Mask Reborn Box: Neues Leben für alte Masken - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Wir haben ein erschwingliches Kit für zu Hause entwickelt, um die Lebensdauer von Masken zu verlängern, damit Sie sich dem Kampf gegen die Pandemie anschließen können, indem Sie Ihrer Gemeinschaft helfen

Fast fünf Monate ist es her, dass die Idee, gebrauchte Masken zu erneuern, geboren wurde. Obwohl COVID-19 in mehreren Ländern heute nicht ernst zu sein scheint, leidet der größte Teil der Welt immer noch nicht nur an den Körpern, sondern auch an der Gesellschaftsstruktur. Hier verweise ich auf einige Aufzeichnungen von unserer Projektseite, Mask Aid Project, um Ihnen zu sagen, warum wir damit begonnen haben.

Das Team des Maskenhilfeprojekts:

Kalimov Lok

Jason Leong

Torrey Nommesen

John Lee

Daniel Feng

Halima Ouatab

Vielen Dank an Dr. Jian-Feng Chen, den Akademiker der Chinesischen Ingenieurakademie, und seine Teammitglieder. Wir haben unseren Prozess auf ihrem Bericht über die sichere Wiederverwendung von Einwegmasken basiert. Dies ist der gleiche Fortschritt, der vom National Center for Biotechnology Information verwendet wird. (Siehe Bild 2)

Experten aus dem Whitepaper zur Wiederverwendung von N95-Masken von Dana Mackenzie mit Forschungsergebnissen von Professor Jian-Feng Chen und Kollegen von der Beijing University of Chemical Technology ? Und wie oft? von Lei Liao, Wang Xiao, Mervin Zhao, Xuanze Yu.

Danke an meinen Teamkollegen Torrey Nommesen. Ohne seine Grammatik- und Ausdruckskorrekturen könnte ich das ganze Zeug nicht auf muttersprachliche Weise teilen.

Wenn Sie zuerst "How to build" lesen möchten, können Sie diesen Teil überspringen und zum Materialteil springen.

Eine Idee ist geboren

Kalimov Lok (Verwiesen von

Als mein Land den Notstand ausrief, hatte ich ein ungutes Gefühl, das ich nicht zuordnen konnte. Ich konnte mich damals nicht wirklich darum kümmern – ich war im Nebel. Es war der 23.01.2020.

Am nächsten Tag kam meine Mutter aus Ungarn nach Shanghai, um mit mir das Frühlingsfest zu feiern. Als ich sie am Flughafen Pudong abholte, trug sie eine Gesichtsmaske. Am nächsten Tag hörten wir, dass von der Regierung eine Quarantäne verhängt wurde. Meine Mutter war Biologielehrerin in Macau und erkannte, dass die Situation sehr schnell ernst werden könnte, da Macao die höchste Bevölkerungsdichte der Welt hat. Sie wusste auch, dass es sehr schwierig sein würde festzustellen, wer das Virus in sich trug, es sei denn, sie würden diagnostiziert. Das Tragen einer Maske diente nicht nur unserem Schutz, sondern auch der Sicherheit anderer. Also ging sie zwei Tage später zurück nach Macau, um ungefähr 70 Masken für mich zu besorgen. Sie hat sie in Ungarn gekauft, aber sie waren mit „Made in China“gekennzeichnet. Dank meiner Mutter konnte ich die Gesetze in China befolgen und während der Quarantäne mit Maske ins Freie gehen. Später konnte ich diese Masken zum Testen verwenden.

Da die Menschen viel länger zu Hause blieben als zuvor, lernten sie aus Fernsehen und Internet viel über das Virus. Langsam dämmerte mir, was das ungute Gefühl von früher war: Auch wenn es in China mehr Infizierte gab als anderswo, würde es bald zu einer weltweiten Pandemie werden. China ist der größte Hersteller von Gesichtsmasken der Welt, und die meisten von ihnen werden in Xiantao, einer Stadt direkt neben Wuhan, hergestellt. Die weltweite Versorgung mit Masken kam vom Ground Zero der Epidemie.

Die Leute fingen an zu fragen: „Wie schwer kann es sein, eine Maske herzustellen?“Wir fanden bald heraus: Eine Maschine kann eine Maske in einer halben Sekunde nähen, aber es dauert eine Woche oder manchmal bis zu einem halben Monat, bis sie fertig ist verwenden. Die Masken müssen mit Epoxid-Ethan-Gas sterilisiert werden und dann muss die Maske vor dem Verpacken für den Versand natürlich ausgelüftet werden. Während sie auf die Herstellung der Masken warteten, waren die Leute auf sich allein gestellt. Es wurde klar, dass es im besten Fall Valentinstag sein würde, bevor neue Masken verfügbar waren.

