享受DIY的快乐 篇三:净化器自己做,分享思路和干货
创作立场声明:本文系作者亲自实践总结,欢迎感兴趣的朋友讨论。什么值得买平台首发,转载请注明出处。
全文3876字、21图,预计阅读时间10分钟。
自序
作为一名ZDMer,不可能没听过空气净化器。天天看着各路大神自制净化器,实在手痒痒。经过两年多的思考(主要是懒),最终固定了思路并制作成功。时隔两年之后,整理了本文(主要还是懒)。
本着记录交流的目的,晒出设计思路和制作过程。文章重点记录了设计时各种方案的取舍,文字较多。图片为当年制作时拍摄,角度和清晰度欠佳,为尽力说明问题我会增加标注。
制作方案非主流,欢迎拍砖。
设计
功能设计
动手之前,先要做做功课。查阅网上各种方案,各种功能逐一讨论:
一定要能过滤PM2.5(废话)。
加湿功能尽量带上。
杀菌、定时、WiFi连接等功能,一概不要。
进一步细化功能:
过滤PM2.5,那么HEPA滤网是必不可少的。前置(粗滤)滤网可以有,能对HEPA起到一定的保护作用。除甲醛和活性炭滤网不要,因为家里不是新装修也没有人抽烟,滤网固定结构设计灵活的话可以后期添加。
加湿功能要想实现情况比较复杂,方案众多且各有利弊。超声波加湿电路简单但对水质要求高且容易产生小颗粒污染物;纯净型加湿使用风扇+吸水轮,结构相对复杂;热蒸汽加湿能耗大不适用于净化器。
为了平衡噪音和过滤效率,需要增加调速装置。为了实现简单,使用手动调速。
滤网要方便更换。
净化器应不易倾倒。
外观尽可能简洁。
技术设计
接下来是技术方面的考虑,又是一顿搜索和学习:
风机
常见风机有径流风机(也叫离心风机)、轴流风机、贯流风机(也叫横流风机)。经过网上搜索,总结如下。径流风机的特点是在风阻较大的情况下,仍有较好的风量输出,正好匹配增加滤网后风阻增大的情况;出风方向与进风方向垂直。汇总夏普、飞利浦等净化器的拆机照,常见的产品几乎都是径流风机。轴流风机多用于大面积场所无阻碍的通风。横流风机多用于空调出风口(同样是无阻碍通风)。这里不得不说,小米空净系列确实很独特!
滤网
净化器常用滤网有片状和桶状两种。夏普、飞利浦等的净化器大多采用片状滤网,我理解这样设计的好处应该是考虑到机器的体积(薄厚)和方便更换。而这里不得不再次把小米单独列出来,小米的产品很另类的使用了桶状滤网。这样的好处是:结构简单、成本可以轻松控制,四面进风、过滤面积大;缺点就是产品外形宽和深的尺寸接近,像个柱子一样(其它的产品可以做得显得薄一些),而且产品很难兼顾加湿功能(加湿需求强烈的话,有搜索米皮加湿供参考)。加湿
这个功能属于锦上添花,如果能捎带手实现自然更好。之前对各种加湿有过一定的了解(详情参见《动动手你也行 篇二:DIY暖气加湿盒》),最终选用纯净型加湿。但是加湿盒的布置和加湿网的防霉怎么办呢?反正也是个锦上添花的功能,先放一放吧。
电路
因为是自己动手,一切设计以简单为首要出发点。供电部分如采用电池,则会受到电量有限、需要充电电路等问题,最好选择市电。电机输入有直流、交流两种,直流一般需要电压转换电路,交流则不用。为了风扇可以调速,需要添加调速开关。显示屏等设计一概不要。
材料设计
设计的差不多了,该选择材料了。最主要的三大件就是滤网、风机、外壳。
滤网
