Ersättning för kirurgiska lampor med LED -krets: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Steg för steg instruktioner för hur man bygger och implementerar det nya kirurgiska lamplampan med hjälp av en LED-krets utvecklad av Mohammed Shafir och Zoe Englander som en del av kursen BME 262-Design for the Developing World vid Pratt School of Engineering, Duke University.

Detta system kommer att ge en billig och långvarig ersättning för svårförvärvade kirurgiska lampor i utvecklingsländerna. Dessa instruktioner förklarar hur du använder utbyteslampans system med komponenter och verktyg som ingår i satsen. Enheter i utvecklingsländerna som kräver att glödlampor utför sin funktion är av avgörande betydelse för att tillhandahålla sjukvård. Ett stort problem med användningen av dessa enheter i utvecklingsländerna är dock att när glödlamporna går sönder eller brinner ut, är utbyteslamporna mycket dyra eller svåra att skaffa. Många enheter som är helt funktionella annars används därför inte eftersom de saknar arbetslampor. En kritisk medicinsk utrustning som drabbas av detta problem är kirurgiska lampor som används i operationssalen. Dessa lampor är av avgörande betydelse för kirurgen för att belysa intresseområdet under operationen. Frånvaron av dessa lampor försvårar allvarligt kirurgernas förmåga att fatta välgrundade beslut och begränsar också operationer för operationer till intervaller på dagen när det finns tillräckligt med ljus för att belysa rummet. Vi har åtgärdat detta problem med ett ersättningslampesystem som gör att användaren kan byta ut konventionella glödlampor i vanliga kirurgiska lampor med ett nytt belysningssystem bestående av LED -lampor. LED -lampor är mycket effektivare än konventionella volfram- eller halogenlampor, förbrukar mindre effekt, är mer styva (på grund av frånvaron av rörliga delar) och har också en mycket längre livslängd. Därför kommer LED -belysningssystemet att ha mycket längre livslängd, vara billigare att köra och kommer inte att gå sönder lika lätt. LED -belysningssystemet behöver bara installeras en gång och behöver inte bytas ut på många år. Dessutom är detta system kompatibelt med många olika typer av lampor, med en mängd olika glödlampor. Detta system använder den ursprungliga glödlampans bas, så kretsen kan göras för att vara kompatibel med nästan vilken storlek och form som helst av glödlampan. Systemet fungerar för alla lampor som använder mellan 7 och 24 volt likström.

Steg 1: Dellista

Dellistan för denna design visas i tabellen nedan. Ytterligare delar och verktyg som är nödvändiga för konstruktionen av denna enhet är:

1.) Ett tomt kretskort 2.) Tunna anslutningskablar 3.) En hammare 4.) Lödkolv 5.) Lödningstråd 6.) Krazy Lim National Semiconductor LM3404 1.0 Amp Constant Current Buck Regulator används som strömregleringsanordning. En detaljerad uppsättning instruktioner finns i databladet för denna enhet. Genom att följa dessa instruktioner kan kretsdesignern bestämma de externa komponenternas betyg för att tillgodose deras behov.

Steg 2: Skapa kretskort

Skriv ut PCB -layouten som tillhandahålls här på en genomskinlighet. Skaffa ett kretskort, klipp det till rätt storlek och placera genomskinligheten mellan brädan och ljuset i ett annars mörkt rum. Lägg en glasbit över genomskinligheten för att hålla designen och transparensen i linje. Se till att genomskinligheten är rätt orienterad och att skyddspappret skalas av. Efter cirka 7 minuter under ljuset, placera brädet i ett bad med framkallarvätska. Se till att du använder handskar för att skydda dina händer och var försiktig så att du inte stänker vätska på dina kläder. Framkallarvätskan ska vara 1 del framkallare till 10 delar vatten.

Lägg sedan kretskortet i en kastrull med etsningslösning. Omrör pannan för att få etsningsprocessen att gå snabbare. Det är också bra att värma lösningen något. Förvara kretskortet i lösningen tills allt koppar har tagits bort förutom där kretskonstruktionen är tryckt på kortet. Etsningslösningen kommer att fläcka dina kläder, så var mycket försiktig så att du inte stänker den på dig själv. Skölj den tryckta kartongen noggrant för att ta bort alla vätskor. Den tryckta layouten är utformad så att två kretsar och två LED -plattor kan passa på ett kretskort. Separera dessa fyra bitar med en såg. Klipp bort allt överskott för att göra kretsen så liten som möjligt. Slutligen borra hålen där komponenterna ska fästas med en mycket liten borr. De platser där du behöver borra visas som små cirklar på PCB -layouten. Vi använde ExpressPCB för att designa detta kort. Eftersom denna krets använder ytmonterade enheter, behövde lödkuddesignen göras för varje enskild komponent.

Steg 3: Placera komponenter på kretskortet

Täck det tryckta kretskortet i flux. Löd försiktigt alla komponenter på bräda med en tunn lödtråd och lödverktyg. Layouten för hur man gör detta korrekt kan ses i bilden för steg 2.

Steg 4: Montering av LED -lampa och anslutningskablar

Löd LED -lampan till PCB -delen med den tryckta LED -plattan. Lim denna PCB -bit till slutet av kretsen så att de två bitarna bildar en T. Syftet är att ha lysdioden vinkelrätt mot kretsen så att ljuset vetter nedåt när kretsen är upprätt.

Löd slutligen två fästkablar till lämpliga hål. Dessa ledningar fäster vid glödlampans anslutningar, så att kretsen kan drivas. Kretsen är nu klar för implementering.

Steg 5: Ta bort glas från trasig glödlampa

Det första steget som är nödvändigt vid implementering av detta system är att ta bort glaset från den trasiga glödlampan för att avslöja kontakterna som ledde till den trasiga glödtråden.

Ta bort den trasiga glödlampan ur uttaget. Placera den trasiga glödlampan i plastpåsen (medföljer) och ta tag i glödlampan utifrån vid basen. Var försiktig så att du inte skär dig med glaset eller slår med fingrarna med hammaren. Slå på toppen av den trasiga lampan med en liten hammare. Var försiktig så att du inte slår med glödlampan med för mycket kraft. Syftet är att ta bort glaset och avslöja kontakterna som ursprungligen kopplade det trasiga filamentet till resten av glödlampan.

Steg 6: Fäst kretsen på lampan

Nästa steg är att fästa kretsen med lysdioden på lampan. Löd kontakterna till ledningarna som kommer ut ur kretsen.

Värm upp lödkolven genom att ansluta den. Håll sedan spetsen på lödkolven i slutet av en lödtråd. Detta gör att tråden smälter. Överför försiktigt det smälta lödet till kontakterna medan du håller trådarna från kretsen i det smälta lödet. Låt anslutningen svalna kort och se till att anslutningen är tillräckligt stark. Du kan behöva hålla ihop komponenterna med en pincett medan du slutför denna process. ** Varning: Lödkolv är mycket varmt, bränn dig inte!

Steg 7: Testa systemet

Sätt i glödlampans bas med kretsen ansluten i glödlampans uttag, på samma sätt som en vanlig glödlampa.

Slå på lampans ström och se till att lysdioden tänds. Testning av systemets ljusintensitet kan göras med hjälp av Lutron LX-103 ljusmätare.