Ich habe ausgerechnet, wie viele Masken die Chinesen brauchen würden. Später musste ich umstrukturieren, da es zu einer globalen Pandemie wurde. Ich war schockiert. Nach meinen Berechnungen mussten wir täglich über 500 Millionen Masken produzieren! Ich denke, dies war ein Hauptgrund dafür, dass die Regierung die Menschen darauf aufmerksam machen wollte, dass sie zu Hause bleiben müssen. Ich freue mich, dass die meisten Menschen in China zu Hause geblieben sind.

Aber wir müssen raus, um zu überleben. Wir müssen nach draußen gehen, um Essen zu kaufen, und wenn wir nach draußen gehen, müssen wir eine Maske tragen. Aber was können wir tun, wenn Masken knapp werden? Einige Leute versuchten, Einwegmasken auszukochen oder Alkohol auf sie zu sprühen, um sie zu desinfizieren. Mediziner haben uns gewarnt, dass dies eine Maske ruinieren kann. Dies ist für eine gewöhnliche Stoffmaske in Ordnung, funktioniert jedoch nicht für N95- oder PM2.5-Masken. Eine N95-Maske blockiert das Virus nicht nur aufgrund der Dichte ihres Filters, sondern muss auch statisch aufgeladen werden, um Partikel einzufangen. Das wussten vor dieser Pandemie nicht viele. Die Verwendung von Alkohol löst die mittlere Schicht auf und heißes Wasser entfernt die statische Elektrizität, die benötigt wird, um die Maske nützlich zu machen. Die einzige akzeptable Möglichkeit, eine Maske zu desinfizieren, ist die Anwendung von UVC-Licht oder heißer, trockener Luft. Auf diese Weise wird die Maske weniger beschädigt, da die statische Aufladung während der Desinfektion der Masken nicht entfernt wird. Der Strom wird nach ein oder zwei Tagen immer noch abgeführt, aber es ist immer noch ein besserer Schutz, als überhaupt nicht zu desinfizieren.

Könnten wir also einen Weg finden, eine Maske aufzuladen? Wenn wir sie desinfizieren und aufladen könnten, könnten sie zu mindestens 90% erneuert werden. Je mehr Menschen dies taten, desto weniger Engpässe und Panik könnten wir in den ersten Phasen einer Pandemie haben.

Ich fing an, die Möglichkeit zu recherchieren, eine kleine Fabrik zu Hause zu bauen, und ich hatte einen Einblick. Eine gewöhnliche Fabrik verwendet Epoxid-Ethan, nachdem die Maske genäht wurde, da dies angesichts der Anzahl der von ihnen produzierten Masken effizienter ist. Sie können das Tuch vor dem Nähen nicht sterilisieren, da die Maschinen die Maske verschmutzen würden. Für den Heimgebrauch wäre das Produktionsvolumen jedoch kein Faktor. Vielleicht können wir eine gebrauchte Maske vollständig desinfizieren, ohne sich Gedanken über das Entfernen der statischen Elektrizität machen zu müssen, und sie später wieder aufladen.

Ich habe den Preis von Hochspannungs-Ladegeräten für statische Elektrizität überprüft und war enttäuscht. Die einzigen, die ich finden konnte, waren für den industriellen Gebrauch. Abgesehen davon, dass die Preise der verfügbaren Einheiten zu groß waren, wurden sie immer teurer, da die Fabriken sie brauchten, um mehr Masken herzustellen. Ich war mir sicher, dass es eine andere Lösung gab, als eine Vollmaske ins Haus oder in ein Gemeindezentrum zu bringen. Ich musste es tragbar oder zumindest Desktop-Größe machen, und ich musste es erschwinglich machen, damit die Leute ihre Plätze in winzige Fabriken verwandeln und in den frühen Stadien einer Pandemie zu Hilfe kommen konnten.

Also habe ich ein internationales Team zusammengestellt, das mir hilft. Ich, Kalimov Lok, mache die prinzipiellen Experimente und baue den Prototyp. Jason Liang, PVCBOT-Hersteller, sitzt in Yichang, Hubei, in der Nähe von Wuhan, fest und betreibt Marktforschung und Experimente. Torrey Nommesen ist Amerikaner, der sich derzeit in Südafrika unter Quarantäne befindet, und erstellt unsere Website und hilft bei der englischsprachigen Presse für unser Projekt. Daniel Feng, ein Industriedesigner in Guangzhou, wird daran arbeiten, das Design für die Produktion fertigzustellen, sobald der Prototyp gebaut ist. John Lee, ein Professor in Zhongshan, hilft uns bei der Produktion und Fertigung. Wir arbeiten seit März. Wir werden unseren Fortschritt online unter https://maskaidproject.com/ veröffentlichen, wenn Sie daran interessiert sind, unsere Reise zu verfolgen

