Mask Reborn Box: Nueva vida para viejas máscaras: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Creamos un kit asequible para el hogar para prolongar la vida útil de las máscaras para que pueda unirse a la lucha contra la pandemia ayudando a su comunidad

Han pasado casi cinco meses desde que nació la idea de renovar las máscaras usadas. Hoy en día, aunque en varios países la COVID-19 parece no ser grave, la mayor parte del mundo sigue sufriendo no solo por los cuerpos, sino también por la estructura de la sociedad. Aquí les remito algunos registros de nuestro sitio de proyectos, Mask Aid Project, para decirles por qué lo comenzamos.

El equipo del Proyecto Mask Aid:

Kalimov Lok

Jason Leong

Torrey Nommesen

John Lee

Daniel Feng

Halima Ouatab

Gracias al Dr. Jian-Feng Chen, Académico de Ingeniería Académica de China, y a los miembros de su equipo. Basamos nuestro proceso en su informe sobre cómo reutilizar de forma segura las máscaras desechables. Este es el mismo progreso utilizado por el Centro Nacional de Información Biotecnológica (Ver Imagen 2).

Expertos del libro blanco de Reuse of N95 Masks de Dana Mackenzie con la investigación del profesor Jian-Feng Chen y sus colegas de la Universidad de Tecnología Química de Beijing Otra fuente útil de información que nos ayudó a validar nuestro proceso es el libro blanco de Stanford ¿Se pueden reutilizar los respiradores N95 después de la desinfección? ? ¿Y por cuantas veces? por Lei Liao, Wang Xiao, Mervin Zhao, Xuanze Yu.

Gracias a mi compañero de equipo, Torrey Nommesen. Sin su corrección de la grama y las formas de expresión, no podría compartir todo el material en una forma nativa de inglés.

Si primero desea leer "cómo construir", puede omitir esta parte y pasar a la parte material.

Nace una idea

Kalimov Lok (consultado en

Cuando mi país declaró una emergencia, tuve el mal presentimiento de que no podía identificarlo. Realmente no podía entenderlo en ese momento, estaba en una niebla. Era el 23 de enero de 2020.

Al día siguiente, mi madre vino a Shanghai desde Hungría para celebrar el Festival de Primavera conmigo. Cuando la recogí en el aeropuerto de Pudong, tenía puesta una mascarilla. Al día siguiente, escuchamos que había una cuarentena impuesta por el gobierno. Mi madre era profesora de biología en Macao, por lo que se dio cuenta de que la situación podría agravarse muy rápidamente porque Macao tiene la densidad de población más alta del mundo. También sabía que sería muy difícil determinar quiénes portaban el virus a menos que fueran diagnosticados. Usar una máscara no era solo para protegernos a nosotros mismos, sino también para la seguridad de los demás. Así que volvió a Macao dos días después para conseguirme unas 70 máscaras. Los compró en Hungría, pero estaban marcados como "Hecho en China". Gracias a mi madre, pude obedecer las leyes de China y salir al aire libre durante la cuarentena con una máscara puesta. Más tarde, pude usar estas máscaras para realizar pruebas.

Como las personas se quedaban en casa durante períodos mucho más largos que antes, estaban aprendiendo mucho sobre el virus a través de la televisión e Internet. Poco a poco me di cuenta de qué se trataba el mal presentimiento que tenía antes: aunque había más personas infectadas en China que en cualquier otro lugar, pronto se convertiría en una pandemia mundial. China es el mayor fabricante de mascarillas faciales del mundo, y la mayoría de ellas se fabrican en Xiantao, una ciudad al lado de Wuhan. El suministro mundial de máscaras provenía de la zona cero de la epidemia.

