Облучатель своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 18.09.2024
В материале упоминается COVID-19. Доверяйте проверенной информации из экспертных источников — изучите ответы на вопросы о коронавирусе и вакцинации от врачей, учёных и научных корреспондентов.
Известно, что ультрафиолетовое излучение губительно для вирусов. В том числе и для коронавирусов. Расскажу как переделать обычный бытовой светильник в бактерицидную лампу.
Ультрафиолетовое излучение определенной длины волны приводит к структурным изменениям в РНК и ДНК микроорганизмов. В результате вирусы утрачивают многие свои функции а так же способность к размножению. Поэтому что бы снизить возможную концентрацию бактерий и вирусов в помещении можно применить бактерицидные лампы.
Самый дешевый домашний бактерицидный облучатель я нашел в интернете по цене 1850 руб.
Однако фишка заключается в том, что питание бактерицидных ламп на основе паров ртути ничем не отличается от питания люминесцентных ламп. Соответственно бактерицидную лампу можно воткнуть в люминесцентный светильник и она будет прекрасно работать! Лишь бы совпадал цоколь.
Требуемое время: 3-4 часа
Авторы: Кропанев Дмитрий, Алексеев Денис, Апанович Степан
Ультрафиолетовый бактерицидный рециркулятор-облучатель закрытого типа предназначен для обеззараживания воздуха в помещениях всех категорий. Обеззараживание происходит в процессе принудительной рециркуляции воздуха с помощью вентилятора через корпус облучателя, внутри которого размещены ультрафиолетовые лампы с длиной волны 253 нм, обладающие широким спектром действия на микроорганизмы, включая бактерии, вирусы, грибы и споры. Отсутствие прямых ультрафиолетовых лучей делает рециркуляторы-облучатели безопасными для использования в присутствии людей.
В нашем руководстве пошагово описан процесс сборки облучателя из доступных материалов. Рециркулятор обладает производительностью 50 м 3 /час. Срок службы ламп – 8000 ч.
Необходимые инструменты
Рис. 1 Ножовка по металлу
Рис. 2 Шуруповерт и набор сверл, бит
Рис. 3 Набор для пайки(Паяльник, флюс, припой)
Рис. 4 Шестигранник
Основные материалы
Внимание! Все материалы с ценами указаны в таблице, в папке с проектом по ссылке.
Рис. 5 Труба 1.5 метра D=110 Толщина стенки 2,7 мм
Рис. 6 Металлический скотч
Рис. 7 Пускорегулирующий аппарат (стартер)
Рис. 8 Вентилятор 220В
Рис. 9 Лампа бактерицидная 30Вт G13 (2 штуки)
Рис. 10 Короб монтажный 200х150х75 мм
Рис. 11 Кронштейны для крепления
Рис. 12 Изолента
Рис. 13 Сетевой шнур
Внимание! Можно использовать упрощенную схему и не использовать микроконтроллер Uno
Рис. 14 Плата контроллер Arduino Uno
Рис. 15 Соединительные провода мама-папа
Рис. 16 Переключатель 220В
Рис. 17 Реле 300В 10А
Пошаговая инструкция по изготовлению.
Шаг 1: Подготовка трубы
Для облегчения процесса изготовления рециркулятора-облучателя рекомендуется использовать трубы, близкие к размеру приобретаемой лампы. В данном руководстве использовались лампы 900мм, вследствие этого была использована труба 110×1500 мм. Толщина стенки трубы должна быть 2,7 мм.
Трубу необходимо обклеить изнутри металлическим скотчем, для увеличения эффективности работы ламп, посредством внутреннего отражения.
Возьмите скотч, закрепите кусочек скотча на краю трубы, не обрезая скотч.
Рис. 18 Обклейка трубы металлизированным скотчем изнутри
Рис. 19 Протащите скотч внутри трубы.
Рис. 20 Обрежьте скотч на выходе по длине трубы.
Рис. 21 Удалите подложку скотча с верхней стороны трубы.
Возьмите скотч с нижней стороны трубы и натяните его. Удалите остаток подложки.
Натяните скотч и аккуратно приклейте его внутри трубы, разгладьте неровности.