Lieferungen

Hardware-Komponenten

1. Hochspannungs-Booster DC 5V Eingang und 400KV Ausgang × 1
2. LM2596 Modul DC-DC 12V/5V Regler × 2
3. Schaltnetzteil AC 110/220V DC 12V 100 Watt × 1
4. Schaltnetzteil AC 110/220V DC 5V 3,5 Watt × 1
5. DC-Lüfter DC 12V 0,6A × 1
6. PTC-Heizung AC 220 V 300 Watt × 1. Sie können je nach Wohnort auf AC 110 V umstellen.
7. DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor × 1
8. Relais DC 5V Steuerung, 4 Anschlüsse × 6
9. SS14-Dioden-SMD-Gehäuse × 7
10. S8050 Triode SOT-23 Gehäuse × 6
11. 0603 LED 0603 SMD-Gehäuse × 6
12. 300 Ohm Widerstand 0805 SMD-Gehäuse × 6
13. 10K Ohm Widerstand 0603 SMD-Gehäuse × 6
14. Kondensator, 220 µF SMD-Gehäuse × 1
15. Kondensator, 470 µF SMD-Gehäuse × 1
16. Kondensator 1000 uF SMD-Gehäuse × 1
17. Kondensator 22 uF 0402 SMD-Gehäuse × 2
18. XH2.54 2P-Buchse × 6
19. XH2.54 3P-Buchse × 2
20. XH2.54 4P-Buchse × 1
21. XH2.54 2P-Draht × 6. 5 sind Einzel-Header, 1 ist Doppel-Header.
22. XH2.54 3P-Draht × 1
23. XH2.54 4P-Draht-Doppelkopf × 1
24. Schaltertaste × 5PH2.0 2P Buchse × 6
25. PH2.0 2P Draht Einzelkopf × 6
26. KF-235 Federklemme × 8
27. UVC-Lichtröhre (Wellenlänge kürzer als 285 nm) × 2
28. UVC-Lichtröhrentreiber (unterstützt 2 Röhren auf 1 Treiber) × 1
29. 5,6M Ohm Hochspannungswiderstand × 1
30. 1 Ohm 5 Watt Zementwiderstand × 1
31. OLED 128*64 Auflösung, IIC-Schnittstelle × 1
32. LGT8F328P MCU-Board × 1. Arduino Nano-kompatibles Board und ich verwende Arduino IDE, um es zu programmieren. Dies erfordert eine Board-Bibliothek. Sie können stattdessen normales Arduino Nano verwenden.
33. Kohlefaservlies × 1 großes Stück
34. Aluminiumfolie × 1 (große Größe)
35. Doppelklebeband (groß). Sie können stattdessen etwas Klebeband verwenden.
36. Etwas Schaumstoffband
37. Plastiknetz
38. Klettverschluss
39. ein kleines Stück starker Magnet
40. Reed-Schalter, SPST-NO × 1
41. Drahtklemme × 20
42. 2,54-polige Buchse (15P) × 2
43. 3P Draht (60~80cm lang) × 1
44. Kunststoffwinkelstange 6 Meter lang
45. Dreieck Kunststoffwinkel × 4
46. AC-Buchse AC-01 × 1
47. Netzkabel, 14 AWG × 1
48. 18 AWG Draht ca. 1 Meter
49. Stift mit 5,08 mm Rastermaß × 2, 1 ist 2P, ein anderer ist 3P.
50. PP-Hohlplatte × 5. 50 * 50 cm Größe, 5 mm Dicke
51. PC-Hohlplatine × 3. Die Struktur innerhalb der Platine ist besser wie ein Bienenstock. 50*50cm Größe, 12mm Dicke.
52. Tauchpumpe × 1. Mit Gummischlauch.
53. Thermostatschalter × 1. Reaktionstemperatur 100/70 Grad Celsius.
54. ESD-Schutzvorrichtung ESD5B5.0ST1G × 30. Schützen Sie die Steuerplatine vor Stößen durch statische Aufladung.

Software-Tools

Arduino-IDE, LCEDA,

Handwerkzeuge und Fertigungsmaschinen

Lötkolben

Lötdraht, bleifrei

Abisolier- und Abisolierzange, 30-10 AWG Massiv- und Litzendrähte

Papierschneider

Laserschneider

Elektrostatisches Messgerät (Es wird verwendet, um die verbleibende statische Oberflächenladung zu messen.)

