«Смарт-маска» — защита от вирусов и бактерий

Наша история о том как мы создали стартап.

Цель проекта — создать маску, обеспечивающую защиту от вирусов и бактерий, с индикацией вывода параметров состояния маски на смартфон. Состав: блок обработки воздуха, разл. датчики

Компания Apple уже присоединилась к всемирной борьбе с коронавирусом. Тим Кук анонсировал маску, которую компания разработала специально для медицинских работников, которые сражаются с COVID-19. Она называется Face Shield и состоит из защитного пластикового щитка с креплением на лоб. За счёт сборной конструкции такие маски универсальны и подойдут каждому человеку. На сборку уходит не более двух минут.

Немаловажно, что Face Shield многоразовые: для повторного использования их достаточно обработать раствором спирта, хлорки или перекиси водорода.

Прочитав статью мы подумали: можно ли сделать более совершенную защиту для человека? И у нас возникла идея создать изолирующую Смарт-маску с очисткой воздуха от бактерий благодаря электронной начинке, а также выводом данных о состоянии маски на смартфон. У компании ‎huawei есть подобное решение, но их маска предназначена больше для защиты от городского смога. Наше же изделие интересно больше с медицинской точки зрения, так как наша маска будет защищать органы дыхания человека от ВСЕХ вирусов и бактерий, благодаря активной защите. Также, как и вышеупомянутые маски Apple и huawei, наша Смарт-маска является многоразовой.

Как работает наша Смарт-маска?

Смарт-маска состоит из лицевой маски, блока ультрафиолетовой обработки воздуха, датчиков состояния, Bluetooth-передатчика, а так же микроконтроллера STM.

Процесс фильтрации и обеззараживания.

Воздух в полость маски попадает через обычный угольный фильтр, дальще воздух проходит через ультрафиолетовый блок, где теряют способность размножатся и погибают вирусы и бактерии.

По стандарту ISO-DIS-21348 ультрафиолетовое излучение делится на несколько подтипов:

Как видно из графика, коротковолновой диапазон ультрафиолета является самым эфективным.

ДНК патогенных микроорганизмов повреждаются ультрафиолетом, при этом теряется их способность к размножению и, следовательно, становятся стерильными. Вирусы особенно уязвимы, так как у них нет клеточных стенок или клеточной мембраны. Используя фотоны высокой энергии в диапазоне короткого ультрафиолета, можно повредить ДНК патогенных микроорганизмов.

В прочем идея обработки ультрафиолетом не нова:

Внутри маски расположены: датчики температуры, которые считывают данные о температуре с поверхности лица человека; датчик влажности воздуха, анализирующие воздух внутри маски, а так же датчик СO 2, определяющий концентрацию улглекислого газа, вдыхаемого человеком. Так же в маску встроен микрофон с динамиком для удобства разговора человека, носящего Смарт-маску.

Смарт-маска комплектуется двумя блоками обработки воздуха.

Блок обработки воздуха обеспечивает:

1. Обеззараживание воздуха.

2. Не допускает попадание ультрафиолета на кожу человека.

3. Не выделяет озон.

4. Абсолютно безопасен для лица и органов дыхания человека.

Обеззараживание воздуха достигается за счет применения светодиодов с длиной волны 265 нм который обеспечивает наибольшую стерилизацию.

Светодиоды расположены внутри трубки из отражающего металла в несколько рядов. Мощность ультрафиолета на 1 кв.см подобрана таким образом, чтоб гарантированно происходило разрушение ДНК и РНК вирусов за время прохождения через трубку. БОВ (блок обработки воздуха) так же не должен пропускать ультрафиолет наружу. Это достигается за счет особого расположения мембран выпускного коллектора. Озон не выделяется благодаря применению светодиодов со спектром излучения 265-280 нм. Напряжение работы модуля 5В, что исключает возможность поражения человека электрическим током.

Светодиод с длиной волны 265-280 нм 1.5 вт

размеры 5х5 мм.

Блок датчиков должен обеспечивать:

1. Мониторинг температуры человека.

2. Мониторинг влажности воздуха внутри Смарт-маски.

3. Мониторинг содержания СО 2 во вдыхаемого человеком воздухе.

4. Контактный датчик включает Смарт-маску, когда она надета и соприкасается с лицом человека (также можно Смарт-маску включать и выключать при помощи приложения в смартфоне, планшете).

Датчик температуры соприкасается с кожей человека и мониторит температуру. Но важно учесть что температура человека в разных частях тела разная.

и может менятся в течении дня. Также стоит учесть незначительные расхождения по возрасту:

Датчик влажности воздуха и датчик СО 2 позволяют мониторит состав воздуха внутри маски, также данные можно применить в пульмонологии.

Голосовой модуль должен обеспечить

1.Удобство разговора

2.Возможность модулировать, усиливать голос

3.Дополнительно в виде опции может выступать в качесте гарнитуры

Микрофон расположен внутри маски и подключен к усилителю звука, на выход подключается компактный динамик, который находится с наружной стороны Смарт-маски, второй динамик (наушник) в качестве гарнитуры.

В программе можно изменять голос.

Bluetooth модуль предназначен для связи со смартфоном, где установлена приложение. В приложении можно просматривать поступающие данные от датчиков, а также время работы и т.д). Как альтернативный вариант для передачи данных может использоваться WI-FI модуль.

Блок управления состоит из Микроконтроллера STM 32 и микросхем.

Вся информация, получаемая от датчиков, обрабатывается в блоке и происходит автоматическое управление блоком обработки воздуха, управление усилителем модуляция звука, приемом и передачей данных на смартфон. Мощность светодиодов изменяется автоматически для различных условий. Например, по геолокации в местах с массовым скоплением людей: супермаркетах, метро, магазинах — мощность устанавливается максимальная. В безлюдных местах — минимальная, и таким образом происходит экономия заряда аккумуляторных батарей. Время работы показывается в приложении. Питание Смарт-маски осуществляется от Power bank. Кабель питания выполнен со специальным разъёмом-захватом, чтобы не разъединялся даже при активных движениях человека. Можно дополнить встроенным аккумулятором. Также в комплекте со Смарт-маской поставляется «Кейс хранения Смарт-маски» со встроенным ультрафиолетовым облучателем для ее дезинфекции. Либо использовать готовые.

Если сборы будут успешными, первую партию планируем выпустить через 1 месяц после сбора средств.

Ссылка на оригинал:

Наш сайт: http://smarttexno.tilda.ws