Проделайте данный шаг необходимое число повторений, пока вся внутренняя поверхность трубы не будет покрыта скотчем.
Шаг 2: Изготовление подставки для устройства
Рис. 24 Распечатайте на листе А4 трафарет для того, чтобы ровно наметить отверстия (трафарет можно скачать по ссылке ).
Рис. 25 Наметьте отверстия, используя трафарет.
Рис. 26 Просверлите отверстия по трафарету
Шаг 3: Установка ламп
Рис. 27 Отступите от края трубы 30 см и проделайте отверстие для проводки.
Рис. 28 Просверлите отверстие. Установите рукав для проводки.
Необходимо установить внутри трубы фиксаторы для ламп.
Рис 29. Примерно расстояние на 5 см выше отверстия под проводку.
Внимание! Используйте сверло подходящего диаметра для ваших метизов.
Просверлите отверстие, используя шуруповерт или дрель.
Установите фиксатор лампы (см. рис. 31-33) (они идут в комплекте со стартером)
Притяните гайку, придерживая шляпку болта.
Наметьте место для следующего отверстия, используя саму лампу или рулетку. (см. рис. 34-35)
Внимание! Старайтесь сделать отверстия соосно (на одной линии), иначе лампы будут находиться внутри трубы под углом.
Просверлите отверстие и установите второй фиксатор.
Еще раз проделайте этот шаг для второй лампы.
Шаг 4: Установка ламп и вентилятора
Установите клеммы стартера на лампы. Для каждой лампы предназначается провод своего цвета.
Внимание! Н ужно отрезать провода ближе к началу стартера, но чтобы хватило места установить винтовой зажим
Внимание! Если фиксаторы ламп слишком сильно зажаты, аккуратно разожмите их. Будьте аккуратны, лампы хрупкие.
Рис. 36 Протащите провода и стартер в нижнюю часть трубы.
Рис. 37 Протащите проводку для питания ламп через рукав.
Рис. 38 Отмерьте провод для питания вентилятора (40-50 см)
Протащите проводку через рукавчик.
Установите вентилятор в нижнюю часть трубы.
Шаг 5: Установка заглушек
Вам понадобятся детали. Мы распечатали их на своем 3D принтере (необходимые STL файлы есть в папке, при отсутствии 3D принтера и алюминиевых профилей, можно изготовить ножки из других материалов, помните, что снизу должен выходить воздух.)
Рис. 41 Запресуйте гайки в отверстия.
Рис. 42. Заглушки, для снижение ультрафиолетового излучения из трубы
ВНИМАНИЕ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЛУЧАТЕЛЯ БЕЗ УСТАНОВЛЕННЫХ ЗАГЛУШЕК В ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ЧАСТИ ТРУБЫ ОПАСНА И ЗАПРЕЩЕНА
Рис. 43 Расположение заглушек снизу и сверху трубы
Рис. 44 Моделирование защиты от излучения
Установите опоры, следуя инструкциям на фото.
Рис. 45 Установка опор
Рис. 46 Установка алюминиевого профиля
Проделайте этот этап еще трижды, для трех оставшихся опор.
Рис. 49 Запресуйте гайки М3 в заглушки.
Установите заглушки в верхней и нижней частях трубы.
Рис. 50 Установка первой заглушки
Рис. 51 Установка второй заглушки
Шаг 6: Монтаж электроники
Внимание! Можно использовать упрощенную схему и не использовать микроконтроллер Uno
В этом случае воспользуйтесь следующей схемой.
Рис. 53 Вскройте монтажный короб.
Используя кронштейны, закрепите короб в нижней части трубы.
Рис. 56 Возьмите блок питания 12В. Разберите его.
Припаяйте провода на плату, туда, куда шли провода с вилки блока питания.
Рис. 57 Возьмите и подключите к компьютеру плату-контроллер.
Потребуется специальная программа для прошивки платы.
Прошейте плату ниже приведенным кодом, следуя инструкциям на фото.
pinMode(7, OUTPUT); // реле коммутирующее лампы
pinMode(8, OUTPUT); // реле коммутирующее вентилятор
Рис. 59 Скопируйте код в окно IDE. Выберите в пункте “инструменты” порт к которому подключена плата.
