Reemplazo de bombillas de lámpara quirúrgica con circuito LED: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Instrucciones paso a paso sobre cómo construir e implementar el sistema de bombilla de lámpara quirúrgica de reemplazo utilizando un circuito LED desarrollado por Mohammed Shafir y Zoe Englander como parte del curso BME 262-Design for the Developing World en la Pratt School of Engineering, Duke University.

Este sistema proporcionará un reemplazo duradero y de bajo costo para las bombillas de lámparas quirúrgicas difíciles de adquirir en el mundo en desarrollo. Estas instrucciones explican cómo utilizar el sistema de bombillas de repuesto con los componentes y herramientas incluidos en el kit. Los dispositivos en el mundo en desarrollo que requieren bombillas para realizar su función son de uso crucial para brindar atención médica. Sin embargo, un problema importante con el uso de estos dispositivos en el mundo en desarrollo es que una vez que las bombillas se rompen o se queman, las bombillas de repuesto son muy caras o difíciles de adquirir. Por lo tanto, muchos dispositivos que son completamente funcionales de otra manera no se utilizan porque carecen de bombillas que funcionen. Un dispositivo médico crítico que se ve afectado por este problema son las lámparas quirúrgicas utilizadas en la sala de operaciones. Estas luces son de uso fundamental para el cirujano a la hora de iluminar el área de interés durante la cirugía. La ausencia de estas luces obstaculiza seriamente la capacidad de los cirujanos para tomar decisiones informadas y también restringe la realización de cirugías a intervalos del día en los que hay suficiente luz para iluminar la habitación. Hemos solucionado este problema con un sistema de bombillas de repuesto que permitirá al usuario sustituir las bombillas convencionales de las lámparas quirúrgicas de uso común por un nuevo sistema de iluminación compuesto por bombillas de diodo emisor de luz (LED). Las bombillas LED son mucho más eficientes que las bombillas de tungsteno o halógenas convencionales, consumen menos energía, son más rígidas (debido a la ausencia de partes móviles) y también tienen una vida útil mucho más larga. Por lo tanto, el sistema de iluminación LED tendrá una vida útil mucho más larga, será menos costoso de operar y no se romperá tan fácilmente. El sistema de iluminación LED solo deberá instalarse una vez y no será necesario reemplazarlo durante muchos años. Además, este sistema es compatible con muchos tipos diferentes de lámparas, con una variedad de bombillas diferentes. Este sistema utiliza la base de la bombilla original, por lo que el circuito se puede hacer para que sea compatible con casi cualquier tamaño y forma de bombilla. El sistema funcionará con cualquier lámpara que utilice entre 7 y 24 voltios CC.

Paso 1: Lista de piezas

La lista de piezas para este diseño se muestra en la siguiente tabla. Las piezas y herramientas adicionales necesarias para la construcción de este dispositivo son:

1.) Una placa PCB en blanco 2.) Cables de conexión delgados 3.) Un martillo 4.) Soldador 5.) Alambre de soldadura 6.) Pegamento Krazy El regulador reductor de corriente constante de National Semiconductor LM3404 de 1.0 amperios se utiliza como dispositivo regulador de corriente. Se puede encontrar un conjunto detallado de instrucciones en la hoja de datos de este dispositivo. Siguiendo estas instrucciones, el diseñador de circuitos puede determinar las clasificaciones de los componentes externos necesarios para satisfacer sus necesidades.

Paso 2: creación de PCB

Imprima el diseño de PCB proporcionado aquí en una transparencia. Obtenga una placa PCB, córtela del tamaño correcto y coloque la transparencia entre la placa y la luz en una habitación que de otro modo sería oscura. Coloque un trozo de vidrio sobre la transparencia para mantener el diseño y la transparencia alineados. Asegúrese de que la transparencia esté orientada correctamente y que el papel protector esté despegado. Después de unos 7 minutos bajo la luz, coloque la tabla en un baño de líquido revelador. Asegúrese de usar guantes para protegerse las manos y tenga cuidado de no salpicar líquidos en su ropa. El líquido revelador debe ser 1 parte de revelador por 10 partes de agua.

