DIY Saç Kurutma N95 Nəmləndirici Sterilizator: 13 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

SONG və digərlərinə görə. (2020) [1], saç qurutma maşınının 30 dəqiqə ərzində istehsal etdiyi 70 ° C istiliyi, N95 nəfəs almış bir virusu təsirsiz hala gətirmək üçün kifayətdir. Beləliklə, müntəzəm insanların gündəlik fəaliyyətləri zamanı N95 nəfəs alma cihazlarını təkrar istifadə etmələri, məsələn, bəzi məhdudiyyətlərə riayət etməklə mümkün bir yoldur: nəfəs alanın qanla çirklənməməsi, nəfəs almaması və s.

Müəlliflər bildirir ki, saç qurutma maşını açılmalı və 3,4 dəqiqə qızdırılmalıdır. Sonra, çirklənmiş N95 nəfəs alıcısı kilidli torbanın içinə qoyulmalı və saç qurutma maşınının istehsal etdiyi 30 dəqiqəlik istiliyə verilməlidir. Araşdırmalarına görə, bu müddətdən sonra viruslar maskada təsirli şəkildə təsirsiz hala gətiriləcək.

Yuxarıda göstərilən bütün hərəkətlər avtomatik deyil və çox aşağı (və ya çox yüksək) istilik temperaturu kimi sterilizasiya prosesini pisləşdirə biləcək məhdudiyyətlər var. Beləliklə, bu layihə SONG və digərlərinə əsaslanan avtomatik Maska Sterilizatoru qurmaq üçün saç qurutma maşını, mikrokontrolör (atmega328, Arduino UNO -da mövcuddur), rölə qalxanı və temperatur sensoru (lm35) istifadə etməyi hədəfləyir. tapıntılar.

Təchizat

1x Arduino UNO;

1x LM35 temperatur sensoru;

1x Relay Shield;

1x 1700W İkiqat Sürətli Saç Kurutma Maşını (İstinad üçün Taiff Black 1700W)

1x çörək paneli;

2x kişidən kişiyə tullanan kabel (hər biri 15 sm);

6x kişi-dişi tullanan kabel (hər biri 15 sm);

2x 0,5 m 15A elektrik teli;

1x dişi elektrik konnektoru (ölkə standartına görə - Braziliya NBR 14136 2P+T);

1x kişi elektrik konnektoru (ölkə standartınıza görə - Braziliya NBR 14136 2P+T);

1 x A tipli USB Kabel (Arduino proqramlaşdırmaq üçün);

1x Kompüter (Masaüstü, Notebook, İstənilən);

1x Vise;

1x Tencere qapağı;

2x rezin bantlar;

1x Hardcover Spiral Notebook;

1 x Ziploc® Quart Ölçüsü (17.7cm x 18.8cm) çanta;

1x yapışan bant rulonu

1x 5V USB Güc Təchizatı

Addım 1: Avtomatik N95 Nəfəs Alma Sterilizatorunun Modelləşdirilməsi

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bu layihə SONG et əsasında avtomatik bir sterilizator qurmağı hədəfləyir. al (2020) tapıntıları. Buna nail olmaq üçün aşağıdakı addımlar atılmalıdır:

1. 70 ° C temperatur əldə etmək üçün saç qurutma maşınını 3 ~ 4 dəqiqə qızdırın;

2. Saç qurutma maşını, Ziploc® torbasının içərisindəki N95 nəfəs alıcısına işarə edərkən, havalandırıcıdakı virusları təsirsiz hala gətirmək üçün 30 dəqiqə saxlayın

Beləliklə, bir həll qurmaq üçün modelləşdirmə sualları hazırlanmışdır:

a. Bütün saç qurutma maşınları 3 ~ 4 dəqiqə qızdırıldıqdan sonra 70 ° C temperatur istehsal edirmi?

b. Saç qurutma maşını 3 ~ 4 dəqiqə isidildikdən sonra sabit 70 ° C temperatur saxlayırmı?

c. Ziploc® torbasının içindəki temperatur 3-4 dəqiqə isidildikdən sonra xaricindəki temperatura bərabərdirmi?

d. Ziploc® torbasının içindəki temperatur, onun xaricindəki temperaturla eyni sürətlə artır?