Schritt 1: Sehen wir uns vor dem Bau einige Fakten an

Faktoren, die den Schutz von Masken beeinflussen

Filterporengröße - Aufgrund der Größe der mikroskopischen Löcher in Masken werden Luftströme, aber Wassertröpfchen und Staubpartikel blockiert. Die können aber nur wenige Stunden schützen, bevor sie verstopfen und nicht mehr atmungsaktiv sind.

Material - N95-Masken werden aus sogenanntem Elektret-Meltblown-Vlies hergestellt. Wenn Meltblown hergestellt wird, muss es geladen werden. Aber wenn Sie diese Masken mit Alkohol oder Desinfektionsmittel reinigen, ruiniert es die Faser. Sauberes Wasser schadet dem Meltblown nicht, zieht aber die verbleibende elektrostatische Ladung ab.

Statische Aufladung - Winzige Partikel der als PM2,5 oder PM0,3 bekannten Zunder können durch die Poren im Gewebe passen. Um diese Partikel zu stoppen, wird die schmelzgeblasene Vliesschicht medizinischer Masken elektrostatisch aufgeladen. Die statische Aufladung zieht winzige Partikel wie Smog, Bakterien und Viren an, sodass sie sich an der Faser anlagern und dennoch den Luftstrom zulassen. Das ist der Unterschied zwischen medizinischen Masken und normalen Stoffmasken. Wasserdampf, der durch normale Luftfeuchtigkeit, unseren Atem und unsere Süße entsteht, kann jedoch die Ladung abziehen. Das ist einer der Gründe, warum Experten uns alle 4 Stunden auffordern, unsere Masken zu wechseln.

Wie ist unser Prozess?

1. Wir waschen gebrauchte Masken oder N95 Atemschutzmasken schonend ohne Reinigungsmittel. Dadurch werden Schmutz, Schweiß und die restliche Ladung entfernt.

2. Wir trocknen die Masken 30 Minuten lang mit 56~70ºC Luft. Dies basiert auf wissenschaftlichen Artikeln, die zeigen, dass COVID-19 über 56 ° C eliminiert wird.

3. Wir setzen auch UVC-Licht entweder gleichzeitig oder nach dem Trocknungsprozess ein.

4. Wir laden die Masken mit einem elektrischen Hochspannungsfeld auf. Dies ist der Hauptzweck unserer Maschine. Wir wollen eine industrielle Elektretmaschine auf Desktop-Größe verkleinern, damit jede Familie oder jedes Gemeindezentrum ihre Masken aufladen kann.

Warum können Maskenfabriken nicht einfach mehr Masken herstellen?

Lassen Sie mich Ihnen eine wahre Geschichte erzählen, die in China passiert ist. Die Regierung warnte die Menschen davor, vor dem 14. Februar neue Masken zu kaufen. Der Grund dafür ist, dass, obwohl jede Maske nur eine halbe Sekunde zum Nähen und dann 4 oder 5 Stunden zum Sterilisieren benötigt, es bis zu 2 Wochen dauert, bis sich die Sterilisationsdämpfe verflüchtigt haben und sicher verwendet werden können. Dies liegt daran, dass sie Ethylenoxiddampf verwenden, der vor dem Verkauf Zeit braucht, bis das giftige Gas verdunstet ist.

Für Fabriken ist es schwierig, ihre Prozesse schnell zu ändern, da sie für die Massenproduktion ausgelegt sind. Sie verwenden kein Waschen mit heißem Wasser, da dies die Ladung entzieht. Sie verwenden keine Heißluft- oder UVC-Behandlung, da dies Platz und neue Geräte erfordert. Sie verwenden Ethylenoxiddampf, da dieser die Ladung nicht beeinflusst, aber Bakterienkontaminationen während der Produktion beseitigt. Es ist effizienter und senkt die Kosten für die Herstellung von Masken. In dieser Krise fühlen sich 15 Tage Warten auf uns wie 15 Jahre an. Da Sie nicht die Größe einer Fabrik benötigen, können wir die riesigen Maschinen, die sie verwenden würden, verkleinern. Da wir die statische Aufladung erneut aufbringen können, müssen wir uns keine Sorgen machen, dass die Ladung während der Desinfektion verloren geht. Und wir brauchen keine Masken horten, weil sie immer wieder erneuert werden können.

Sehen wir uns vor dem Bau einige Fakten an

In Bild 1 war es eine alte Maske. Ich habe ein statisches Messgerät verwendet, um es zu überprüfen. Es ist fast nutzlos. Die statische Aufladung war gering.

In Bild 2 sollte eine neue Maske so statisch sein. Ich habe ein Experiment zum Aufladen gemacht. Sie können den Rohvideoanhang herunterladen.