滤网可以选择现成空净产品的替换网,也可以自己裁剪尺寸。为了图省事儿,我打算选择替换滤网。前面说过,滤网有片状和桶状两大类。如果选个小米那样桶状滤网再加个风扇,实在没什么意思,所以打算搞个片装的网。面积自然是越大越好。经过一顿收集整理,自己总结了一个表格。考虑到滤网的选择也受到外壳尺寸、是否容易购买等因素影响,所以并不着急抉择。
风机
在前文提到了风机选型需要考虑的因素,最终我选择交流径流(离心)风机。风量和风压都尽可能大,体积和噪音尽可能小。另外就是外壳的两个侧面都要平整(类似笔记本散热风扇),因为一侧要贴合外壳另一侧外面就是滤网,平整的外壳方便布局和固定。可惜的是,很多交流离心风机要么电机部分突出于外壳,要么有加强筋等壳体折线不便于固定。多重条件限制之后,发现可选的并不多。最终收集的一批风机如图。外壳
终于到了本设计最难的地方——外壳选择!外壳不仅涉及到最终成品的视觉效果,还要考虑风机、滤网的尺寸以及滤网的安装更换方式。还有就是外壳的材料要方便加工,同时密封性好。脑海中上述要求揉在一起,近乎无解啊。
思考着各路大神的帖子,一种壳体的形象逐渐清晰了——他就是乐扣乐扣保鲜盒!近乎长方体的外形方便摆放,略带倾斜的四壁可以挤紧滤网密封,塑料材质方便加工,自带锁扣和胶条方便密封。于是在淘宝上搜索乐扣的盒子,购物车里也塞满了各种品牌的盒子。但是,时间一天天过去,竟然没有找到一个满意的盒子——小号的盒子长宽不够,大号的盒子深度又太深了,浪费空间还挺丑。还一个小问题就是这种盒子的侧面往往不是竖直的,而是有点坡度,如果最终立着摆放容易倾倒(当然增加小支架就可以解决)。
乐扣的方案也有人做过:设计简单,施工难度也不大。但我琢磨了一会儿发现它最大的问题就是容易倾倒!风机处在盒子的最顶端,使整体的重心太高。而且风机较重,固定也的要求也高。为了安全起见,风机最好固定在底端,于是有了改进方案。和刚才的方案比,稳定性大大增强,但是需要增加一个导风槽,使得外壳选型和施工难度增加不少。对比两种方案后,觉得先按照简单的方案来,大不了底端增加配重。
淘宝看了一遍又一遍,始终没有完全满意的盒子。一次逛超市,不死心的我又跑到了收纳盒的柜台闲逛。突然一个盒子让我眼前一亮——他就是收纳抽屉!标准长方的外壳,长宽够大深度又不过大,塑料材质方便好加工。抽屉芯儿可以改造成导风槽,最大的亮点是天然带一个进风的大窟窿,还有加强筋呢!唯一缺点就是密封性欠佳,不过可以用胶封堵——玻璃鱼缸还能不漏水呢。赶紧记下型号和尺寸,回家和备选的滤网风机尺寸一对比,可以找到匹配!真实踏破铁鞋无觅处得来全不费工夫啊!
安装设计
外壳定了,接下来开始设计滤网、风机的安装位置和安装方式。为了稳定,风机要固定在壳体底部,用螺丝和金属卡片固定,风机与支架、壳体之间填充减震材料抑制噪音。为了滤网方便更换设计有导轨,导轨用角铝材料,螺丝固定在壳体上。导轨有一定宽度,可兼容一定宽度范围的滤网,太窄的滤网在两侧垫上珍珠棉即可。滤网插入后,顶端的缝隙也用珍珠棉填充。把抽屉芯儿裁断,用来做导风罩,与风机的出风口用螺丝固定。调速可以用家用吊扇的调速器,所以电路部分只有一个调速器和一个电容(交流风机需要,卖家有说明),风机和壳体的剩余空间足以装下。加湿功能也可以兼顾:在出风口的空间放一个盛水的盒子,利用气流加湿。不用担心水干了也不用担心吸水纸轮长时间浸泡滋生细菌,也不担心湿空气经过风机叶轮。另外获得一个意外的技能:盒子还可以放倒,充当送风风扇用(超市卖鱼的地方吹地面用的那种)。所有缝隙用胶封堵。嗯嗯,完美!