Bu suallara cavab vermək üçün aşağıdakı addımlar atıldı:

I. Hər ikisinin də 70 ° C -ə çata biləcəyini görmək üçün 3 ~ 4 dəqiqə ərzində iki fərqli saç qurutma maşınının istilik əyrilərini qeyd edin

II. Saç qurutma maşınının istilik əyrilərini (LM35 sensoru bu mərhələdə Ziploc® torbasının xaricində olmalıdır) 3 ~ 4 dəqiqəlik ilkin qızdırmadan 2 dəqiqə sonra qeyd edin

III. 3 ~ 4 dəqiqəlik ilkin istiləşmədən sonra 2 dəqiqə ərzində Ziploc® torbasının içərisindəki temperaturu qeyd edin və II addımda qeydə alınan məlumatlarla müqayisə edin.

IV. II və III addımlarda qeydə alınan istilik əyrilərini müqayisə edin (Ziploc® torbası ilə əlaqədar daxili və xarici temperaturlar)

I, II, III addımlar, vaxt funksiyasına görə LM35 sensoru tərəfindən qeydə alınan istiliyi vaxtaşırı (1Hz - USB Serial rabitə vasitəsi ilə) bildirmək üçün hazırlanmış bir LM35 temperatur sensoru və Arduino alqoritmindən istifadə etməklə edildi.

İstilikləri və qeydə alınan temperaturları qeyd etmək üçün hazırlanmış alqoritm burada mövcuddur [2]

IV Adım, II və III addımlarda qeyd olunan məlumatlar, həmçinin Ziploc® çantasının içərisində və xaricində istiləşməni təsvir etmək üçün hər iki addımda qeydə alınan məlumatları əks etdirən isitmə funksiyaları yaradan iki Python skript vasitəsilə həyata keçirildi. Bu Python skriptləri (və onları işə salmaq üçün lazım olan kitabxanalar) burada mövcuddur [3].

Beləliklə, I, II, III və IV addımları etdikdən sonra a, b, c və d suallarına cavab vermək mümkündür.

Sual üçün a. [2] -də 2 fərqli saç qurutma maşınından qeydə alınan məlumatları müqayisə edərək, bir saç qurutma maşınının 70 ° C -yə, digərinin isə yalnız 44 ° C -ə çata biləcəyini cavab olaraq görmək mümkün olduğu kimi Xeyrdir.

B sualına cavab vermək üçün 70 ° C -ə çatmayan saç qurutma maşını nəzərə alınmır. 70 ° C -ə çata bilən məlumatları yoxlamaq (step_II_heating_data_outside_ziploc_bag.csv [2] faylında mövcuddur) b -nin cavabı da yox, çünki ilk 4 dəqiqəlik qızdırma müddətindən sonra sabit 70 ° C temperatur saxlaya bilmir.

Sonra, Ziploc içərisində və xaricində olan temperaturların bərabər olub olmadığını (sual c) və eyni sürətlə artıb -artmadığını (sual d) bilmək lazımdır. [3] -də əyri uyğunlaşdırma və qurma alqoritmlərinə təqdim olunan step_II_heating_data_outside_ziploc_bag.csv [2] və step_III_heating_data_inside_ziploc_bag.csv [2] fayllarında olan məlumatlar, hər iki suala da cavab verir, hər ikisi də Ziploc® torbasındakı temperatur maksimum 70 -ə çatdı. ~ 71 ° C, çöldəki temperatur maksimum 77 ~ 78 ° C -ə çatdıqda və Ziploc® çantasının içindəki temperatur, xarici həmkarından daha yavaş artdı.

Şəkil 1 - Curvas de Aquecimento Fora e Dentro do Involucro, zaman funksiyasına görə Ziploc® çanta temperaturlarının xaricində / içərisində (portağal əyrisi içərinin istiliyinə, mavi əyrinin çöldəkinə uyğun gəlir) bir süjetini göstərir. Göründüyü kimi, içəridə və xaricdə temperatur fərqlidir və eyni zamanda fərqli nisbətlərdə - Ziploc çantasının içərisində, xaricdən daha yavaş. Şəkil, temperatur funksiyalarının aşağıdakı formada olduğunu da bildirir.

