Erstatning for kirurgiske pærer ved bruk av LED -krets: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Trinn for trinn instruksjoner for hvordan du bygger og implementerer det nye kirurgiske lampelampesystemet ved hjelp av en LED-krets utviklet av Mohammed Shafir og Zoe Englander som en del av kurset BME 262-Design for the Developing World ved Pratt School of Engineering, Duke University.

Dette systemet vil gi en rimelig og langvarig erstatning for vanskelig kjøpte kirurgiske pærer i utviklingsland. Disse instruksjonene forklarer hvordan du bruker det nye pæresystemet med komponenter og verktøy som følger med i settet. Enheter i utviklingsland som krever at lyspærer utfører sin funksjon, er av avgjørende betydning for å gi medisinsk hjelp. Et stort problem med bruken av disse enhetene i utviklingsland er imidlertid at når lyspærene går i stykker eller brenner ut, er utskiftningspærene svært dyre eller vanskelige å skaffe. Dermed blir mange enheter som er helt funksjonelle ellers ikke brukt fordi de mangler arbeidspærer. Et kritisk medisinsk utstyr som er rammet av dette problemet, er kirurgiske lamper som brukes på operasjonsstuen. Disse lysene er av kritisk bruk for kirurgen for å belyse området av interesse under operasjonen. Fraværet av disse lysene hindrer kirurgenes evne til å ta informerte beslutninger alvorlig og begrenser også operasjonen til operasjoner til intervaller på dagen når det er tilstrekkelig lys til å belyse rommet. Vi har løst dette problemet med et nytt pæresystem som lar brukeren bytte konvensjonelle lyspærer i vanlige kirurgiske lamper med et nytt belysningssystem som består av lysemitterende dioder (LED). LED -pærer er mye mer effektive enn konvensjonelle wolfram- eller halogenpærer, bruker mindre strøm, er mer stive (på grunn av fravær av bevegelige deler) og har også en mye lengre levetid. Derfor vil LED -belysningssystemet ha mye lengre levetid, være billigere i drift og vil ikke bryte like lett. LED -belysningssystemet trenger bare å installeres en gang, og trenger ikke å skiftes ut på mange år. I tillegg er dette systemet kompatibelt med mange forskjellige typer lamper, med en rekke forskjellige lyspærer. Dette systemet bruker den originale lyspærebasen, slik at kretsen kan gjøres for å være kompatibel med nesten hvilken som helst størrelse og form på lyspæren. Systemet fungerer for alle lamper som bruker mellom 7 og 24 volt likestrøm.

Trinn 1: Deleliste

Delelisten for dette designet er vist i tabellen nedenfor. Ytterligere deler og verktøy som er nødvendige for konstruksjonen av denne enheten er:

1.) Et tomt PCB -kort 2.) Tynne tilkoblingskabler 3.) En hammer 4.) Loddejern 5.) Loddetråd 6.) Krazy Lim National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Current Buck Regulator brukes som strømreguleringsenhet. Et detaljert sett med instruksjoner finnes i databladet for denne enheten. Ved å følge disse instruksjonene kan kretsdesigneren bestemme vurderingene til de eksterne komponentene som trengs for å dekke deres behov.

Trinn 2: Opprette PCB

Skriv ut PCB -oppsettet som er gitt her på en gjennomsiktighet. Skaff deg et PCB -kort, kutt det til riktig størrelse, og plasser gjennomsiktigheten mellom brettet og lyset i et ellers mørkt rom. Legg et glass over transparenten for å holde designet og gjennomsiktigheten på linje. Sørg for at gjennomsiktigheten er riktig orientert, og at beskyttelsespapiret skrelles av. Etter ca 7 minutter under lyset, plasser brettet i et bad med fremkallervæske. Sørg for å bruke hansker for å beskytte hendene, og vær forsiktig så du ikke spruter væske på klærne. Fremkallervæsken skal være 1 del utvikler til 10 deler vann.

Legg deretter kretskortet i en panne med etsende løsning. Agitere pannen for å få etseprosessen til å gå raskere. Det er også nyttig å varme opp løsningen litt. Hold PCB i løsningen til alt kobberet er fjernet bortsett fra der kretsdesignet er trykt på brettet. Etseløsningen vil flekke klærne, så vær veldig forsiktig så du ikke spruter den på deg selv. Skyll den trykte tavlen grundig for å fjerne all væske. Det trykte oppsettet er utformet slik at to kretser og to LED -puter kan passe på ett kretskort. Skill disse fire delene med en sag. Klipp av overflødig brett for å gjøre kretsen så liten som mulig. Til slutt borer du hullene der komponentene skal festes ved hjelp av et veldig lite bor. Stedene du trenger å bore, vises som små sirkler på PCB -oppsettet. Vi brukte ExpressPCB til å designe dette brettet. Siden denne kretsen bruker overflatemonterte enheter, måtte loddeputedesignet gjøres for hver enkelt komponent.

Trinn 3: Plassering av komponenter på kretskortet

Dekk det trykte kretskortet i flux. Lodd forsiktig alle komponentene på brettet med en tynn loddetråd og loddeverktøy. Oppsettet for hvordan du gjør dette riktig kan sees på bildet for trinn 2.

Trinn 4: Fest LED -pære og festeledninger

Lodd LED -pæren til PCB -delen med den trykte LED -puten. Lim denne PCB -en til slutten av kretsen slik at de to delene danner et T. Målet er å ha LED -en vinkelrett på kretsen slik at lyset vender nedover når kretsen er oppreist.

Til slutt lodder du to festeledninger til de riktige hullene. Disse ledningene festes til pæreforbindelsene, slik at kretsen kan drives. Kretsen er nå klar for implementering.

Trinn 5: Fjerne glass fra ødelagt pære

Det første trinnet som er nødvendig i implementeringen av dette systemet er å fjerne glasset fra den ødelagte pæren for å avsløre kontaktene som førte til den ødelagte filamenten.

Fjern den ødelagte pæren fra stikkontakten. Plasser den ødelagte pæren i plastposen (følger med) og ta tak i pæren fra utsiden ved basen. Vær forsiktig så du ikke skjærer deg med glasset eller slår fingrene med hammeren. Slå på toppen av den ødelagte kirurgiske lampepæren med en liten hammer. Vær forsiktig så du ikke slår pæren med for mye kraft. Målet er å fjerne glasset og avsløre kontaktene som opprinnelig koblet det ødelagte filamentet til resten av pæren.

Trinn 6: Fest kretsen til pæren

Det neste trinnet er å feste kretsen med lysdioden til pæren. Lodd kontaktene til ledningene som kommer ut av kretsen.

Varm opp loddejernet ved å plugge det inn. Hold deretter spissen av loddebolten til enden av et stykke loddetråd. Dette vil føre til at ledningen smelter. Overfør forsiktig det smeltede loddetinnet på kontaktene mens du holder ledningene fra kretsen i det smeltede loddetinnet. La forbindelsen avkjøles kort og sørg for at tilkoblingen er sterk nok. Du må kanskje holde komponentene sammen ved hjelp av pinsett mens du fullfører denne prosessen. ** Forsiktig: Loddejern er veldig varmt, ikke brenn deg!

Trinn 7: Testing av systemet

Sett inn pærefoten med kretsen festet i lyspæren, på samme måte som en vanlig lyspære.

Slå på lampen og sørg for at LED -en slås på. Testing av lysintensiteten til systemet kan gjøres ved hjelp av Lutron LX-103 lysmåler.