开始下单:风机、滤网、盒子、角铝、螺丝、调速器从淘宝下单。由于当时没有投稿意识,所以没有留下全家福的照片,只能用淘宝订单代替了。
制作
先拿盒子开刀。为了安装导轨和滤网,需要先把抽屉外框内测的加强筋磨平。原以为好加工的塑料现在变成了第一个没想到的敌人:用刀吧,有点儿划不动;用电磨吧,盒子开口太小电磨不好施展。靠近盒口的加强筋还算凑合好弄,越往里越难弄!最后决定拆开外框,一是方便打磨,二是方便以后安装风机等部件。
接下来是滤网导轨的制作。材料使用角铝,为了强度足够我选择了3mm厚度。总共下单买1米,请商家切割成两段36cm长作为滤网导轨,剩下的20多cm计划分成小段作为支架固定。此时第二个“没想到”出现——3mm的铝材没想到这么结实!无奈用钢锯一点点磨,终于歪歪斜斜的完成了任务。支架两面打孔,以便上螺丝固定。
接下来是改造抽屉芯儿加工成导风槽。确认好尺寸切割,直接用手锯,切线再用砂轮磨平。结果刚刚锯完,又发生了第三个没想到甚至是让我绝望的情况——切割后的抽屉材料强度不足,出现了明显的弧线,无法与其接触的其它部件密封。由于材料太软,一开始设想的珍珠棉填充也使不上劲儿。既然是强度不够,那就上加强筋。不过硬的东西难加工,好加工的不够硬,这个加强筋上哪找呢?突然,切下的抽屉面板被我相中了。在我的设计中,这部分切下来就没用了。然而面板处因为原厂设计可以保持直线造型,那直接拿过来做加强筋行不行呢?反正也是废物利用,试试呗,况且尺寸刚好合适。用电磨小心切下面板的加强筋部分——一个区字框,和待加强的部位一比,尺寸正好。用螺丝将二者固定起来,之前弯曲的边缘就像是重新恢复了力量一样,又直直的了。缝隙没关系,最后用胶填充即可。这一关又是有惊无险的通过!
抽屉最里面的侧面打洞,将风机出风口固定上。这关没有什么状况发生,顺利通过。风机底部用角铝制作的卡子固定,并用减震材料填充卡子和风机间的缝隙。
使用支架将风机和外壳底板固定,已经能看出雏形了。
壳体的另一侧安装导轨和调速器,还有风机需要的电容,难度不大。直接晒完工图。风机、调速器和电容的接法,按照卖家给出的说明连接即可。
各缝隙打胶,将上下外壳扣在一起,连接处再打胶。完工!
插入滤网,顶部塞入珍珠棉。搞定!
使用检测器试验。滤网前PM 2.5读数61(PM 2.5的读数是检测器右上角的小字。大字是换算后的AQI值,此时对应的读数是82),壳体出风口处的测量PM 2.5读数为38(对应AQI 54)。如果把检测器降低至风机的出风口,PM 2.5读数最低可降至11,不过不好拍照,没有留下照片。
总结
经历了各种波折,一台空气净化器终于完工了。回忆整个过程,就像是西游记一样历尽坎坷。不过这也是DIY的迷人之处——自己动手,享受快乐!最后附上成本表格,价格和型号都是2016年的,供参考。
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土豆新风首席瞎哔哔
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PeterKing
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一个低调的值友
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nator
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金豆儿爹
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高粱地里吃了亏
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值友4300060125
我也常搞点东西。正在弄一套水满自停,成本比买的贵两三倍。
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金豆儿爹
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金豆儿爹
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joyo1
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哥来试试水
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法官
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fujpck2008
只有DIY乐趣了,,,时间成本 制作成本 材料成本,,,从成本上不如直接买个木箱成品了...也只剩 DIY乐趣了...以前还能折腾得动,,现在都懒了,还是买成品省心省力
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奔IV程序猿
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