Загрузите код в плату.
Подождите пока IDE загружает код в плату, это может занять время.
Рис. 60 По окончании процесса IDE сообщит внизу об успешной загрузке.
Рис.61 Выполните монтаж проводки и электроники согласно схеме:
Рис. 62 Установите всю электрику и проводку в короб.
Внимание! Изолируйте все оголенные контакты термоусадкой или изолентой. Короткое замыкание по силовой линии 220В может вывести из строя компоненты и быть смертельным для человека.
Проживая далеко от вышек мобильных операторов бывают проблемы с покрытием. Имеющийся сигнал не позволяет даже звонить, не говоря о приеме 3G и 4G интернета. Подобные проблемы легко решаются, если собрать мощную антенну. Сделать это можно из дешевых материалов. Антенна способна улавливать сигнал даже за 30 км от вышки.
Материалы для антенны
- шпилька цельнорезьбовая М6 или М8 длиной 140 мм;
- гайки под шпильку – 12 шт.;
- тонкая жесть из любого металла;
- коаксиальный кабель длиной до 12 м – 2 шт.;
- разъем Pigtail с переходником – 2 шт.;
- F разъем для ТВ кабеля – 4 шт.
Необходимая теория
Параметры антенны отличаются для 3G или 4G интернета. Важен диапазон частоты, на котором работает нужный оператор. Чтобы собрать правильную антенну его нужно узнать. Для этого следует войти в настройки сети телефона и выполнить поиск операторов сети. В выдаваемом списке со множеством 2G позиций нужно искать только 3G и 4G. Зная какой оператор обеспечивает нужное покрытие в данной местности можно купить подходящую SIM-карту.
При сборке антенны важно соблюсти все размеры вплоть до миллиметра. Для каждого типа сети они разные. Обычно 4G сеть работает с частотой 2600 МГц, в 3G – 2100 МГц. Иногда 4G и 3G имеют частоту 1800 или 850 МГц. Если при поиске сети не удалось найти оператора для 3G и никакой информации о его частоте нет, тогда лучше делать антенну под параметры 2100 МГц, так выше вероятность уловить сигнал.
Процесс сборки антенны
Я буду собирать антенну 3G 2100 МГц. Процесс изготовления устройств разных параметров аналогичный, но отличается по диаметру сегментов и расстоянию между ними. Сначала нужно из жести вырезать 6 дисков. Я применяю тонкую листовую медь, поскольку она легко разрезается с помощью канцелярских ножниц. Диаметры сегментов антенны согласно схеме должен составлять 100, 74, 54, 39, 39, и 39 мм.
Поскольку важно соблюсти размеры до миллиметра, то лучше сначала просверлить отверстие под диаметр имеющейся шпильки, а уже после по нему циркулем построить плоскость для выреза диска.
На диске с диаметром 74 мм нужно подготовить отверстие для пайки жилы провода. Оно сверлится на расстоянии 11 мм от края. Данная антенна при работе с 3G диапазоном требует присоединение 2 коаксиальных ТВ проводов. Длина каждого из них не должна превышать больше 12 м. Второе отверстия нужно просверлить тоже на расстояние 11 мм от края, но под углом 90 градусов относительно первого.
Теперь приложив диск на 74 мм к большому сегменту на 100 мм нужно сделать разметку под большие отверстия для ввода коаксиального телевизионного кабеля вместе с оплеткой.
Из пары обыкновенных телевизионных F разъемов нужно отломать выступающую часть, как сделал я, и запрессовать их в имеющиеся отверстия на диске 100 мм. Для надежности разъемы лучше немного обжать.
Теперь нужно зафиксировать диски на шпильку в указанной очередности и с соблюдением расстояния предложенного схемой. Дистанция между сегментами на 100 и 74 мм составляет 10 мм, в следующем переходе между дисками расстояние будет соответственно 9, 33, 33 и 33 мм. Каждый элемент фиксируется двумя гайками, по одной из каждой стороны.
При сборке нужно еще раз перепроверить расстояние между дисками, поскольку отклонение приведет к уменьшению качества приема сигнала.