Auf Bild 3 sehen Sie das Ergebnis einer aufgeladenen Entsorgungsmaske. Und es ist erstaunlich, dass eine wiederaufgeladene Maske eine viel stärkere statische Aufladung aufweisen kann als eine neue! Meiner Meinung nach lag es am Prozess der Maskenherstellung. Zwei Wochen Verzögerung vor dem Versand und an den Endverbraucher kann die statische Aufladung der Masken schwächen.

Schritt 2: Gehäusedesign

Den Prototyp habe ich mit PP-Hohlplatten gebaut, da sie leicht und wasserdicht sind. Aufgrund der heißen Luft, die die Dielen im Inneren aufweichen kann, habe ich die drei Etagen in der Mitte jedoch mit PC-Hohlplatten hergestellt. Um das Gehäuse von außen müssen Sie sich keine Sorgen machen, da die Platinen durch die Außenluft gekühlt werden können.

Unten zeige ich Ihnen die Größe, die Sie vorbereiten werden. Der Papierschneider ist scharf genug, um PP-Platten zu schneiden. Sie können einen Laserschneider verwenden, wenn Sie ordentlich und schneller sein möchten.

Zunächst benötigen wir PP-Hohlplatten. Sie sind 5 mm dick.

Gelbe und schwarze Teile sind jplastische Winkel und Dreiecke.

Das vierte Bild ist das Bedien- und Anzeigefeld. Die Größe der Löcher hängt von der OLED und den Tasten ab. (Das letzte hat fünf runde Löcher anstelle der 4 Bilder oben, da mein Teamkollege dringend einen Reset-Knopf vorschlug)

In Bild 5 hält diese Platte die Position des Plastiknetzes, das im Inneren Masken enthält.

Bild 6 zeigt, wie PC-Hohlplatinen aussehen. Es ist stark und hält einer Hitze von 100 °C stand. In Wirklichkeit kann es sogar die Spezifikation von 100 ° C überschreiten. Sie ist dicker als die von uns verwendete PP-Hohlplatte und ca. 12 mm dick. Wir benötigen 3 Stück 45 x 45 cm.

Es gibt eine PP-Schublade, die als Waschtanks verwendet wird. In dieser Größe können wir 6 Masken hineinlegen. Natürlich können Sie mehr tragen, da chirurgische Masken dünn sind. Bei N95-Atemschutzmasken sollten Sie später besser die genannten Schritte aus Kunststoffnetz verwenden, um sie platzsparend zusammenzudrücken. Keine Sorge, das Zusammendrücken von N95-Atemschutzmasken schadet den Fasern nicht.

Während wir an der MIT Hackathon Challenge "Africa Takes on COVID-19" teilnahmen, habe ich 3D-gedruckte Kunststoff-Winkelstangen anstelle von denen verwendet, die ich später im Internet gefunden habe. Die Verwendung von echten Kunststoffwinkeln ist billiger, aber es dauert seine Zeit.

Dann legte ich PC-Bienenstockbretter auf den Boden jeder Schicht. Diese Platten waren stärker als PP-Hohlplatten und können heißer Luft standhalten, ohne sich um die strukturelle Integrität kümmern zu müssen. Es ist jedoch teurer, daher habe ich nur 3 Stück verwendet, jeweils 45 x 45 cm und 12 mm dick. Die zuvor gezeigten PP-Platten eignen sich gut für die Außenseite der Box, da sie ihre Festigkeit behalten können, da sie außerhalb der Box kühlerer Luft ausgesetzt sind.

Schritt 3: Wie funktioniert die statische Aufladung?

Das Hauptprinzip unserer Box besteht darin, dass sie die Masken aufgrund der elektrostatischen Aufladung erneuert. Ich habe im Grunde eine verkleinerte Elektretmaschine gebaut. Dies ist der Ursprung der Idee des Mask Aid Project. Da schmelzgeblasene Fasern in der ersten Phase des Ausbruchs knapp waren, begannen einige Leute darüber nachzudenken, wie sie Einwegmasken wiederverwenden könnten. Wir haben mit vielen Möglichkeiten experimentiert, um die statische Aufladung alter Entsorgungsmasken wieder aufzuladen. Es gibt zu viele, um sie hier zu erwähnen, daher konzentriere ich mich auf das Endergebnis. (Schauen Sie sich unsere Geschichte auf der Website des Mask Aid Project an, wenn Sie neugierig sind.)

Das erste Bild zeigt, wie das Mittelschichtmaterial von Masken in einer Fabrik hergestellt wird: Die Spannung der Maschine erreicht etwa 120 Kilovolt. Durch einen Prozess namens dielektrischer Durchschlag wird die Faser in der Mitte der kondensatorähnlichen Struktur aufgeladen. Es handelt sich jedoch technisch nicht um einen vollständigen Ausfall, da keine Funken entstehen können oder die Maschine die Faser verbrennen könnte. Ein wichtiger Teil des Prozesses ist nebenbei der Einsatz einer „Elektro-Corona“, daher scherzen wir privat, dass wir „Corona vs Corona“bekämpfen.

