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digi_cow 发表于 2020-4-14 12:32:38

倩女幽魂既视感的口罩消毒机

倩女幽魂既视感的口罩消毒机



看下图，你会联想到啥？


星球大战的光剑？


007的科幻装备？

其实这是本项目用的紫外线灭菌灯的特写。当看到文末的整机动图和视频后，你会发现其实它和倩女幽魂最搭。


虽然国内的口罩紧缺情况已有所改善，但不管出于节约资源还是捂紧荷包的考量，科学合理地延长口罩使用寿命还是值得尝试的。

所以中途摘下的口罩如何妥当收纳避免二次污染？

用过的口罩可否实现防护功能的“再生”？

在保证安全的情况下，让每一只口罩尽可能发挥最大效能，成为了一项非常有价值的课题。

这个还可以作为一个STEM项目让学生参与，

可以引导学生学会筛选和分析信息，结合自身的创造力，尝试解决疫情期间的真实问题，

并在此过程中增进对新冠病毒、防疫工作、口罩防护原理的了解。

带学生做有带学生做的乐趣，但宅家DIY也是属于“老男孩”们的快乐！


早先和DF的李工也有过探讨，

想着我们能不能用创客的方式解决口罩再生的问题，

让刚需的满足与DIY的欢乐齐飞。

我们不约而同想到了用紫外线灯对口罩进行消毒，

不过李工比我先行一步，

已经拿给鞋子杀菌的紫外线灯实验了。


据说臭氧味儿比较浓烈。（确定不是臭鞋子的味道？电动滑稽脸）

而我呢，则在淘宝上下单了一根鱼缸杀菌用的紫外线灯管

##材料置办

几天后，灯管到货。挺精致，起码是个三有产品，还带说明书。


这款紫外线杀菌灯有两个版本，我买了基本款。另一个版本是带定时功能的，这对我的项目设想来说反而是鸡肋，就没花冤枉钱。


灯丝特写

可以看到管壁上有些银白色的斑点，其实那是汞。所以这玩意还是小心照应，打破了有污染。

关于灯管的架设，我想到了利用小米台灯


这个台灯设计简洁，铰链可以大幅活动，便于调节照射角度

寻思着给做个支架，让紫外线灯管可以叠装在上面，并且方便拆卸。


量好尺寸，
设计了固定用的结构件



原始设计是带螺丝孔可以锁紧的

打印出来发现松紧刚好

也就不需要螺丝加固了



收纳也挺方便

支架问题解决了，

接着解决供电问题。


众所周知，紫外线直接照射人体是有害的，所以想到用一个人体红外热释电传感器作为安全锁，并通过继电器控制灯的开关。
但是我并不想把好好的灯线给剪了，便找了个破旧的接线板转接。