Далее нужно подсоединить коаксиальные кабеля к большому диску. Это нужно сделать так, чтобы центральная медная жила каждую провода входила в тонкое отверстие на соседнем сегменте с диаметром 74 мм. После установки проволоку нужно припаять, ни в коем случае не загибая.
К выступающему хвостику шпильки на задней части антенны нужно прикрепить деревянную, пластиковую или металлическую планку, выполняющую роль держателя. Для надежности к ней можно подвязать коаксиальные кабеля, чтобы не создавать нагрузку на тонкий жестяной диск, к которому они припаяны.
Теперь на свободные концы коаксиального кабеля нужно закрепить разъемы Pigtail с переходниками. Именно они и подключаются в 3G 4G модем. Все антенна готово, осталось ее установить.
Настройка
Смотрите видео
Подробные испытания и изготовления антенн смотрите в видео
Ультрафиолетовое излучение применяется в быту и медучреждениях для обеззараживания помещений (комнат, больничных палат и т.п.). В стационарных условиях в качестве источника УФ используются промышленные кварцевые лампы. Такие приборы не всегда доступны в быту, поэтому возникают ситуации, когда требуется решать вопрос, чем заменить светильник и как его изготовить самостоятельно.
Чем заменить УФ-лампу в домашних условиях
Сделать кварцевую лампу в домашних условиях невозможно, но получить самодельный источник обеззараживающего излучения другими способами вполне реально. Рынок светотехники сейчас уверенно захватывают светодиодные фонари. Различные типы излучающих элементов этого класса работают в спектре от мягкого ультрафиолета до инфракрасного. Из светодиодов можно собрать светильник UV-диапазона. Но у этого пути есть существенный недостаток – небольшая мощность излучателей подобного типа и их относительно высокая стоимость. Так как для дезинфекции помещений нужен источник достаточно высокой интенсивности, подобный путь обойдется дорого.
Хорошим исходником для получения домашнего источника ультрафиолета может стать газоразрядная лампа ДРЛ 250. Светильник такой мощности имеет оптимальную интенсивность излучения для помещения средних размеров. Исходя из условий можно применить лампы и других типоразмеров. Важные для обзора параметры газоразрядных светильников сведены в таблицу.
| Тип | Мощность, Вт | Тип цоколя |
| ДРЛ-125 | 125 | Е27 |
| ДРЛ-250 | 250 | Е40 |
| ДРЛ-400 | 400 | Е40 |
| ДРЛ-700 | 700 | Е40 |
| ДРЛ-1000 | 1000 | Е40 |
Остальные стандартные параметры ламп, как индекс цветопередачи, световой поток и т.д. в нашем случае значения не имеют.
Как сделать кварцевую лампу из ДРЛ
Перед тем как сделать бактерицидную лампу из газоразрядной ДРЛ, надо разобраться, как устроен светильник-донор.
Внешне ртутная лампа мало отличается от обычной лампы накаливания – тот же стандартный резьбовой патрон и стеклянная колба. Бросается в глаза отличие – баллон непрозрачный, а покрыт изнутри белым веществом – люминофором. Под действием ультрафиолетового излучения эта субстанция начинает светиться. Чтобы инициировать свечение, внутри колбы находится источник УФ-света. Он представляет собой трубку из кварцевого стекла – оно выдерживает высокие температуры. Колба запаяна герметично, и в ней расположены основные и вспомогательные электроды. Внутри находится ртуть в жидком состоянии, а также небольшое количество паров ртути.
В момент включения между основным и зажигающим электродом вспыхивает начальный разряд – за счет небольшого расстояния между элементами. Начинается разогрев инициирующей системы. С ростом температуры жидкая ртуть начинает переходить в газообразную форму, и при достижении определенной концентрации и давления паров металла появляется разряд между электродами. Время розжига зависит от температуры окружающей среды и может составлять от 8 до 15 минут.
По окончании прогрева система начинает излучать свечение, спектр которого захватывает видимую часть спектра в сине-зеленом участке и ультрафиолетовую область. УФ-излучение заставляет люминофор основной колбы светиться красным цветом, а видимый цвет инициирующего блока дополняет свечение большого баллона до белого света. Пространство между внутренней колбой и источником ультрафиолетового излучения заполнено инертным газом (азотом).