Temperatur (t) = Ətraf Mühitin İstiliyi + (Son Temperatur - Ətraf Mühitin İstiliyi) x (1 - e^(temperaturun artım sürəti x t))

Ziploc® torbasının xaricindəki temperatur üçün, zaman baxımından temperatur funksiyası:

T (t) = 25.2 + 49.5 * (1 - e^(- 0.058t))

Və Ziploc® torbasının içindəki temperatur üçün, zaman baxımından temperatur funksiyası belədir:

T (t) = 28.68 + 40.99 * (1 - e^(- 0.0182t))

Əlindəki bütün bu məlumatlar (və digər empirik nəticələr) ilə, bu DIY N95 Sterilizator modelləşdirmə prosesi haqqında aşağıdakıları söyləmək olar:

-Fərqli saç qurutma maşınları fərqli temperatur istehsal edə bilər - Bəziləri 70 ° C -ə çata bilməyəcək, digərləri isə bu göstəricini çox aşacaq. 70 ° C -ə çata bilməyənlər üçün, ilk istiləşmə vaxtından sonra söndürülməlidir (faydasız enerji israfçılığının qarşısını almaq üçün) və sterilizatorun operatoruna bu məsələni bildirən bir səhv mesajı verilməlidir. Ancaq 70 ° C dərəcəsini aşanlar üçün, temperatur müəyyən bir temperaturdan (70 + üstün marj) ° C -dən yuxarı olduqda (N95 havalandırma qurğusunun mühafizə qabiliyyətinin zədələnməməsi üçün) saç qurutma maşınını söndürmək lazımdır. sterilizasiya prosesini davam etdirmək üçün N95 (70 - aşağı marj) ° C altında bir temperatura qədər soyuduqdan sonra yenidən açılır;

-LM35 temperatur sensoru Ziploc® torbasının içərisində ola bilməz, çünki çantanın virus suşları ilə çirklənməməsi üçün çantanın möhürlənməsi lazımdır, buna görə də LM35 temperaturu çantanın xaricində yerləşdirilməlidir;

-İçəridə olan temperatur xarici həmkarı ilə müqayisədə daha az olduğundan və artması üçün daha çox vaxt tələb olunduğundan, soyutma (azalma) prosesinin necə baş verdiyini anlamaq məcburiyyətindədir, çünki daxili temperaturun azalması xarici temperaturdan daha çox vaxt apararsa, Ziploc® çantasının istiliyinin daxilində/xaricində artan/azalma prosesi ilə səbəbli əlaqə və beləliklə bütün istilik/soyutma prosesini tənzimləmək üçün xarici temperaturdan istifadə etmək mümkündür. Ancaq bunu etməsəniz, başqa bir yanaşma lazım olacaq. Bu, 5 -ci modelləşdirmə sualına gətirib çıxarır:

e. Ziploc® torbasındakı temperatur xaricdən daha yavaş azalır?

Bu suala cavab vermək üçün 5 -ci addım atıldı və soyutma prosesi zamanı əldə edilən temperaturlar (Ziploc® torbasının içərisində/xaricində) qeydə alındı (burada mövcuddur [4]). Bu temperaturlardan Ziploc® çantasının xaricində və içərisində soyutma üçün soyutma funksiyaları (və onların müvafiq soyutma dərəcələri) aşkar edilmişdir.

Xarici Ziploc® soyutma funksiyası çantası: 42.17 * e^(-0.0089t) + 33.88

Daxili tərəf müqabili: 37.31 * e^(-0.0088t) + 30.36

Bunu nəzərə alaraq, hər iki funksiyanın Şəkil 2 -Curvas de Resfriamento Fora e Dentro do Invólucro -da göstərildiyi kimi bərabər şəkildə (-0.0088 ≃ -0.0089) azaldığını görmək mümkündür: (mavi/narıncı sırasıyla Ziploc® çantasının xaricində/içərisindədir))

Ziploc® torbasının içindəki temperatur, xaricindəki temperaturla eyni nisbətdə azaldığından, xarici istiliyin istiləşmə zamanı saç qurutma maşını açıq qalması üçün istinad kimi istifadə edilə bilməz, çünki xarici temperatur daxili temperaturdan və xarici temperaturdan daha sürətli artır. (70 + üstün marj) ° C -ə qədər olan temperatur, nəfəs alıcının sterilizasiyası üçün lazım olan temperaturdan daha aşağı olardı. Və zaman keçdikcə daxili temperatur orta dəyərində seyreltilmiş bir azalma yaşayacaq. Beləliklə, temperaturu (70 - aşağı kənar) ° C -dən ən az 70 ° C -ə qaldırmaq üçün lazım olan vaxtı təyin etmək üçün daxili temperatur funksiyasından istifadə etmək lazımdır.

Ziploc® torbasının içərisindəki temperatur funksiyasına görə, 3 ° C (və buna görə də başlanğıc temperaturu 67 ° C) ilə 70 ° C -ə çatmaq üçün ən az 120 saniyə gözləmək lazımdır..