A continuación, coloque la PCB en una bandeja con solución de grabado. Agite la sartén para acelerar el proceso de grabado. También es útil calentar ligeramente la solución. Mantenga la PCB en la solución hasta que se elimine todo el cobre, excepto donde el diseño del circuito está impreso en la placa. La solución de grabado manchará su ropa, así que tenga mucho cuidado de no salpicarla. Enjuague bien la placa impresa para eliminar todos los líquidos. El diseño impreso está diseñado para que dos circuitos y dos almohadillas LED puedan caber en una placa PCB. Separe estas cuatro piezas con una sierra. Recorte cualquier exceso de placa para que el circuito sea lo más pequeño posible. Finalmente, taladre los orificios donde se unirán los componentes con un taladro muy pequeño. Las ubicaciones donde necesita perforar se muestran como pequeños círculos en el diseño de la PCB. Usamos ExpressPCB para diseñar esta placa. Dado que este circuito utiliza dispositivos montados en la superficie, el diseño de la almohadilla de soldadura debe realizarse para cada componente individual.

Paso 3: Colocación de componentes en la placa PCB

Cubra la PCB impresa en flujo. Suelde con cuidado todos los componentes a la placa con un alambre de soldadura delgado y una herramienta de soldadura. El diseño de cómo hacer esto correctamente se puede ver en la imagen del paso 2.

Paso 4: Conexión de la bombilla LED y los cables de conexión

Suelde la bombilla LED a la pieza de PCB con la almohadilla LED impresa. Pega esta pieza de PCB al final del circuito para que las dos piezas formen una T. El objetivo es que el LED quede perpendicular al circuito para que la luz mire hacia abajo cuando el circuito esté en posición vertical.

Finalmente, suelde dos cables de conexión a los orificios correspondientes. Estos cables se conectan a las conexiones de la bombilla, lo que permite alimentar el circuito. El circuito ya está listo para su implementación.

Paso 5: quitar el vidrio de una bombilla rota

El primer paso necesario en la implementación de este sistema es quitar el vidrio de la bombilla rota para exponer los contactos que llevaron al filamento roto.

Retire la bombilla rota de su casquillo. Coloque la bombilla rota en la bolsa de plástico (incluida) y sujete la bombilla desde el exterior por la base. Tenga cuidado de no cortarse con el vidrio ni golpearse los dedos con el martillo. Golpee la parte superior de la bombilla de la lámpara quirúrgica rota con un martillo pequeño. Tenga cuidado de no golpear la bombilla con demasiada fuerza. El objetivo es quitar el vidrio y exponer los contactos que originalmente conectaban el filamento roto al resto de la bombilla.

Paso 6: Conexión del circuito a la bombilla

El siguiente paso es conectar el circuito con el LED a la bombilla. Suelde los contactos a los cables que salen del circuito.

Caliente el soldador enchufándolo. A continuación, sujete la punta del soldador al extremo de un trozo de alambre de soldadura. Esto hará que el alambre se derrita. Transfiera con cuidado la soldadura derretida a los contactos mientras sostiene los cables del circuito en la soldadura derretida. Deje que la conexión se enfríe brevemente y asegúrese de que la conexión sea lo suficientemente fuerte. Es posible que deba sujetar los componentes juntos con unas pinzas mientras completa este proceso. ** Precaución: el soldador está muy caliente, ¡no se queme!

Paso 7: probar el sistema

Inserte la base de la bombilla con el circuito adjunto en el casquillo de la bombilla, como lo haría con una bombilla normal.

Encienda la lámpara y asegúrese de que se encienda el LED. La prueba de la intensidad de la luz del sistema se puede realizar con el medidor de luz Lutron LX-103.