作者：陸向陽
由於COVID-19的影響，許多醫療物資一時緊缺，包含口罩、額溫槍、呼吸器等，而紫外線殺菌盒（箱）也在其中。此前已有蔡老師實作了紫外線口罩殺菌機（見Maker加入防疫行列 製作防疫神兵利器、Maker防疫不落人後，自造專案對抗疫情），本文再以一GitHub專案－Mascobot為例進行剖析。
基礎認知1：紫外線運用逐漸增廣
太陽向地球照射的紫外線（Ultraviolet, UV）依波長分成A、B、C三種，地球的臭氧層已阻隔了對生物最有害的C（也稱UVC或UV-C），而穿透臭氧層到達地表的約95%為A（UVA），約5%為B（UVB）。A、B長期照射也是有害，因而需要擦防曬乳，而所謂的紫外線殺菌其實是用C。
現在UVC的殺菌應用愈來愈多，例如有對錢幣、鈔票等現金進行紫外線殺菌，掃地機器人也開始配置紫外線殺菌功能，或烘碗機、除螨吸塵器等。至於印刷油墨固化、3D列印固化、美甲光固化、驗鈔筆、捕蚊燈等所用的是波長較長的UVA，而非UVC。
紫外線A、B、C於頻譜中的位置。（Source）
基礎認知2：兩種UV實現方式
要取得紫外光（UV light）目前常見的兩種方式是光管（冷陰極管CCFL）或發光二極體（LED）。前者是在中空管內用汞蒸汽（氣態）發光，原理類同於日光燈管；後者則為固態發光。光管的發光效率較佳、較平價、壽命長、低發熱，但不抗震、不環保，反之則是UV LED的優缺點。
Mascobot的GitHub專案
筆者在此剖析GitHub網站上帳號Mascobot於今（2020）年4月提出的UV_light_Box專案，且明確期望此專案能在對抗COVID-19上貢獻心力。該專案的殺菌容器直接取用一般野餐露營常見的外出用保溫箱，然後在箱子的內壁敷貼上鋁箔，這主要在避免UVC外露，因為UVC可以穿透塑膠，真的穿透了肉眼也無法察覺，然而更牢靠的作法是使用金屬，現行作法仍不夠牢靠，專案發起人也在相關說明中坦承仍在物色更合適的金屬容器中。
容器之後是主控系統，Mascobot選擇使用第四代樹莓派（Raspberry Pi 4, RPi 4），雖然專案文字中未談及樹莓派的型款，但截至今年5月為止第四代樹莓派應只有B型（Model B），不過推測也能使用其他型款的樹莓派，畢竟紫外線照明的控制應用，不會用到太多或太複雜的電路。
在人機互動的操作介面上，Mascobot專案使用一個7吋的多點觸控螢幕，而且是直接使用樹莓派基金會官方的版本，新台幣約2,905元，該觸控螢幕直接以DSI介面與樹莓派連接。
Mascobot紫外線殺菌箱外觀。（Source）
接著是控制電路，由於樹莓派的GPIO接腳電流驅動力太弱，因此需要先連接繼電器（relay），再透過繼電器去驅動紫外線照明，對此Mascobot直接在亞馬遜網站上購買SainSmart的2通道繼電器模組來實現。
SainSmart的2通道繼電器模組。（Source）
進一步的是紫外線照明，Mascobot沒有使用UV LED，而是使用UV光管，專案官網上沒有明確指出使用的光管廠牌與型號，只說在eBay網站有許多選擇。Mascobot專案使用了4支UV光管，每支均為8瓦功率，2支配置於箱內的上端，2支配置於箱內的下端，其波長約280nm（奈米，UVC波長範圍為100nm～280nm）。
Mascobot紫外線殺菌箱內部。（圖片來源：Source）
另外Mascobot專案也談及散熱器（cooler），不過並沒有明確說明用途，可能是用於樹莓派電腦的主控晶片。
最後是控制程式的部份，目前由一個名為uvlight.py（Python語言）的程式來運作，該程式可以在觸控螢幕上顯現開始鈕、停止鈕、時間設定選單、簡訊通知設定等，時間設定以分鐘為單位，簡訊目前只能發給專案發起者自己，相關示範影片如下：
小結
以上是Mascobot專案的大致內容，不過該專案目前似乎只有發起者自己貢獻，尚未有其他成員參與貢獻，雖然有一名成員grg8881m以Mascobot專案為基礎試圖分線（folk）發展，但只是複製原有專案內容，尚未有明顯的差異化發展。
此外，Mascobot專案的內容也尚未全部揭露，例如尚未有完整的控制電路圖，且目前從實現的雛形品外觀可發現一個紅燈，估計在箱內的紫外燈管亮起時箱外的紅燈也會同步亮起，提醒使用者必須先關閉光管才能打開箱子，以免傷害到使用者。
針對此點，或許應進一步設計成具有防呆機制，無論有無注意到紅燈狀態，在開啟殺菌箱前箱內的殺菌燈均應即刻熄滅，以免傷害到人。
（責任編輯：王姵文）
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