Yuxarıdakı modelləşdirmə suallarının bütün cavabları ilə minimal dərəcədə uyğun bir həll qurula bilər. Əlbəttə ki, burada yaxınlaşa bilməyəcəyimiz xüsusiyyətlər və təkmilləşdirmələr olmalıdır - hər zaman kəşf ediləcək və ya təkmilləşdiriləcək bir şey var - ancaq ortaya çıxan bütün elementlərin lazımi həll yolu qura bilməsidir.

Bu, qurulmuş modeli əldə etmək üçün Arduino'da yazılacaq bir alqoritmin hazırlanmasına gətirib çıxarır.

Addım 2: Avtomatik N95 Nəfəs Alma Sterilizatorunun İşləmə Alqoritmi

2 -ci addımda ortaya çıxan tələblərə və modelləşdirmə suallarına əsaslanaraq, yuxarıdakı şəkildə təsvir olunan alqoritmlər hazırlanmış və github.com/diegoascanio/N95HairDryerSterilizer ünvanında yüklənə bilər.

Addım 3: Kodu Arduinoya yükləyin

1. Arduino Timer Kitabxanasını yükləyin - https://github.com/brunocalou/Timer/archive/master.zip [5]
2. N95 saç qurutma maşını sterilizatorunun mənbə kodunu yükləyin -
3. Arduino IDE -ni açın
4. Arduino Timer Kitabxanasını əlavə edin: Sketch -> Kitabxanaya daxil et -> ZIP Kitabxana əlavə et və yükləndiyi qovluqdan Timer-master.zip faylını seçin.
5. N95hairdryersterilizer-master.zip faylını çıxarın
6. N95hairdryersterilizer.ino faylını Arduino IDE ilə açın
7. Bir eskiz qovluğu yaratmaq və n95hairdryersterilizer.ino'yu ora köçürmək istəyini qəbul edin
8. A Tipi USB Kabelini Arduino UNO -ya daxil edin
9. Kompüterə A Tipi USB Kabelini daxil edin
10. Arduino IDE -də, eskiz artıq açıq olduqda, Arduinoya kod yükləmək üçün Sketch -> Yüklə (Ctrl + U) düymələrini vurun.
11. Arduino işə hazırdır!

Addım 4: Elektrik Bağlayıcılarına Röle Qalxanının Bağlanması

Röle Qalxanı Güc Kablosu Bina:

1. Elektrikli kişi konnektorundan 15A elektrik teli olan elektrik dişi konnektorunun şnuruna tel şeridi;

2. Elektrikli kişi bağlayıcısından 15A elektrik teli ilə C rölesinin qalxan konnektoruna birbaşa bir pin bağlayın;

3. Elektrikli kişi konnektorundan digər pimi 15A elektrik teli ilə elektrik dişi konnektorunun sol pininə bağlayın;

4. Doğru pimi elektrik dişi konnektordan 15A elektrik teli ilə röle qalxanının NO daşıyan konnektoruna birbaşa bağlayın;

Saç qurutma maşınını Relay Shield Güc Kablosuna bağlamaq:

5. Saç qurutma maşınının elektrikli kişi konnektorunu Relay Shield Power Cord -un elektrikli qadın konnektoruna qoşun

Addım 5: Arduinoya Röle Qalxanının Bağlanması

1. Arduinodan GND-ni kişidən kişiyə tullanan kabel ilə Breadboard-un mənfi xəttinə keçirin;

2. Arduinodan 5V pinini kişidən kişiyə tullanan kabel ilə Breadboardun müsbət xəttinə çəkin;

3. Arduinodan 2 nömrəli rəqəmsal pimi, kişidən dişi tullanan kabel ilə Relay Shield siqnal pininə daxil edin;

4. Relay Shield-dən 5V pinini kişidən dişi tullanan kabel ilə Breadboardun müsbət xəttinə keçirin;

5. Relay Shield-dən GND pinini kişidən dişi tullanan kabel ilə Breadboard-un mənfi xəttinə keçirin;

Addım 6: LM35 Temperatur Sensorunu Arduinoya bağlayın

LM35 sensorunun düz tərəfini ön istinad olaraq götürmək:

1. 5V pin (soldan sağa 1-ci pin) LM35-dən qadın-kişiyə tullanan kabel ilə Breadboard-un müsbət xəttinə keçirin;