Da es sich um Hochspannung handelt, machen sich einige möglicherweise Sorgen um ihre Sicherheit. Erstens werden Sie es nicht berühren. Zweitens können wir keine teuren, leistungsstarken, riesigen Maschinen in unserem Wohnzimmer haben. Drittens ist das Joulesche Gesetz erstaunlich! Wir erhöhen 5V auf 400KV, sodass der Strom zu niedrig ist, um tödlich zu sein. Taser sind viel gefährlicher.

Elektro-Corona ist ein glücklicher Mittelweg zwischen völligem dialektischem Zusammenbruch und einem offenen Kreislauf. Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes und einiger Daten, die ich online gefunden habe, habe ich einen Hochspannungswiderstand von etwa 5 oder 6 Millionen Ohm ausgewählt. Dies kann den Strom steuern und gleichzeitig Funken verhindern. Das zweite Bild zeigt, wie Hochspannungswiderstände aussehen.

Das dritte Bild ist ein Hochspannungsgenerator. Die roten und grünen Drähte sind die positiven und negativen Eingänge. Sie benötigen ein statisches Messgerät, um die Ausgangsladung zu ermitteln. Es ist billig und man kann viel abgrasen. (Taser, Mückenvernichter) Aus der COVID-19-Krise habe ich jedoch gelernt, dass es in den USA und in Europa verdammt teuer ist. Die meisten werden aus China importiert und sind sehr günstig. (Eine lustige Tatsache, dass es von Bauern in China verwendet wird, um Tiere nach Hause zu treiben.)

Wenn es eingeschaltet ist, wird sein Körper heiß, da es einen Beinahe-Kurzschluss erzeugt. Das Modul ist nicht dafür ausgelegt, auf diese Weise zu funktionieren. Es wurde entwickelt, um jeweils nur wenige Sekunden zu arbeiten. Wir brauchten es, um kontinuierlich zu funktionieren, also haben wir es gehackt.

Wir setzen einen 1-Ohm-Keramikwiderstand zwischen den Strom und den positiven Eingang.

Als Ergebnis wird die Modifikation an der Schaltung das letzte Bild sein.

Schritt 4: Bauen von Entladungsstangen

Zu Beginn des Ausbruchs suchte ich nach Optionen für die Materialien, die ich in meinen Prototypen verwenden könnte. Die Teile konnten nicht eingeschränkt oder zu teuer sein. Eine Frustration kam mit den auf dem Markt erhältlichen Austragsbürsten. Sie waren effektiv, aber sie wurden aus Kohlefaser hergestellt und waren daher teuer. Aufgrund des erhöhten Bedarfs an Maschinen zur Herstellung von Masken war ihr Preis etwa das 50-fache des Normalpreises.

Also musste ich meine Perspektive ändern. Menschen, die in der IC-Chip-Industrie arbeiten, sind sehr besorgt über statische Aufladung, da sie das Produkt verderben könnte. Sie verwenden viele Möglichkeiten, um sich vor einer statischen Aufladung zu schützen. Das Material, das sie als Leiter verwenden, ist nicht so gut wie Metall, aber es leitet statische Aufladung kontinuierlich ab. Wir fanden, dass das Material viel erschwinglicher ist, wenn Sie wissen, wie man sie hackt. Dieses Material finden Sie in der B. O. M. Liste dieser instructable.

Ich habe zwei Entladungsplatten gemacht (eine ist schwarz, weil mir mein weißes Klebeband ausgegangen ist). Schließlich habe ich Draht als Verbindung darunter vergraben.

Schritt 5: Aufbau des Heißluftgebläsemoduls

Warum nicht stattdessen einen Haartrockner verwenden? Am Anfang schlugen Experten vor, dass wir Föhne verwenden sollten, um Masken zu desinfizieren. Sie stellten jedoch auch fest, dass die Leute sie nicht zu lange verwenden sollten, da dies die Trockner beschädigen könnte. Außerdem sind viele Leute nicht geduldig genug, um eine halbe Stunde lang einen Haartrockner zu halten. Außerdem ist die Temperaturregelung bei Haartrocknern nicht so genau. Sobald es überhitzt, könnte die Luft Entsorgungsmasken schmelzen.

Also haben wir eine gebaut, die in Bild 1 gezeigt ist. Das Erhitzen einer so großen Schicht würde zu viel Strom verbrauchen. Wir haben uns für eine PTC-Heizung entschieden, wie man sie in AC-Geräten findet. Wir kombinieren es mit einem bürstenlosen DC-Lüfter, der bei 12V 0.6A recht leistungsstark war. Ich habe einige Schrauben verwendet, um den PTC am Lüfter zu befestigen, das Bild 2 zeigt das Detail.

