicialização)

Na Fig. 5, esta placa mantém a posição da rede de plástico, que contém as máscaras em seu interior.

A figura 6 mostra a aparência de uma placa oca de PC. É forte e está classificado para sobreviver ao calor de 100ºC. Na realidade, ele pode exceder a especificação de 100º C. É mais espessa do que a placa oca de PP que usamos e tem cerca de 12 mm de espessura. Precisamos de 3 peças de 45 x 45 cm.

Existe uma gaveta em PP, utilizada para serem tanques de lavagem. Neste tamanho, podemos colocar 6 máscaras dentro dela. Claro que você pode colocar mais porque as máscaras cirúrgicas são finas. Para respiradores N95, é melhor usar a rede de plástico mencionada nas etapas adiante para comprimi-los e economizar espaço. Não se preocupe, apertar os respiradores N95 não prejudicará as fibras neles.

Usei cantoneiras de plástico impressas em 3D em vez das que encontrei mais tarde na Internet, enquanto estávamos participando do MIT Hackathon Challenge "Africa Takes on COVID-19". Usar ângulos de plástico reais será mais barato, mas leva tempo para conseguir.

Em seguida, coloquei placas de colmeia de PC no piso de cada camada. Essas placas eram mais fortes do que as placas ocas de PP e podem suportar o ar quente sem ter que se preocupar com a integridade estrutural. No entanto, é mais caro, então usei apenas 3 peças, cada uma com 45 x 45 cm e 12 mm de espessura. As placas de PP mostradas anteriormente funcionam bem na parte externa da caixa porque podem manter sua resistência, uma vez que são expostas ao ar mais frio fora da caixa.

Etapa 3: Como funciona a recarga estática?

O princípio básico da nossa caixa é que ela renova as máscaras por causa da recarga eletrostática. Basicamente, construí uma máquina de eletreto em escala reduzida. Esta é a origem da ideia do Projeto Mask Aid. Como as fibras derretidas eram escassas no primeiro estágio do surto, algumas pessoas começaram a pensar em como reutilizar as máscaras de descarte. Experimentamos várias maneiras de recarregar a estática em máscaras de descarte antigas. Há muitos para mencionar aqui, então vou me concentrar no resultado final. (Confira nossa história no site do Projeto Mask Aid se você estiver curioso.)

A primeira foto mostra como o material da camada intermediária das máscaras é feito em uma fábrica: a voltagem da máquina chega a cerca de 120 quilovolts. Por meio de um processo chamado ruptura dielétrica, a fibra no meio da estrutura semelhante a um capacitor torna-se carregada. Não é tecnicamente uma avaria completa, porque não pode haver faíscas ou a máquina pode queimar a fibra. Como um aparte, uma parte chave do processo é o uso de uma "electro-corona", então nós brincamos reservadamente que estamos lutando contra “Corona vs Corona”.

Já que estamos falando de alta tensão, alguns podem se preocupar com sua segurança. Primeiro, você não vai tocar nele. Em segundo lugar, não podemos ter máquinas caras, poderosas e gigantescas em nossa sala de estar. Terceiro, a Lei de Joule é incrível! Aumentamos 5V a 400KV, então a corrente é muito baixa para ser fatal. Tasers são muito mais perigosos.

Electro-corona é um meio termo entre o colapso dialético completo e um circuito aberto. Usando a Lei de Ohm e alguns dados que encontrei online, selecionei um resistor de alta tensão de cerca de 5 ou 6 milhões de ohms. Isso pode controlar a corrente enquanto evita faíscas. A segunda imagem mostra a aparência dos resistores de alta tensão.

A terceira imagem é um gerador de alta tensão. Os fios vermelho e verde são as entradas positivas e negativas. Você precisa de um medidor estático para descobrir a carga de saída. É barato e você pode custar muito. (Tasers, matadores de mosquitos) No entanto, com a crise do COVID-19, eu aprendi que é muito caro nos EUA e na Europa. A maioria deles são importados da China e são muito baratos. (Um fato engraçado que é usado para levar animais de volta para casa por fazendeiros na China.)

Quando está ligado, seu corpo fica quente, pois cria um quase curto-circuito. O módulo não foi projetado para funcionar dessa maneira. Ele foi projetado para funcionar por apenas alguns segundos de cada vez. Precisávamos que funcionasse continuamente, então o hackeamos.

Colocamos um resistor de cerâmica de 1 ohm entre a potência e a entrada positiva.

Como resultado, a modificação do circuito será a última imagem.