СМОТРИ как сделать подставку для кварцевой лампы.
Чтобы сделать ультрафиолет из такой лампы, достаточно удалить верхнюю колбу. Для этого лампу надо завернуть в плотную ткань и аккуратно разбить. Сделать это надо так, чтобы внутренний блок не пострадал. Внутренняя часть стекла покрыта порошкообразным люминофором, поэтому в помещении проводить такую операцию не рекомендуется. Делать это надо на улице или в хорошо проветриваемой мастерской.
Важно! Баллон находится под давлением, поэтому надо принять меры, полностью исключающие разброс осколков стекла.
Далее надо убрать остатки колбы - и самодельный светильник УФ-участка готов.
Можно включать его в сеть по обычной для таких устройств схеме.
Важно! Во время начального прогрева лампы ток, потребляемый ДРЛ, может достичь высокого значения, поэтому включать светильник в бытовую однофазную сеть 220 В без дросселя нельзя! Перед включением надо убедиться, что балласт рассчитан на номинальную мощность светильника.
У этого способа получения домашнего источника обеззараживающего излучения есть свои минусы, главным из которых является невысокая бактерицидная эффективность. Связано это с неоптимальным для такой сферы деятельности спектром излучения. Но есть и достоинства, среди которых дешевизна и несложность изготовления.
Видео: Пошаговая инструкция к изготовлению лампы.
Правила безопасного использование самодельной лампы
В небольших количествах ультрафиолет оказывает благоприятное действие на человеческий организм, а в определенных случаях он необходим – витамин Д без УФ-излучения не синтезируется. Но ультрафиолетовое свечение имеет не только полезные свойства. УФ в чрезмерных дозах оказывает вредное воздействие:
- вызывает старение кожи, интенсивное воздействие приводит к ожогам, длительное облучение может вызвать онкологию (особенно опасно длительное пребывание под UV-излучением людям со светлой кожей);
- при воздействии на глаза может вызывать ожог , а при длительном действии способствует развитию катаракты.
Поэтому при кварцевании помещений самодельным или промышленным прибором надо принимать защитные меры.
- Самый радикальный способ – лампа в стационарном исполнении, или с отдельной розеткой. Выключатель нужно вынести за пределы комнаты. Перед обеззараживанием вывести из помещения людей и животных. Этот наиболее безопасный метод, но он связан с работами по переносу и монтажу электропроводки.
- Другой путь – использовать переносной светильник в закрытом виде. С абажуром, перекрывающим небольшой сектор, в котором оператору надо держаться при манипуляциях с лампой. После включения нужно покинуть помещение, придерживаясь затемненного участка. Это менее трудоемко, чем переделка электропроводки, но недостатком является закрытая зона, в которой обеззараживания не происходит.
- Использование защитных средств. Кожу эффективно защищает обычная одежда достаточной плотности. УФ не проникает сквозь ткань. Руки можно защитить перчатками – обычными или медицинскими резиновыми. Для защиты глаз применять очки. Хорошую степень защиты обеспечивают стеклянные линзы (с диоптриями или без). Изделия из пластика предохранят от УФ гораздо хуже. Уровень поглощения зависит от состава пластмассы, в паспорте на изделие должен быть указан уровень защиты. Дешевые солнцезащитные очки неизвестного происхождения не дают никакой гарантии и могут оказаться полностью прозрачными для ультрафиолета. Они могут даже усиливать вред: зрачок человека, реагируя на снижение интенсивности видимого света, расширяется. Ничем не ослабленный поток ультрафиолета без препятствий проникает в глаз, нанося вред хрусталику, роговице и сетчатке. Наилучшим способом защиты являются специализированные очки, которые можно приобрести в магазинах медицинской техники. Они гарантируют поглощение большей части потока вредоносного спектра.
Важно! Очки защищают не только глаза, но и кожу вокруг них. На этом участке отсутствует жировая прослойка, поэтому старение кожи и появление морщин под воздействием UV происходит особенно быстро.
Читайте также: