Ультрамаска - самодезинфицирующаяся маска от коронавируса

40

В удивительное время мы с вами живем. Еще полгода назад, заявиться в магазин в маске было бы странно. А сейчас…. Именно поэтому я озаботился изготовлением самодельной маски.

В первую очередь я начал шерстить thingverse.com в поисках подходящей модели и начал печатать.

маска  от коронавируса

Первой я распечатал из PETG пластика вот эту большую маску, рассчитанную на установку фильтрующего поролона для фильтров автомобилей. Эта маска мне не понравилась, т.к. не удобно сидит на лице. Да и найти нужный поролон под рукой не удалось.

Второй была вот эта маска. Тут двухступенчатая фильтрация. Снаружи вставляется тонкая фильтрующая ткань. Желательно FFP3, но если ее нет, можно взять нетканную салфетку. Вторым рубежом служит ватный диск. Эта маска тоже мне не понравилась, т.к. слишком маленькая и не эргономичная.

Следующая модель наверно идеальна. При условии, что нужна просто маска. Я напечатал таких довольно много. Тонкая и легкая – значит печатается быстро и дешево. Я напечатал их относительно мягким SBS пластиком и они достаточно гибкие и прочные. Простая разборная конструкция, рассчитанная под ватный диск. Есть четыре проушины для крепления резинок. Если нужен быстрый результат, то это идеальный вариант для печати.

На самом деле, перед тем как я нашел эти легкие маски, я долго отходил в такой маске. Она тоже двух-барьерная. Уж не знаю, защищала ли она меня, но выглядела точно круто. Даже сделал крышечку со значком биологической опасности. Первый барьер тонкая салфетка. Я использовал такие, их обычно используют в маникюрных салонах. Во второй барьер можно напихать слой потолще.

covid mask

Пока я не узнал, что ультрафиолет бывает разный, я пытался сделать дезинфицирующую маску именно на базе этой модели. В носу маски предусмотрел канал для прохода ультрафиолетового излучения. Разработал батарейный отсек под две ААА батарейки и выключатель, даже купил консервную банку для контактов. Отсек получился годный, и наверняка пригодится в каком-нибудь другом проекте. Он должен крепиться к крышечке двумя винтиками. А по бокам остаются отверстия для прохода воздуха. Сверху предусмотрены каналы для установки двух 3мм ультрафиолетовых светодиодов.

Ну и наконец, я нашел идеальную маску. Она очень похожа конструктивно на одну из предыдущих тонких, но толще. Состоит из трех частей, и так же рассчитана на установку ватного диска. Резинки подобрал не сразу, нашел достаточно прочные в магазине Мир Шитья. Взял несколько метров черной и белой. На крайняк можно взять резинку из трусов. Ватный диск внутри фиксируется надежно, а заменяется легко. Остальные части маски можно мыть без проблем. Так же большим плюсом является конструкция каналов для забора воздуха. Они имеют достаточно большое проходное сечение и изогнуты в сторону маски. Что уменьшает вероятность вдохнуть чужие сопли и почти исключает возможность испускать облако бацилл при вашем кашле или чихании.

Изготовление нашей ультра-маски стоит начать с ее непосредственной печати. И делать это лучше на имбовом принтере Artillery Sidewinder x1. Качество, удобство и скорость стоят каждого рубля из его довольно высокой цены. Ссылка в описании.

Т.к. я печатал SBS пластиком, стоит пройтись 646 растворителем. Это повысит прочность изделия и сгладит неровности, а еще добавит блеска.

Сердцем нашего фильтра будет сборка из трех правильных ультрафиолетовых светодиодов на алюминиевой подложке. Каждый светодиод требует питания от 5V до 8V. Вот у китайцев на графике видно, что длинна волны около 275нМ, что достаточно эффективно для обеззараживания.

На следующем графике видно, что нормально работает этот светодиод примерно при 6,5V. Дальше идет куча инфографики о том, что эти светодиоды реально могут что-то дезинфицировать. Что, конечно же, не является фактом.

Чтобы запитать этот светодиодный модуль, нам понадобится поднять напряжение до 19,5V -20V. В этом нам поможет популярный модуль повышающего DC-DC преобразователя на базе микросхемы MT3608. Схему запитаем литиевым аккумулятором на 240mAh, а для его зарядки и защиты воспользуемся модулем TP4056. Так же нам понадобятся штырьки, выключатель, макетная плата 60х40 и тонкий провод.

Для начала нам нужно припаять ножки к модулям. Разделяем штырьки по однуму. Т.к. расстояние между выводами модуля не соответствует шагу отверстий макетной платы, приходится немного пострадать, но это оправдано последующим удобством монтажа. Для удобства, удобно использовать макетку как базу.

С модулем зарядки поступаем аналогично. В итоге, у нас получается два удобных для монтажа модуля с воздушным зазором для изоляции и прокладки проводов.

Схема соединения элементов не сложная, но мне пришлось попариться чтобы спрятать провода. Все собрано вот по этой схеме.

Чтобы ультрафиолет облучал поверхность ватного диска, на скорую прорезал отверстие в фильтре. Хотя, наверно стоит сделать модель уже с отверстием.

О том, что диоды довольно мощные, сигнализирует тепловыделение. За 40 секунд работы, модуль нагревается до 65 градусов. Это не дело, пришлось приклеить на термоклей дополнительный радиатор и немного снизить ток, путем понижения напряжения.

Резинки, после подбора по голове, крепятся в проушины. Концы оплавляются, и завязываются простые узелки, которые застревают в проушинах и надежно фиксируют резинку.

Я не могу проверить эффективность работы этой маски. Но затея была такова – капельки с инфекцией задерживаются на ватном диске, а ультрафиолет постепенно все убивает. Важно отметить, что маска, которую мы сделали наверняка ни от чего не помогает. Главное, чтобы не заболеть – мыть руки и не трогать лицо. Заразиться воздушно капельным путем намного сложнее.

3D модель удачных масок - http://estunt.ru/sl/makeupmask

Ультрафиолетовый светодиод для обеззараживания - http://estunt.ru/sl/uvled

Модуль зарядки аккумулятора - http://estunt.ru/sl/tp4056

Повышающий DC-DC преобразователь напряжения - http://estunt.ru/sl/mt3206

Аккумулятор 240mAh - http://estunt.ru/sl/li240m

3Д принтер Artillery Sidewinder X1 - http://estunt.ru/sl/w