Etapa 4: construção de postes de descarga

No início do surto, eu estava explorando opções para os materiais que poderia usar em meus protótipos. As peças não podiam ser restritas ou muito caras. Uma frustração veio com as escovas de descarga disponíveis no mercado. Eles eram eficazes, mas eram feitos com fibra de carbono, por isso eram caros. Além disso, devido à maior necessidade de máquinas para fazer máscaras, seu preço era cerca de 50 vezes o normal.

Então eu tive que mudar minha perspectiva. As pessoas que trabalham na indústria de chips IC estão muito preocupadas com a estática, pois ela pode estragar o produto. Eles usam muitas maneiras de se proteger de uma carga estática. O material que eles usam como condutor não é tão bom quanto o metal, mas extrai a carga estática continuamente. Achamos o material muito mais acessível se você souber como hackea-los. Você pode encontrar este material no B. O. M. lista deste instrutível.

Fiz duas placas de descarga (uma é preta porque minha fita adesiva branca acabou). Finalmente, enterrei o fio sob eles como conexão.

Etapa 5: Construindo o Módulo de Ventilador de Ar Quente

Por que não usar um secador de cabelo? No início, os especialistas sugeriram que deveríamos usar secadores de cabelo para higienizar as máscaras. No entanto, eles também notaram que as pessoas não deveriam usá-los por muito tempo, pois isso poderia danificar os secadores. Além disso, muitas pessoas não são pacientes o suficiente para segurar um secador de cabelo por meia hora. Além disso, o controle de temperatura em secadores de cabelo não é tão preciso. Depois de superaquecer, o ar pode derreter as máscaras de eliminação.

Portanto, construímos um mostrado na Figura 1. O aquecimento de uma camada tão grande consumiria muita energia. Escolhemos um aquecedor PTC como o tipo que você encontra em unidades de CA. Combinamos com uma ventoinha DC sem escova, que era bastante potente a 12V 0,6A. Usei alguns parafusos para prender o PTC na ventoinha, que na Figura 2 mostra o detalhe.

Tínhamos duas maneiras de controlar a temperatura: uma soldando um termostato no PTC, outra usando um sensor DHT11 para informar ao MCU quando desligar a unidade de aquecimento. Eu usei os dois.

Etapa 6: Tratamento UVC

A radiação UVC mata bactérias e vírus. Muitas pessoas conhecem essa tecnologia. O problema é que poucas pessoas sabem a diferença entre UVA, UVB e UVC. Alguns pensam que são iguais. É por isso que havia luzes UVC falsas no mercado quando o surto começou. Em nosso projeto, confiamos apenas na UVC, ao contrário do tipo de luz que as máquinas de esmalte usam.

Aqui, novamente, enfrentei algumas escolhas difíceis. Sabíamos que havia três maneiras de fazer UVC, a mais comum sendo o cátodo quente (HCFL), o mais raro é o cátodo frio (CCFL) e, em seguida, há o LED UVC. Para o meio ambiente e para o transporte, originalmente parecia que o LED UVC era a melhor escolha. Mas - finalmente escolhemos CCFL por muitos motivos. Como eu disse antes, não queríamos peças tão restritas ou caras. Muita pesquisa foi feita sobre como nos estabelecemos no CCFL.

Instalei dois tubos na caixa, um no piso da camada do meio e outro no teto. Prendi alguns grampos de arame para prender os tubos.

Os tubos UVC de cátodo frio e a placa do driver eram de baixo custo, mas ainda assim poderosos. Eles funcionam a 12 V e consomem 10 watts de potência total. Um artigo científico disse que 15 minutos de exposição a UVC em superfícies pode matar quase todas as bactérias. Decidimos que era bom combiná-lo com ar quente.

P. S. O fio de origem nos tubos era muito curto, então precisamos cortar e soldar fios mais longos para estendê-los.

Etapa 7: Função de lavagem

Você pode perguntar: por que lavar a máscara se ela limparia todas as cargas estáticas restantes?

A lavagem é opcional. Primeiro, não nos preocupamos com a perda de carga estática porque podemos recarregar mais tarde. O principal objetivo da lavagem de máscaras cirúrgicas ou respiradores N95 não é eliminar bactérias, é remover a poeira que bloqueia o fluxo de ar. A carga estática não se cola apenas a vírus, mas também a minúsculos elementos de poeira. O tratamento com ar quente pode matar bactérias, mas não pode remover a poeira. O suor e as gorduras humanos também bloqueiam o ar, semelhante à forma como a acne se forma nos rostos. Depois de ler as propriedades do material derretido, a água foi a melhor escolha acessível. Ele pode dissolver sais minerais e manchas solúveis e remover elementos insolúveis quando a carga estática acabar. Mais do que apenas molhar, você precisa de água para fluir. Usei uma pequena bomba submersível e um pequeno pedaço de mangueira de plástico. Coloquei um pedaço de fita adesiva dupla-face na bomba para fixá-la na parede do tanque de água. Eu também estendi os fios para serem cerca de 50 cm mais longos.

Se você quiser uma lavagem melhor, sugiro colocar um aquecedor dentro. Isso ajuda a matar bactérias e dissolver manchas. Seria uma grande ajuda em países frios. Lembre-se de adicionar um sensor ou termostato para controlar a temperatura da água.

Etapa 8: Outros acessórios

Você precisa de dois pedaços de rede de plástico, listados na lista de materiais, para segurar as máscaras no lugar enquanto estão sendo lavadas e sopradas. Os respiradores N95 podem ser comprimidos para caber na rede e sem danificá-los. Você precisa de alguns laços de zíper amarrados de um lado para fazer uma dobradiça para que possa funcionar como uma rede.

A exposição aos UVC é prejudicial aos seres humanos, portanto, precisamos de uma porta para bloqueá-la. Eu encontrei uma solução simples. Cortei um pedaço de placa oca de PP de 45 x 14 cm. Fiz 4 furos de 4 mm de diâmetro cada em 4 cantos e coloquei 4 rebites de plástico neles. A placa pode então ser colocada entre as lacunas da placa oca do PC. Por fim, coloco velcro nos dois lados da caixa e na porta para cobri-la. Parecia difícil, mas funcionou. Você pode atualizá-lo com uma dobradiça ou interruptor de palheta com ímãs para torná-lo mais seguro, como uma porta de micro-ondas.

Coloquei um OLED e 5 botões de pressão (quatro funções e uma reinicialização de emergência) na placa do painel. Todos os botões foram soldados com fios XH2.54 2P. O OLED precisava de um fio duplo XH2.54 4P para conectar.

Etapa 9: Placas de controle

Este protótipo precisava de muitas pequenas atualizações para funcionar melhor, então deixei alguns plug-ins na placa. São eles: interruptor de porta, sensor de temperatura para caixa d'água e mais duas entradas analógicas. Como há uma grande possibilidade de erros causados por carga eletrostática - que também gera muitos íons no ar - há várias peças de proteção ESD na placa. Além disso, demoro 3 dias para esperar a placa dos fabricantes de PCB, um pouco mais do que o estimado devido aos efeitos colaterais do COVID-19.

Usei LCEDA para desenhar o quadro. Pic2 mostra o renderring 3D. Devido à falta de algumas bibliotecas de componentes, existem 2 espaços em branco. Uma é a fonte de alimentação 110V / 220V AC a 5V DC, localizada no canto superior direito da placa. Outro são os módulos LM2596 empilhados em dois. Você pode ver a aparência real do tabuleiro na Figura 3.

A Figura 4 é a fonte de alimentação chaveada AC-DC 110 / 220V a 12V. Existem três tipos de alimentação neste dispositivo, alimentação AC, DC 12V e DC 5V. Por razões de estabilidade, coloquei outro módulo AC-DC 5V especialmente para MCU, sensores e controles de relé. Eles foram isolados eletricamente dos outros atuadores.

O painel de alta tensão deve ser colocado longe das outras placas. Quando estiver ligado, você ouvirá um zumbido semelhante ao de um mosquito. Essa é a descarga eletrocorona. As figuras 5 e 6 são painéis de alta tensão.

A última foto mostra todas as funções conectadas à placa.

Etapa 10: execução de teste

Vamos dar uma olhada em como usar a caixa do Vídeo 1.

Comprei um medidor PM2,5, que antes era usado na decoração da casa de alguém. Testei várias vezes. Os vídeos brutos mostram o resultado do teste. O dígito amarelo é o valor PM2.5.

Vídeo 2: máscara velha sem limpar e recarregar

Vídeo 3: Teste de máscara lavada com PM2.5 sem recarregar. Ele se comportou pior do que uma máscara velha.

Vídeo 4: Teste de máscara lavada com PM2,5 após a recarga. Ele recuperou a capacidade de bloquear aerossóis e partículas minúsculas.

Etapa 11: Anexos

Aqui eu compartilho o código e o esquema. Você precisa do 123D Design para abrir o arquivo de esboço ou maquete.

Etapa 12: Algo que você gostaria de contar

Como a pandemia ainda assola o mundo, queremos compartilhar e fornecer o kit para ajudar as pessoas. Lançamos um financiamento coletivo e queremos descobrir quantas pessoas precisam disso.

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

Na campanha, existe outro tipo de Mask Reborn Box. Aqui eu mostro o trabalho de Jason, o vídeo de teste Semi-PMRB PM0.3.