Wir hatten zwei Möglichkeiten, die Temperatur zu steuern: Eine durch Anlöten eines Thermostatschalters am PTC, eine andere durch Verwendung eines DHT11-Sensors, um der MCU mitzuteilen, wann die Heizung abzuschalten ist. Ich habe beide verwendet.

Schritt 6: UVC-Behandlung

UVC-Strahlung tötet Bakterien und Viren ab. Viele Leute kennen diese Technologie. Das Problem ist, dass nur wenige Menschen den Unterschied zwischen UVA, UVB und UVC kennen. Manche denken, dass sie gleich sind. Deshalb gab es zu Beginn des Ausbruchs gefälschte UVC-Lampen auf dem Markt. In unserem Projekt vertrauen wir nur auf UVC, im Gegensatz zu der Art von Licht, die Nagelpoliermaschinen verwenden.

Auch hier stand ich vor einigen schwierigen Entscheidungen. Wir wussten, dass es drei Möglichkeiten gibt, UVC herzustellen, die gebräuchlichste ist die Heißkathode (HCFL), seltener die Kaltkathode (CCFL) und dann gibt es UVC-LED. Für die Umwelt und den Versand schien UVC-LED ursprünglich die beste Wahl zu sein. Aber - wir haben uns aus vielen Gründen letztendlich für CCFL entschieden. Wie ich bereits sagte, wollten wir keine Teile, die eingeschränkt oder überteuert sind. Es wurde viel recherchiert, wie wir uns für CCFL entschieden haben.

Ich habe zwei Röhren in der Box installiert, eine auf dem Boden der mittleren Schicht und eine andere an der Decke. Ich habe einige Drahtklammern geklebt, um die Rohre zu halten.

Die Kaltkathoden-UVC-Röhren und die Treiberplatine waren kostengünstig, aber immer noch leistungsstark. Sie laufen mit 12V und verbrauchen 10 Watt Gesamtleistung. Eine wissenschaftliche Veröffentlichung besagt, dass eine 15-minütige UVC-Exposition von Oberflächen fast alle Bakterien abtöten kann. Wir entschieden, dass es gut war, es mit heißer Luft zu kombinieren.

PS Der Ursprungsdraht an den Rohren war zu kurz, daher müssen wir längere Drähte schneiden und löten, um sie zu verlängern.

Schritt 7: Waschfunktion

Sie fragen sich vielleicht, warum die Maske waschen, wenn sie alle statischen Ladungen beseitigen würde?

Waschen ist optional. Erstens machen wir uns keine Sorgen über den Verlust der statischen Aufladung, da wir uns später wieder aufladen können. Der Hauptzweck des Waschens von OP-Masken oder N95-Atemschutzgeräten besteht nicht darin, Bakterien zu beseitigen, sondern den Staub zu entfernen, der den Luftstrom blockiert. Die statische Aufladung haftet nicht nur an Viren, sondern auch an winzigen Staubpartikeln. Die Heißluftbehandlung kann Bakterien abtöten, den Staub jedoch nicht entfernen. Menschlicher Schweiß und Fette blockieren auch die Luft, ähnlich wie sich Akne im Gesicht bildet. Nachdem man die Materialeigenschaften von Meltblown gelesen hatte, war Wasser die beste erschwingliche Wahl. Es kann Mineralsalze und lösliche Flecken lösen und unlösliche Bestandteile wegwaschen, wenn die statische Aufladung verschwunden ist. Sie brauchen jedoch mehr als nur Einweichen, um zu fließen. Also habe ich eine kleine Tauchpumpe und ein kurzes Stück Plastikschlauch verwendet. Ich habe ein Stück doppelseitiges Klebeband auf die Pumpe geklebt, um sie an der Wand des Wassertanks zu befestigen. Ich habe auch die Drähte verlängert, um etwa 50 cm länger zu sein.

Wenn Sie eine bessere Wäsche wünschen, schlage ich vor, eine Heizung hineinzustellen. Dies hilft, Bakterien abzutöten und Flecken aufzulösen. Es wäre eine große Hilfe in kalten Ländern. Denken Sie daran, einen Sensor oder einen Thermostatschalter hinzuzufügen, um die Wassertemperatur zu steuern.

Schritt 8: Anderes Zubehör

Sie benötigen zwei in der Materialliste aufgeführte Plastiknetze, um die Masken während des Waschens und Blasens an Ort und Stelle zu halten. N95-Atemschutzmasken können gequetscht werden, damit sie in das Netz passen und ohne sie zu beschädigen. Sie benötigen einige Kabelbinder, die an einer Seite gebunden sind, um ein Scharnier herzustellen, damit es als Netz fungieren kann.