这是属于20年前电脑市场还活得红火的时候，买电脑送的那种垃圾接线板。

插头塑料都裂了，好好包扎下


剖出线芯
给火线搪锡


这是上好锡的火线，可以看出铜丝稀疏，而且铜材成色也不怎样。
破烂玩意拿来折腾不心疼。

## 硬件清单

用到的开源硬件包括

掌控板×1
I/O扩展板×1
人体红外热释电传感器×1
继电器模块×1
ML8511 UV紫外线传感器×1
舵机×2

大部分都是常用材料，

除了那个紫外线传感器

DF商城上，输入紫外线传感器可以得到3款产品


咨询过李工，

区别主要在于响应波长


我手头的这块是ML8511，

敏感波长：
UV-A（320-400nm）
UV-B（280-320nm）

## 连线与搭建

连线示意图如下：


结构的搭建顺序比较随性了些

活动部件最重要，就从”烤架”开始吧！

我准备用小米玩剩下的乐高积木来搭建，

所以这回用的舵机外观有些特别，

是Kittenbot兼容乐高积木的型号


配合星巴克的吸管

打上热熔胶


顶部拧上两根扎带，

口罩“烤架”就算搞定了


把两个舵机固定到乐高搭建的底座上

将各个模块布局规整

值得一提的是，

装置底板用的是好搭电子积木的底板，

给模块拧上铜柱和螺丝后，

就可以吸附固定在底板上了。



像这个继电器模块，孔位间距恰到好处，固定就比较牢固。

有的模块间距不匹配，“单腿站立”，稳定性差点，但试装原型时布局用下也可以接受。


毕竟涉及强电，继电器这里有暴露的触点不太安全，所以我设计了一个外壳


有时间打印好了连电线一并做好防护和固定


这是装置全貌，

两个口罩已准备接受紫外线洗礼

## 程序设计

程序设计上结合了以往SIoT的基本用法，

可以远程开机、关机，也可以通过按钮延时启动避免紫外线照射。

子线程加了人体感应，检测到有人后继电器自动切断紫外线灯电源，并有声光提示

下面是流程图


为了好玩，
加个戴口罩的小狮子当项目吉祥物。



##项目测试

此类涉及强电且有害人体的装置，测试前务必做好安全防护和排查工作。

其实在接紫外线灯之前，我已用普通白炽灯做过测试，达到设计预期后再接上紫外线灯。

另外所有的照片、视频拍摄，都是遥控快门进行的，拍摄时人在书房外。


通电初始化


开始工作，

转起来很魔性，但是背景太亮，

紫外线灯不明显。


拉上窗帘，

换暗的背景测试


有感觉了吧！

有没有几分妖冶的味道？

为了测试人体感应安全锁的效果，

我闭眼背着身子冒险进书房当了下小白鼠



效果还是灵验滴！

## 项目小结

###1.UV传感器选型需要调整

从SIoT记录的数据来看，

紫外线灯亮起后，模拟量上升只有30左右，

看来这个型号的传感器对手头的这个消毒灯波长不那么敏感。不

过加装UV传感器主要也是出于好奇，没有这玩意不影响装置功能。


经过网友指点，

DF有款GUVA-S10GD UV紫外线传感器，

应该比较适合紫外线灭菌设备的监控。

###2.通过紫外线照射让口罩“再生”是否科学

首先，通过各种途径查阅资料可以确定紫外线能够杀死新冠病毒。

但对于口罩防护功能的“再生”，仍旧需要对喷熔布进行“充电”。

所以用紫外线消毒后，再用电吹风给口罩“充电”，应该可以达到延长使用时间的“再生”效果。

至于30分钟的紫外线照射会不会破坏口罩纤维结构啥的，这个目前还没找到明确的参考。


###3.如果该项目用作学生的STEM活动，无论如何要做好安全工作。

不建议学生操作中涉及紫外线灯、臭氧、消毒液、酒精等有一定危险性的设备或材料。

建议用安全的材料变通达到项目的说明目的即可。

最后附上项目视频

内藏高能彩蛋，

不要错过

https://v.qq.com/x/page/u094832ov10.html

wangyirun 发表于 2020-4-14 14:56:57

杠杠滴！卫健委要给你发奖金啦：）

hnyzcj 发表于 2020-4-14 15:39:02

真没有看出跟小倩有啥关系，反倒让我想起了龙门客栈{:5_177:}

digi_cow 发表于 2020-4-14 17:46:37

hnyzcj 发表于 2020-4-14 15:39
真没有看出跟小倩有啥关系，反倒让我想起了龙门客栈

陈老师，您是不是没有捧场戳视频{:6_211:}
联想到龙门客栈，是因为那个伙计剔肉的刀法么？

digi_cow 发表于 2020-4-14 19:51:07

wangyirun 发表于 2020-4-14 14:56
杠杠滴！卫健委要给你发奖金啦：）

嗯，随便给点就行{:7_216:}

hnyzcj 发表于 2020-4-15 06:56:45

digi_cow 发表于 2020-4-14 17:46
陈老师，您是不是没有捧场戳视频
联想到龙门客栈，是因为那个伙计剔肉的刀法么？
...

看来视频，我想到龙门客栈外的那个旗帜跟你的口罩哈哈哈

rzyzzxw 发表于 2020-4-15 08:37:32

看到狄老师家超级干净啊。{:7_216:}

digi_cow 发表于 2020-4-15 09:02:37

rzyzzxw 发表于 2020-4-15 08:37
看到狄老师家超级干净啊。

镜头左偏5°就乱了{:5_178:}

digi_cow 发表于 2020-4-15 09:55:10

hnyzcj 发表于 2020-4-15 06:56
看来视频，我想到龙门客栈外的那个旗帜跟你的口罩哈哈哈

哈哈，风中凌乱的酒旗{:5_173:}

TuTu 发表于 2020-4-15 13:55:32

厉害了厉害了{:6_215:}

gray6666 发表于 2020-4-15 14:22:17

拉风使实用的黑科技{:6_203:}

digi_cow 发表于 2020-4-15 15:47:29

gray6666 发表于 2020-4-15 14:22
拉风使实用的黑科技

黑科技差远了，不过我觉得逗比味儿还是浓郁的{:7_219:}

gada888 发表于 2020-4-17 09:08:55

没看到倩女呀

digi_cow 发表于 2020-4-17 20:01:26

gada888 发表于 2020-4-17 09:08
没看到倩女呀

要听配乐，配合氛围，展开联想

Adolph 发表于 2020-5-17 14:30:04

digi_cow 发表于 2020-4-17 20:01
要听配乐，配合氛围，展开联想

也没有看到幽魂

20060606 发表于 2020-7-15 05:23:35

文中说毕竟涉及强电，继电器这里有暴露的触点不太安全，所以我设计了一个外壳
您用的是什么材料打印的，绝缘性如何

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