La gente empezó a preguntarse: '¿Qué tan difícil puede ser hacer una mascarilla?' Pronto descubrimos: una máquina puede coser una mascarilla en medio segundo, pero lleva una semana o, a veces, hasta medio mes para que estén preparadas. usar. Las máscaras deben esterilizarse con gas epoxi etano y luego la máscara debe airearse de forma natural antes de empacarla para su envío. Mientras esperaban que se hicieran las máscaras, la gente estaba sola. Quedó claro que, en el mejor de los casos, sería el Día de San Valentín antes de que hubiera nuevas máscaras disponibles.

Calculé cuántas máscaras necesitaría el pueblo chino. Más tarde, tuve que refactorizar, ya que se convirtió en una pandemia global. Me quedé impactado. Según mis cálculos, ¡necesitábamos producir más de 500 millones de máscaras al día! Creo que esta fue una de las principales razones por las que el gobierno quería calentar a las personas que necesitaban quedarse en casa. Me complace observar que la mayoría de la gente en China se quedó en casa.

Pero tenemos que salir para sobrevivir. Necesitamos salir a comprar comida, y cuando salimos, necesitamos usar una máscara. Pero si las máscaras escasean, ¿qué podemos hacer? Algunas personas intentaron hervir las mascarillas desechables o rociarlas con alcohol para desinfectarlas. Los profesionales médicos nos advirtieron que esto puede arruinar una máscara. Esto está bien para una máscara de tela común, pero no funciona para las máscaras N95 o PM2.5. Una máscara N95 bloquea el virus no solo por la densidad de su filtro, sino que también debe estar cargada estáticamente para capturar partículas. No mucha gente sabía esto antes de esta pandemia. El uso de alcohol disuelve la capa intermedia y el agua caliente elimina la electricidad estática necesaria para que la máscara sea útil. La única forma aceptable de desinfectar una mascarilla es aplicar una luz UVC o aire caliente y seco. De esta forma no daña tanto la mascarilla porque no elimina la carga estática mientras se desinfectan las mascarillas. La electricidad aún se disipará después de uno o dos días, pero es una mejor protección que no desinfectar en absoluto.

Entonces, ¿podríamos encontrar una manera de recargar una máscara? Si pudiéramos desinfectarlos y recargarlos, podrían renovarse al menos en un 90%. Cuantas más personas hicieran esto, menos escasez y pánico podríamos tener durante las primeras etapas de una pandemia.

Empecé a investigar la posibilidad de hacer una pequeña fábrica en casa y tuve una idea. Una fábrica común usa epoxi etano después de coser la máscara porque es más eficiente dada la cantidad de máscaras que producen. No pueden esterilizar la tela antes de coserla porque las máquinas contaminarían la máscara. Sin embargo, para uso doméstico, el volumen de producción no sería un factor. Quizás podamos desinfectar por completo una mascarilla usada sin preocuparnos por eliminar la electricidad estática y luego recargarla más tarde.

Verifiqué el precio de las máquinas de carga de electricidad estática de alto voltaje y me decepcionó. Los únicos que pude encontrar fueron para uso industrial. Además de ser demasiado grande, el precio de las unidades disponibles se estaba volviendo cada vez más caro porque las fábricas las necesitaban para producir más máscaras. Estoy seguro de que había otra solución además de llevar una mascarilla a gran escala a la casa o al centro comunitario. Necesitaba hacerlo portátil, o al menos del tamaño de una computadora de escritorio, y necesitaba hacerlo asequible para que la gente pudiera convertir sus lugares en pequeñas fábricas y acudir al rescate en las primeras etapas de una pandemia.

Así que reuní un equipo internacional para ayudarme. Yo, Kalimov Lok, estoy haciendo los principales experimentos y haciendo el prototipo. Jason Liang, fabricante de PVCBOT, está atrapado en Yichang, Hubei, cerca de Wuhan, por lo que está haciendo investigación de mercado y experimentación. Torrey Nommesen es un estadounidense actualmente en cuarentena en Sudáfrica, y está creando nuestro sitio web y ayudando con la prensa en inglés para nuestro proyecto. Daniel Feng, un diseñador industrial de Guangzhou, trabajará para finalizar el diseño para la producción una vez que se construya el prototipo. John Lee, profesor en Zhongshan, nos está ayudando con la producción y la fabricación. Llevamos trabajando desde marzo. Publicaremos nuestro progreso en línea en https://maskaidproject.com/ si está interesado en seguir nuestro viaje.