UVC-Exposition ist schädlich für den Menschen, daher brauchen wir eine Tür, um sie zu blockieren. Ich habe eine einfache Lösung gefunden. Ich schneide ein Stück PP-Hohlplatte, das 45 x 14 cm groß ist. An 4 Ecken habe ich 4 Löcher mit je 4mm Durchmesser gebohrt und 4 Plastiknieten durchgesteckt. Die Platine kann dann zwischen die Lücken der PC-Hohlplatte gelegt werden. Zum Schluss klebe ich etwas Klettverschluss auf zwei Seiten der Box und auf die Tür, um sie abzudecken. Es sah grob aus, aber es funktionierte. Sie können es mit einem Scharnier oder einem Reed-Schalter mit Magneten aufrüsten, um es wie eine Mikrowellentür sicherer zu machen.

Ich habe eine OLED und 5 Druckknöpfe (vier Funktionen und ein Notfall-Reset) auf der Panelplatine platziert. Alle Knöpfe wurden mit XH2.54 2P Drähten gelötet. Das OLED benötigte zum Anschließen ein XH2.54 4P-Doppelkopfkabel.

Schritt 9: Steuerplatinen

Dieser Prototyp benötigte viele kleine Upgrades, um besser zu funktionieren, also habe ich einige Plug-Ins auf dem Board gelassen. Das waren: Türschalter, ein Temperatursensor für den Wassertank und zwei weitere analoge Eingänge. Da die Möglichkeit von Fehlern durch elektrostatische Aufladung - die auch viele Ionen in der Luft erzeugt - sehr groß ist, gibt es eine Reihe von ESD-Schutzteilen auf der Platine. Außerdem dauert es 3 Tage, bis ich auf das Board von PCB-Herstellern warte, etwas länger als geschätzt aufgrund von COVID-19-Nebenwirkungen.

Ich habe LCEDA verwendet, um das Brett zu zeichnen. Bild2 zeigt den 3D-Renderring. Aufgrund des Fehlens einiger Komponentenbibliotheken gibt es 2 Leerzeichen. Eines ist ein 110V/220V AC bis 5V DC Netzteil, das sich in der oberen rechten Ecke der Platine befindet. Ein weiteres sind LM2596-Module, die in zwei gestapelt sind. Sie können sehen, wie das Board in Echt in Bild 3 aussieht.

Bild 4 ist das AC-DC 110/220V bis 12V Schaltnetzteil. Es gibt drei Arten von Strom in diesem Gerät, Wechselstrom, DC 12 V und DC 5 V. Aus Stabilitätsgründen habe ich ein weiteres AC-DC 5V-Modul speziell für MCU, Sensoren und Relaissteuerungen eingebaut. Sie waren von den anderen Aktoren galvanisch getrennt.

Das Hochspannungspanel sollte von den anderen Platinen entfernt platziert werden. Wenn es eingeschaltet ist, hören Sie ein mückenartiges Summen. Das ist die Elektro-Corona-Entladung. Bild 5 und Bild 6 sind Hochspannungspaneele.

Das letzte Bild zeigt jede Funktion, die mit dem Board verbunden ist.

Schritt 10: Testlauf

Schauen wir uns an, wie Sie die Box aus Video 1 verwenden.

Ich habe mir ein PM2,5 Messgerät gekauft, welches schon mal von jemandem Heimtextilien verwendet wurde. Ich habe es mehrmals getestet. Die Rohvideos zeigen das Testergebnis. Die gelbe Ziffer ist der PM2,5-Wert.

Video 2: Alte Maske ohne Reinigen und Aufladen

Video 3: PM2.5-Test gewaschene Maske ohne Aufladen. Es benahm sich schlimmer als eine alte Maske.

Video 4: PM2.5-Test gewaschene Maske nach dem Aufladen. Es gewann die Fähigkeit zurück, Aerosole und winzige Partikel zu blockieren.

Schritt 11: Anhänge

Hier teile ich Ihnen den Code und den Schaltplan. Sie benötigen 123D Design, um die Skizzen- oder Modelldatei zu öffnen.

Schritt 12: Etwas sagen wollen

Da die Pandemie immer noch die Welt wütet, möchten wir das Kit teilen und bereitstellen, um den Menschen zu helfen. Wir haben ein Crowdfunding ins Leben gerufen und wollen herausfinden, wie viele Menschen das brauchen.

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

In der Kampagne gibt es eine andere Art von Mask Reborn Box. Hier zeige ich Ihnen Jasons Arbeit, Semi-PMRB PM0.3 Testvideo.