JetAIR 空氣清淨機 DIY開發全記錄-2
接下來重頭戯來了….
空氣清淨機的核心部份.. 而濾心已經確定用小米的濾心..
而這濾心長得還OK..就算沒有殼也還不難看(其實是外殼不太容易DIY..), 而且是360度進氣..過濾後的空氣由中央往上抽出..
所以抽風扇就變得相當重要..因為關係過濾的效率及效果..
首先…先看了那個集資的DIY清淨機的一些開箱影片..發現它是直接使用交流風扇..使用GULF(海灣電氣) GA1123XSL
(圖片來源: ATON 3C)
到GULF網站查了一下規格..它是使用油封軸承(Sleeve), 風量大約是112CFM(Cubic Feet per Minute, 一分鐘內可以移動多少立方呎的空氣), 噪音約為40db
因此我自己也去電子材料行買了一個一模一樣的風扇… 接上110V, 發現聲音不大沒錯..但風量好像也不大..再加上這類的散熱風扇主要只是把空氣抽出而已..沒有任何導流的裝置..讓風送得遠..也因此有可能在乾淨空氣送出後立刻又被濾網吸入..那就失去清淨機的功能了..
再加上使用AC電源..萬一不小心走火或積灰塵..那後果是很難想像的..
好吧! 另外找風扇..首先要直流的..鎖定12V方便使用也可以直接拿來做主機的電源, 大小一樣使用12CM, 但要有導流裝置, 讓抽出的風可以送得遠(以防再被濾芯吸入), 風量要大(方便控速), 使用雙滾珠軸承, 這樣壽命才會長久..
看到這也許有人會問.. 油封軸承(Sleeve)和雙滾珠軸承(2BALL)差別在哪裡, 在這裡也說明一下.
油封軸承(Sleeve)的好處是靜音, 價格低, 但是裡面的油用久了是會漏的..當油漏光之後軸承就會不穩定而卡住或產生極大噪音(80%的電腦風扇都是這種, 我想很多人都有家裡電腦突然風扇變好吵的經驗, 是的..那就是油封軸承的油漏掉了).
而雙滾珠軸承(2BALL)的好處就是壽命長, 適合長時間開啟, 但缺點就是吵了一點, 以及比較貴..
目標確定後..就開始找吧!!!
於是在網上找啊找..突然看到..台達電有款直流12V, 雙滾珠軸承, 12cm, 大風量的風扇 PFC1212DE
而且從圖上可以很清楚的發現它有導流裝置..可以把空氣抽得更遠..而且一看規格..風量特大..最重要的它直接支援PWM控速根本是為我設計的…
立馬在網路上訂了一個(不過收到貨時嚇到我了..後述)..
等著風扇和濾芯送到的同時..著手開始設計主體部份..再度拿出Autodesk佛心的 123D Design..畫啊畫的..
第一版的樣子出來了..
於是想先印個風扇底出來才發現..設計時沒注意到我的3D印表機尺寸..結果太大了..立馬重新調整了一下..
改的時候又想到伸到濾心的圓筒不能太長, 不然濾芯上方就浪費了…於是…第2版出現了..
於是..先行印出一個底座, 等印好後..風扇和濾芯都送到了..先拿來組合看看..
這時發現一個晴天霹靂的事實..我買風扇時沒注意到賣家的說明文字是出貨2線版本..
也就是說我收到的這顆風扇是沒有控速功能的..2條線接上去就全速暴力運轉…
不過路不轉人轉..雖然只有2條線一樣可以把它弄出PWM控速的..
網路找到了這麼一個用NE555產生PWM的控速電路.. 因為Arduino本身就可以輸出PWM..因此我只需要紅色圈起來這部份即可.
立馬到電子材料行買了一顆IRFZ44N的MOSFET, 依照線路圖把它改裝變成可以用PWM控速的風扇..
黑色接頭是3線(GND/12V/PWM)..橘色快速接頭是到風扇..
不過一般支援PWM控制的風扇都是4條線, 除了電源及PWM控制線之外..另一條線是風扇轉速輸出. 而市面上3線版都只有轉速輸出..沒有PWM的哦..如果想DIY的朋友不要買錯了..
好了..風扇控速的問題解決了…. 接下來就開始組合測試了…
首先把把各個模組合到主板上..然後把程式丟進去試著執行…
在這時使用之前買的溫溼度感測器 DH-11, 以及那顆便宜的Sharp粉塵感應器…
果然類比的東西誤差值真是大…溫度可以一下20度下一秒變成25度再一秒又回到22度…PM2.5的數值更是誇張..
後來只能用平均算法..把每分鐘的數值平均後儲存起來做成圖表顯示在LCD上..這時溫濕度看來比較正常了..但PM2.5也是一團亂..
爬了文章之後才發現..這顆Sharp並不是真的PM2.5的感測器.. 它是利用紅外線LED照射空氣後利用反射原理再由感測器接收..當然這時的變化是非常小..再經由放大線線放大後把電壓送出..說真的..它有一點小誤差放大後就會差非常多..以至於數字非常亂..就算把每分鐘的數值平均還是亂到不行..而且會受到外在光源的干擾..
以下圖來說..就可以看出那個藍色線條完全沒有參考價值, 所以一開始決定用雷射感測器是對的..
就在等待新的感測器送的的同時..一方面開始韌體的設計..一方面又在改外殼..
原本的設計是把風扇和控制器分開..所以一直以來都以這個模式在設計..甚至還訂了矽膠外皮的耐熱線..因為我覺得空氣清淨機這種東西常常會開一整天, 而且是自己一定會先使用, 所以我所有線材, 都使用耐熱矽膠線(雖然知道基本上不太會發熱, 但還是用了耐熱線, 如下圖, 圖片來源:網路).
因為已經開始測試了..發現如果把控制盒和清淨機主體(風扇部份)分開..那麼我還要找個桌子放控制器..太麻煩了..於是再改..
把控制盒放到本體後..也順便加高上蓋(氣流更容易控制)
結果…
哇..不行上面被切掉..重來, 控制部份重畫, 看起來應該OK了.
其實會這麼畫都還要牽就3D印表機的可列印尺寸(早知道就買XL版的)..
好把..外殼先確認..再來繼續Coding.. 也把手動風量功能加進去..
順便測試一下風量變化, 目前我是設定10段風力, 一般自動會在1-9段自動調整, 第10段是全力輸出只有手動可以控制, 另外也計劃設計睡眠自動模式的風力(以靜音為考量)
這個影片可以看出就算在最小風力狀態氣流也是呈現漩渦狀..而且是在有負載(套上濾芯)的狀態下測試的..當然在第5段開始就有點吵了(影片會比較吵, 因為在半夜做的測試, 錄影時會自動放大音量).
正看著漩渦狀氣流出現時…突然想到我的上蓋的直式氣孔設計會影響氣流旋轉…
於是..再度修改…也順便把一些開孔及方便將來列印組裝的切割弄好..
相關連結：
JetAIR 空氣清淨機 DIY開發全記錄-1
JetAIR 空氣清淨機 DIY開發全記錄-3
JetAIR 空氣清淨機預購(蝦皮賣場)