2. Tel-siqnal pin (soldan sağa 2-ci pin) LM35-dən Arduinonun A0 pininə dişi-kişiyə tullanan kabel ilə;

3. GM pinini (soldan sağa 1-ci pin) LM35-dən qadın-kişiyə tullanan kabel ilə Breadboard-un mənfi xəttinə keçirin;

Addım 7: Saç qurutma maşını Vise -ə bağlayın

1. Masanı masanın üstünə düzəldin

2. Saç qurutma maşını maşına qoyun

3. Saç qurutma maşınını yaxşı yapışdırmaq üçün maşını tənzimləyin

Adım 8: Ziploc® Çanta Dəstəyi Hazırlanması

1. Ciddi örtüklü spiral notbuku götürün və içərisində ilk şəkildə göstərildiyi kimi iki rezin bant qoyun;

2. Sərt örtüklü spiral notbuku düz vəziyyətdə buraxmaq üçün dayaq kimi istifadə edilə bilən bir qazan (ikinci şəkildəki kimi) və ya hər şeyi seçin;

3. Sərt örtüklü spiral notebooku iki rezin bantlı qazanın qapağının üstünə qoyun (üçüncü şəkildə göstərildiyi kimi).

Adım 9: Ziploc® Çantasının İçinə Nəfəs Alma Cihazının Yerləşdirilməsi

1. N95 Breather -i diqqətlə Ziploc® Çantasının içinə qoyun və otaqdakı mümkün çirklənmənin qarşısını almaq üçün ona görə möhürləyin (Şəkil 1);

2. Ziploc® Çantasını sərt örtüklü spiral notbukun üzərinə qoyulmuş iki rezin bantı çəkərək (əvvəlki addımda qurulmuş) dəstəyinə qoyun (Şəkil 2);

Addım 10: Temperatur Sensorunu Ziploc® Çantasına Xaricdən Bağlayın

1. LM35 sensorunu yuxarıda göstərildiyi kimi bir az yapışan bantla Ziploc® Çantasının xaricinə yapışdırın;

Addım 11: N95 Nəmləndiricini və Dəstəyini Düzgün Vəziyyətə Yerləşdirmək

1. N95 Breather saç qurutma maşınından 12,5 sm məsafədə olmalıdır. Daha böyük bir məsafəyə qoysanız, temperatur 70 ° C -dən yuxarı qalxmayacaq və sterilizasiya lazım olduğu kimi olmayacaq. Daha yaxın bir yerə qoysanız, temperatur 70 ° C -dən çox yüksələrək nəfəs almaya zərər verər. Beləliklə, 1700W gücündə saç qurutma maşını üçün 12,5 sm optimal məsafədir.

Saç qurutma maşınının az və ya çox güclü olması halında, temperaturu 70 ° C -ə mümkün qədər yaxın tutmaq üçün məsafə düzgün tənzimlənməlidir. Arduino proqram, bu tənzimləmə prosesini fərqli saç qurutma maşınları üçün mümkün etmək üçün hər 1 saniyədə bir temperatur çap edir;

Addım 12: Hər şeyi işə salın

Əvvəlki addımların bütün əlaqələri yerinə yetirildikdə, Relay Shield elektrik şnurunun elektrikli kişi konnektorunu elektrik prizinə qoşun və USB Kabel A Tipini Arduino'ya və USB enerji təchizatına (və ya Kompüterin USB portuna) daxil edin. Sonra sterilizator yuxarıdakı video kimi işə başlayacaq

Addım 13: İstinadlar

1. Mahnı Wuhui1, Pan Bin2, Kan Haidong2 等. Tibbi maska üzərində virus çirklənməsinin istilik inaktivasiyasının qiymətləndirilməsi [J]. MİKROBLAR VƏ İNFEKSİYALAR JURNALI, 2020, 15 (1): 31-35. (https://jmi.fudan.edu.cn/EN/10.3969/j.issn.1673-6184.2020.01.006-da mövcuddur, 08 aprel 2020-ci ildə əldə edilib)

2. Santos, Diego Ascânio. Temperatur Tutma Alqoritmi və Zamanla İstilik Məlumat Kümeleri, 2020. (https://gist.github.com/DiegoAscanio/865d61e3b774aa614c00287e24857f83 saytında mövcuddur, 09 Aprel 2020 tarixində əldə edilmişdir)

3. Santos, Diego Ascânio. Uyğunlaşdırma/Çizmə Alqoritmləri və Tələbləri, 2020. (https://gist.github.com/DiegoAscanio/261f7702dac87ea854f6a0262c060abf saytında mövcuddur, 09 Aprel 2020 tarixində əldə edilmişdir)

4. Santos, Diego Ascanio. Temperatur Soyutma Məlumat Kümeleri, 2020. (Mövcuddur https://gist.github.com/DiegoAscanio/c0d63cd8270ee517137affacfe98bafe, 09 Aprel 2020 tarixində əldə edilmişdir)