ระบบควบคุมรังสียูวีทำงานตามการตั้งเวลาและเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวสำหรับการฆ่าเชื้อโรค

Abstract

As a result of coronavirus (COVID-19) epidemic, people have become actively involved in bodily sanitation. The “New Normal” lifestyle now focuses on cleanliness and disinfection to prevent the spread of germs. This research designed and programmed a microcontroller for a UVC disinfection system using an Arduino board as an open-source electronics platform operated by a motion sensor (PIR) and timer control module (RTC). The optical properties of an 8 Watt (W) UVC source were measured. The four UVC sources investigated had wavelengths ranging from 251 to 577 nm. A UVC wavelength of 251 nm eradicates germs, but also destroys tissues and is harmful to humans. Experimental result showed that UVC intensity decreased with distance from the source according to the exponential decay function. A control system, installed inside a building to kill germs when there are no humans or pets, can control UVC light source operation with a maximum power of 2kW. Operational time can be adjusted by setting on the control case, while as an additional level of safety, the system can be turned off if a motion sensor detects movement. Movement detection distance at an angle of -90 to 90 degrees was recorded. Result gave 11 m detection distance at an angle of 0 degrees, with more than 3 m detection distance at -45 to 45 degrees, as suitable for installation above a door. This timer and motion sensor-operated UV germicidal ray system can be safely deployed to keep rooms germs free. For the ozone generated by the UVC source, the ozone intensity in the measured experimental system peaked at 4.069 ppm after the source was switched off. The ozone inside the experiment box took about 11 hours to decompose back to oxygen. In which the decomposition of ozone follows an exponential function.

จากการระบาดของไวรัสโคโรน่า (COVID-19) ผู้คนต่างตื่นตัวในการป้องกันตัวจากเชื้อโรค จึงเกิดกระแสของการใช้ชีวิตปกติในรูปแบบใหม่ (New normal) ซึ่งเน้นไปที่การรักษาความสะอาด การฆ่าเชื้อโรค เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อโรค งานวิจัยนี้ได้ออกแบบและสร้างโปรแกรม ไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับระบบฆ่าเชื้อด้วยรังสี UVC โดยใช้บอร์ด Arduino เป็นแพลตฟอร์ม อิเล็กทรอนิกส์แบบ open source ที่ทำงานร่วมกับเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว (PIR) และโมดูลควบคุมตัวจับเวลา (RTC) วัดคุณสมบัติทางแสงของแหล่งกำเนิดรังสี UVC 8 วัตต์ แหล่งกำเนิดUVC สี่ยี่ห้อที่ตรวจสอบมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 251 ถึง 577 nm ที่ความยาวคลื่น UVC 251 nm มีคุณสมบัติฆ่าเชื้อโรคได้ แต่ยังทำลายเนื้อเยื่อและเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ผลการทดลองพบว่า ความเข้มของรังสี UVC ลดลงตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดตามฟังก์ชันแบบ exponential ระบบควบคุมที่ติดตั้งภายในอาคารเพื่อฆ่าเชื้อโรคในช่วงเวลาที่ไม่มีคนหรือสัตว์เลี้ยง สามารถควบคุมการทำงานของแหล่งกำเนิดรังสี UVC ด้วยกำลังสูงสุด 2 kW เวลาในการทำงานสามารถปรับได้ โดยการตั้งค่าที่กล่องควบคุม เพิ่มความปลอดภัยต่อการใช้งานอีกขั้น ระบบสามารถปิดการทำงานได้หากเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวตรวจพบการเคลื่อนไหว บันทึกระยะการตรวจจับการเคลื่อนไหวที่มุม -90 ถึง 90 องศา พบว่าระยะการตรวจจับไกลสุด 11 เมตร ที่มุม 0 องศา โดยมีระยะการตรวจจับมากกว่า 3 เมตร ที่ -45 ถึง 45 องศา ซึ่งเหมาะสำหรับการติดตั้งเหนือประตู ระบบฆ่าเชื้อด้วยรังสี UVC ที่ทำงานร่วมกับตัวจับเวลาและเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวนี้สามารถติดตั้งได้อย่างปลอดภัยเพื่อให้ห้องปลอดเชื้อโรค สำหรับโอโซนที่เกิดจากแหล่งกำเนิด UVC ความเข้มของโอโซน ในระบบทดลองที่วัดได้นั้นมีค่าสูงสุดที่ 4.069 ppm หลังจากที่แหล่งกำเนิดถูกปิด โอโซนในกล่องทดลองใช้เวลาประมาณ 11 ชั่วโมง ในการย่อยสลายกลับเป็นออกซิเจน ซึ่งการสลายตัวของโอโซนเป็นไปตามฟังก์ชันแบบ exponential