Suministros

Componentes de hardware

1. Amplificador de alto voltaje DC 5V de entrada y 400KV de salida × 1
2. Módulo LM2596 regulador DC-DC 12V / 5V × 2
3. Fuente de alimentación conmutada AC 110 / 220V DC 12V 100 vatios × 1
4. Fuente de alimentación conmutada AC 110 / 220V DC 5V 3,5 vatios × 1
5. Ventilador DC DC 12V 0.6A × 1
6. Calentador PTC 220 V CA 300 vatios × 1. Puede cambiar a 110 V CA dependiendo del lugar donde viva.
7. Sensor de temperatura y humedad DHT11 × 1
8. relé de control DC 5V, 4 conectores × 6
9. Paquete SMD de diodo SS14 × 7
10. Paquete de triodo S8050 SOT-23 × 6
11. 0603 LED 0603 Paquete SMD × 6
12. Resistencia de 300 ohmios 0805 Paquete SMD × 6
13. Resistencia de 10K ohmios 0603 Paquete SMD × 6
14. Condensador, paquete SMD de 220 µF × 1
15. Condensador, paquete SMD de 470 µF × 1
16. Paquete de condensador 1000 uF SMD × 1
17. Condensador 22 uF 0402 Paquete SMD × 2
18. Zócalo XH2.54 2P × 6
19. Zócalo XH2.54 3P × 2
20. Conector XH2.54 4P × 1
21. Cable XH2.54 2P × 6. 5 son encabezado único, 1 es encabezado doble.
22. Cable XH2.54 3P × 1
23. XH2.54 4P cable doble cabezal × 1
24. Botón de interruptor × 5PH2.0 Toma 2P × 6
25. PH2.0 2P cable único encabezado × 6
26. Terminal de resorte KF-235 × 8
27. Tubo de luz UVC (longitud de onda inferior a 285 nm) × 2
28. Conductor de tubo de luz UVC (admite 2 tubos en 1 conductor) × 1
29. Resistencia de alto voltaje de 5,6 M ohmios × 1
30. Resistencia de cemento de 1 ohmio 5 vatios × 1
31. Resolución OLED 128 * 64, interfaz IIC × 1
32. Placa MCU LGT8F328P × 1 placa compatible con Arduino nano y uso Arduino IDE para programarla. Esto necesita una biblioteca de placas. Puede usar arduino nano ordinario en su lugar.
33. Fibra de carbono no tejida × 1 pieza grande
34. Papel de aluminio × 1 (tamaño grande)
35. cinta adhesiva dual (tamaño grande). En su lugar, puedes usar cinta adhesiva.
36. Un poco de cinta de espuma
37. Red de plástico
38. Velcro
39. una pequeña pieza de imán fuerte
40. Interruptor de lengüeta, SPST-NO × 1
41. Clip de alambre × 20
42. Zócalo de 2,54 pines (15P) × 2
43. Cable 3P (60 ~ 80 cm de largo) × 1
44. Barra de ángulos de plástico de 6 metros de largo
45. Ángulo de plástico triangular × 4
46. Toma de CA AC-01 × 1
47. Cable de alimentación de red, 14 AWG × 1
48. Cable de 18 AWG de aproximadamente 1 metro
49. Pin de paso de 5,08 mm × 2, 1 es 2P, otro es 3P.
50. Tablero hueco PP × 5. 50 * 50 cm de tamaño, 5 mm de espesor
51. Tablero hueco de PC × 3. La estructura dentro del tablero es mejor como una colmena. 50 * 50 cm de tamaño, 12 mm de espesor.
52. Sumergir la bomba × 1. Con tubo de goma.
53. Interruptor del termostato × 1. Temperatura de reacción 100/70 grados centígrados.
54. Dispositivo de protección ESD ESD5B5.0ST1G × 30. Proteja la placa de control para que no sufra descargas estáticas.

Herramientas de software

IDE de Arduino, LCEDA,

Herramientas manuales y máquinas de fabricación

Soldador

Alambre de soldadura, sin plomo

Pelacables y cortador, cables sólidos y trenzados de 30-10 AWG

cortador de papel

Cortador láser

Medidor electrostático (se utiliza para medir la carga estática de la superficie restante).

Paso 1: antes de construir, veamos algunos hechos

Factores que afectan la protección de las máscaras

Tamaño de los poros de filtración: debido al tamaño de los orificios microscópicos de las máscaras, el aire fluye pero las gotas de agua y las partículas de polvo están bloqueadas. Pero solo pueden proteger durante unas horas antes de que se bloqueen y ya no sean transpirables.

Material: las máscaras N95 se fabrican con lo que se llama no tejido electret soplado en fusión. Cuando se hace fundido-soplado, es necesario cargarlo. Pero si limpia estas mascarillas con alcohol o desinfectante, arruina la fibra. El agua limpia no daña el fundido, pero extrae la carga electrostática restante.

Carga estática: pequeñas partículas de la escala conocida como PM2.5 o PM0.3 pueden caber a través de los poros de la tela. Para detener estas partículas, se aplica una carga electrostática a la capa no tejida soplada en fusión de las máscaras médicas. La carga estática atrae partículas diminutas como el smog, las bacterias y los virus para que se adhieran a la fibra sin dejar de permitir el flujo de aire. Ésta es la diferencia entre las máscaras médicas y las máscaras de tela normales. Sin embargo, el vapor de agua que proviene de la humedad normal del aire, nuestro aliento y nuestro dulce pueden eliminar la carga. Esa es una de las razones por las que los expertos nos dicen que cambiemos nuestras mascarillas cada 4 horas.

Cual es nuestro proceso

1. Lavamos las mascarillas usadas o los respiradores N95 suavemente sin detergente. Esto elimina la suciedad, el sudor y la carga restante en ellos.

2. Secamos las mascarillas con aire a 56 ~ 70ºC durante 30 minutos. Esto se basa en artículos científicos que muestran que COVID-19 se elimina por encima de los 56ºC.

3. También aplicamos luz UVC al mismo tiempo o después del proceso de secado.

4. Recargamos las máscaras con un campo eléctrico de alto voltaje. Este es el objetivo principal de nuestra máquina. Queremos reducir una máquina electret industrial al tamaño de una computadora de escritorio para que cada familia o centro comunitario pueda recargar sus máscaras.

¿Por qué las fábricas de máscaras no pueden simplemente hacer más máscaras?

Bueno, déjame contarte una historia real que sucedió en China. El gobierno advirtió a la gente que no comprara esas máscaras nuevas antes del 14 de febrero. La razón es que, aunque cada máscara tarda solo medio segundo en coserse y luego 4 o 5 horas en esterilizarse, los vapores esterilizantes tardan hasta 2 semanas en disiparse y ser seguros de usar. Esto se debe a que utilizan vapor de óxido de etileno que necesita tiempo para que el gas tóxico se disipe antes de venderse.

Es difícil para las fábricas cambiar su proceso rápidamente, ya que están diseñadas para la producción en masa. No usan lavado con agua caliente, ya que extrae la carga. No utilizan aire caliente ni tratamiento UVC, ya que requiere espacio y nuevos equipos. Usan vapor de óxido de etileno porque no afecta la carga pero elimina las bacterias contaminantes durante la producción. Es más eficiente y reduce el costo de producir máscaras. En esta crisis, 15 días de espera por nosotros se sienten como 15 años. Como no necesita la escala de una fábrica, podemos reducir las enormes máquinas que usarían. Dado que podemos volver a aplicar la carga estática, no tenemos que preocuparnos por perder la carga mientras estamos desinfectando. Y no necesitamos hordar máscaras porque se pueden renovar una y otra vez.

Antes de construir, veamos algunos hechos

En la foto 1, era una máscara vieja. Usé un medidor estático para verificarlo. Es casi inútil. La carga estática era baja.

En la Imagen 2, una nueva máscara debería tener estática como esta. Hice un experimento de recarga. Puede descargar el archivo adjunto de video sin procesar.

En la Imagen 3, puede ver el resultado de una mascarilla desechable recargada. ¡Y es sorprendente que la máscara recargada pueda tener una carga estática mucho más fuerte que una nueva! En mi opinión, se debió al proceso de fabricación de las máscaras. Dos semanas de retraso antes del envío y para los usuarios finales, esto puede debilitar la carga estática de las máscaras.

Paso 2: Diseño de la caja

Construí el prototipo con placas huecas de PP, ya que son ligeras e impermeables. Sin embargo, debido al aire caliente que puede ablandar los tableros en el interior, hice los tres pisos en el medio con tableros huecos de PC. No tiene que preocuparse por el recinto exterior, ya que las placas se pueden enfriar con aire exterior.

A continuación te muestro la talla que vas a preparar. El cortador de papel es lo suficientemente afilado para cortar tablas de PP. Puede usar un cortador láser si quiere estar limpio y rápido.

Primero, necesitamos tableros huecos de PP. Tienen 5 mm de grosor.

Las partes amarillas y negras son ángulos y triángulos plásticos.

La cuarta imagen es el panel de control y visualización. El tamaño de los agujeros depende del OLED y los botones. (El último tiene cinco agujeros redondos en lugar de las 4 imágenes de arriba, ya que mi compañero de equipo sugirió encarecidamente un botón de reinicio)

En la Imagen 5, esta placa tiene la posición de una red de plástico, que contiene máscaras en su interior.

La imagen 6 muestra cómo se ve la placa hueca de PC. Es fuerte y está clasificado para resistir 100ºC de calor. En realidad, puede superar la especificación de 100ºC. Es más grueso que el tablero hueco de PP que usamos y tiene aproximadamente 12 mm de grosor. Necesitamos 3 piezas de 45 x 45 cm.

Hay un cajón de PP, utilizado para lavado de tanques. En este tamaño, podemos poner 6 máscaras en su interior. Por supuesto que puedes poner más ya que las mascarillas quirúrgicas son delgadas. Para los respiradores N95, será mejor que use los pasos de la red de plástico que se mencionan más adelante para apretarlos y ahorrar espacio. No se preocupe, apretar los respiradores N95 no dañará las fibras en ellos.

Usé barras angulares de plástico impresas en 3D en lugar de las que encontré más tarde en Internet mientras estábamos participando en el MIT Hackathon Challenge "Africa Takes on COVID-19". Usar ángulos de plástico reales será más barato, pero lleva tiempo conseguirlo.

Luego coloqué tableros de colmena para PC en el piso de cada capa. Estos tableros eran más fuertes que los tableros huecos de PP y pueden soportar el aire caliente sin tener que preocuparse por la integridad estructural. Sin embargo, es más caro, por lo que solo usé 3 piezas, cada una de 45 x 45 cm y 12 mm de grosor. Las tablas de PP que se muestran anteriormente funcionan bien para el exterior de la caja porque pueden mantener su resistencia ya que están expuestas a aire más frío fuera de la caja.

Paso 3: ¿Cómo funciona la recarga estática?

El principio fundamental de nuestra caja es que renueva las máscaras debido a la recarga electrostática. Básicamente construí una máquina electret a escala reducida. Este es el origen de la idea del Mask Aid Project. Como las fibras fundidas por soplado eran escasas en la primera etapa del brote, algunas personas comenzaron a pensar en cómo reutilizar las mascarillas desechables. Experimentamos con muchas formas de recargar la electricidad estática en máscaras desechables antiguas. Hay demasiados para mencionar aquí, así que me centraré en el resultado final. (Consulte nuestra historia en el sitio web de Mask Aid Project si tiene curiosidad).

La primera imagen muestra cómo se fabrica el material de la capa intermedia de las máscaras en una fábrica: el voltaje de la máquina alcanza aproximadamente 120 kilovoltios. A través de un proceso llamado ruptura dieléctrica, la fibra en el medio de la estructura similar a un capacitor se carga. Sin embargo, técnicamente no es una avería completa porque no puede haber chispas o la máquina podría quemar la fibra. Como acotación al margen, una parte clave del proceso es el uso de una "electro-corona", por lo que bromeamos en privado que estamos peleando "Corona vs Corona".

Dado que estamos hablando de alto voltaje, algunos pueden preocuparse por su seguridad. Primero, no lo vas a tocar. En segundo lugar, no podemos tener máquinas gigantes, costosas y potentes en nuestra sala de estar. En tercer lugar, ¡la Ley de Joule es asombrosa! Aumentamos 5V a 400KV por lo que la corriente es demasiado baja para ser fatal. Las armas Taser son mucho más peligrosas.

La electro-corona es un medio feliz entre la ruptura dialéctica completa y un circuito abierto. Utilizando la ley de Ohm y algunos datos que encontré en línea, seleccioné una resistencia de alto voltaje de aproximadamente 5 o 6 millones de ohmios. Esto puede controlar la corriente mientras previene chispas. La segunda imagen muestra cómo se ven las resistencias de alto voltaje.

La tercera imagen es un generador de alto voltaje. Los cables rojo y verde son las entradas positivas y negativas. Necesita un medidor estático para averiguar la carga de salida. Es barato y puedes escarbar mucho (Taser, asesinos de mosquitos) Sin embargo, de la crisis del COVID-19, aprendí que es muy caro en Estados Unidos y Europa. La mayoría de ellos son importados de China y son realmente baratos. (Un hecho curioso es que los granjeros de China lo utilizan para llevar animales a casa).

Cuando está encendido, su cuerpo se calienta y crea un cortocircuito. El módulo no fue diseñado para funcionar de esta manera. Fue diseñado para funcionar solo durante unos segundos a la vez. Necesitábamos que funcionara continuamente, así que lo pirateamos.

Ponemos una resistencia cerámica de 1 ohmio entre la potencia y la entrada positiva.

Como resultado, la modificación del circuito será la última imagen.

Paso 4: Construcción de postes de descarga

Al comienzo del brote, estaba explorando opciones para los materiales que podía usar en mis prototipos. Las piezas no pueden ser restringidas o demasiado caras. Una frustración vino con los cepillos de descarga disponibles en el mercado. Eran efectivos, pero estaban hechos con fibra de carbono, por lo que eran costosos. Además, debido a la mayor necesidad de máquinas para fabricar máscaras, su precio era aproximadamente 50 veces superior al normal.

Entonces tuve que cambiar mi perspectiva. Las personas que trabajan en la industria de los chips IC están muy preocupadas por la estática, ya que podría estropear el producto. Usan muchas formas de protegerse de una carga estática. El material que utilizan como conductor no es tan bueno como el metal, pero extrae carga estática continuamente. Descubrimos que el material es mucho más asequible si sabes cómo piratearlo. Puede encontrar este material en el B. O. M. lista de este instructable.

Hice dos tablas de descarga (una es negra porque se me acabó la cinta adhesiva blanca). Finalmente, enterré un cable debajo de ellos como conexión.

Paso 5: construcción del módulo de ventilador de aire caliente

¿Por qué no usar un secador de pelo en su lugar? Al principio, los expertos sugirieron que deberíamos usar secadores de pelo para desinfectar las máscaras. Sin embargo, también notaron que las personas no deberían usarlos por mucho tiempo, ya que podrían dañar las secadoras. Además, muchas personas no son lo suficientemente pacientes como para sostener un secador de pelo durante media hora. Además, el control de temperatura en los secadores de pelo no es tan preciso. Una vez que se sobrecalienta, el aire podría derretir las mascarillas desechables.

Así que construimos uno que se muestra en la Imagen 1. Calentar una capa tan grande requeriría demasiada energía. Elegimos un calentador PTC como el que se encuentra en las unidades de aire acondicionado. Lo combinamos con un ventilador sin escobillas de CC, que era bastante potente a 12V 0.6A. Usé algunos tornillos para sujetar el PTC en el ventilador, esa Imagen 2 muestra el detalle.

Teníamos dos formas de controlar la temperatura: una soldando un interruptor de termostato en el PTC, otra usando un sensor DHT11 para decirle al MCU cuándo apagar la unidad de calefacción. Usé ambos.

Paso 6: tratamiento UVC

La radiación UVC mata bacterias y virus. Mucha gente conoce esta tecnología. El problema es que pocas personas conocen la diferencia entre UVA, UVB y UVC. Algunos piensan que son iguales. Es por eso que había luces UVC falsas en el mercado cuando comenzó el brote. En nuestro proyecto, solo confiamos en UVC, a diferencia del tipo de luz que usan las máquinas de pulir uñas.

Aquí nuevamente, enfrenté algunas decisiones difíciles. Sabíamos que había tres formas de hacer UVC, la más común es el cátodo caliente (HCFL), la más rara es el cátodo frío (CCFL) y luego está el LED UVC. Para el medio ambiente y para el envío, originalmente parecía que UVC LED era la mejor opción. Pero finalmente elegimos CCFL por muchas razones. Como he dicho antes, no queríamos piezas tan restringidas o demasiado caras. Se investigó mucho cómo nos decidimos por CCFL.

Instalé dos tubos en la caja, uno en el piso de la capa intermedia y otro en el techo. Pegué unos clips de alambre para sujetar los tubos.

Los tubos UVC de cátodo frío y la placa del controlador eran de bajo costo pero aún poderosos. Funcionan a 12 V y consumen 10 vatios de potencia total. Un artículo científico dijo que 15 minutos de exposición a los rayos UVC de las superficies pueden matar casi todas las bacterias. Decidimos que era bueno combinarlo con aire caliente.

PD El cable de origen de los tubos era demasiado corto, por lo que necesitamos cortar y soldar cables más largos para extenderlos.

Paso 7: función de lavado

Puede preguntar, ¿por qué lavar la mascarilla si eliminaría toda la carga estática que queda?

El lavado es opcional. Primero, no nos preocupamos por la pérdida de carga estática porque podemos recargar más tarde. El objetivo principal de lavar las mascarillas quirúrgicas o los respiradores N95 no es eliminar las bacterias, es eliminar el polvo que bloquea el flujo de aire. La carga estática no solo se adhiere a los virus, sino también a partículas diminutas de polvo. El tratamiento con aire caliente puede matar las bacterias pero no puede eliminar el polvo. El sudor y las grasas humanos también bloquean el aire, de forma similar a como se forma el acné en la cara. Después de leer las propiedades del material fundido por soplado, el agua fue la mejor opción asequible. Puede disolver las sales minerales y las manchas solubles y eliminar las partículas insolubles cuando la carga estática desaparece. Sin embargo, más que remojar, necesita agua para fluir. Así que utilicé una pequeña bomba sumergible y un pequeño trozo de manguera de plástico. Puse un trozo de cinta adhesiva de doble cara en la bomba para pegarla a la pared del tanque de agua. También extendí los cables para que fueran unos 50 cm más largos.

Si desea un mejor lavado, le sugiero que coloque un calentador adentro. Esto ayuda a matar las bacterias y disolver las manchas. Sería de gran ayuda en países fríos. Recuerde agregar un sensor o un interruptor de termostato para controlar la temperatura del agua.

Paso 8: otros accesorios

Necesita dos piezas de red de plástico, enumeradas en la lista de materiales, para mantener las máscaras en su lugar mientras se lavan y se soplan. Los respiradores N95 se pueden aplastar para que quepan en la red y sin dañarlos. Necesita algunas bridas atadas a un lado para hacer una bisagra para que pueda actuar como una red.

La exposición a los rayos UVC es dañina para los humanos, por lo que necesitamos una puerta para bloquearla. Se me ocurrió una solución sencilla. Corté un trozo de tablero hueco de PP de 45 x 14 cm. Perforé 4 agujeros, de 4 mm de diámetro cada uno en 4 esquinas, y puse 4 remaches de plástico a través de ellos. Luego, la placa se puede colocar entre los espacios de la placa hueca de la PC. Finalmente, pego un velcro en dos lados de la caja y en la puerta para taparla. Parecía duro pero funcionó. Puede actualizarlo con una bisagra o un interruptor de lengüeta con imanes para hacerlo más seguro como una puerta de microondas.

Coloqué un OLED y 5 botones de presión (cuatro funciones y un reinicio de emergencia) en la placa del panel. Todos los botones fueron soldados con cables XH2.54 2P. El OLED necesitaba un cable de doble cabeza XH2.54 4P para conectarse.

Paso 9: Tableros de control

Este prototipo necesitaba una pequeña actualización para funcionar mejor, así que dejé algunos complementos en la placa. Fueron: interruptor de puerta, sensor de temperatura para el tanque de agua y dos entradas analógicas más. Dado que existe una gran posibilidad de errores causados por la carga electrostática, que también genera una gran cantidad de iones en el aire, hay un montón de piezas de protección ESD en la placa. Además, me lleva 3 días esperar la placa de los fabricantes de PCB, un poco más de lo estimado debido a los efectos secundarios de COVID-19.

Usé LCEDA para dibujar el tablero. Pic2 muestra la representación 3D. Debido a la falta de algunas bibliotecas de componentes, hay 2 espacios en blanco. Una es una fuente de alimentación de 110 V / 220 V CA a 5 V CC, ubicada en la esquina superior derecha de la placa. Otro son los módulos LM2596 apilados en dos. Puedes ver cómo se ve el tablero en realidad en la Imagen 3.

La imagen 4 es la fuente de alimentación conmutada AC-DC 110 / 220V a 12V. Hay tres tipos de energía en este dispositivo, alimentación de CA, CC de 12 V y CC de 5 V. Por razones de estabilidad, puse otro módulo AC-DC 5V especialmente para MCU, sensores y controles de relé. Estaban eléctricamente aislados de los demás actuadores.

El panel de alto voltaje debe colocarse alejado de las otras placas. Cuando está encendido, escuchará un zumbido parecido a un mosquito. Esa es la descarga de electro-corona. La imagen 5 y la imagen 6 son paneles de alto voltaje.

La última imagen muestra todas las funciones conectadas a la placa.

Paso 10: ejecución de prueba

Echemos un vistazo a cómo usar la caja del video 1.

Compré un medidor de PM2.5, que fue usado antes por la decoración del hogar de alguien, lo he probado varias veces. Los videos sin procesar muestran el resultado de la prueba. El dígito amarillo es el valor PM2.5.

Video 2: Mascarilla vieja sin limpiar ni recargar

Video 3: Mascarilla lavada de prueba de PM2.5 sin recargar. Se comportó peor que una vieja máscara.

Video 4: Mascarilla lavada de prueba de PM2.5 después de la recarga. Recuperó la capacidad de bloquear aerosoles y partículas diminutas.

Paso 11: Archivos adjuntos

Aquí les comparto el código y esquema. Necesita 123D Design para abrir el boceto o el archivo de maqueta.

Paso 12: Algo que quiera contar

A medida que la pandemia todavía asola el mundo, queremos compartir y proporcionar el kit para ayudar a las personas. Hemos lanzado un crowdfunding y queremos averiguar cuántas personas lo necesitan.

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

En la campaña, hay otro tipo de Mask Reborn Box. Aquí les muestro el trabajo de Jason, video de prueba Semi-PMRB PM0.3.