自制低成本空气净化设备 篇二：两种简易单向新风机的DIY方法

从上次发DIY净化器的文章以后，看到大家热烈关注和讨论，很受到鼓舞。因决定要制作一个配套的自动控制器，等做了以后发现需要学习的内容很丰富，用去了不少时间。所以对期待新风贴已久的买友说抱歉，让您久等了。

本文的主要内容会介绍2种新风的DIY方法，第一种跟之前介绍的DIY净化器的方法类似，第二种是用国（低）产（价）的净化器来改造成新风，后者的制作方法会简单很多。介绍新风制作方法前先回答上篇中买友集中关心的几个问题，最后介绍下给DIY净化器增加自动控制器的情况。附录1和附录2分别介绍目前常见的灰尘传感器和新风热交换器的内容。

整理照片的时候发现了一张第一次制作的净化器的照片，后来它被改造成了新风1号，累计工作了4个月的时间，hepa还可以继续用。后面的制作流程里面的图是以新风2号为主。

第一部分：上篇DIY净化器中买友关心较多的问题

问题1：风机如何固定在箱体上的

解决办法：在风机的背面您会看到有3-4颗螺丝，用T型扳手或螺丝刀拧下来其中的2个，我测量了一下直径是4mm的尺寸，对照尺寸找2个更长的螺丝，穿过箱体再拧回风机壳体上。这样就把风机跟箱体比较紧密的固定在一起了，透明的箱体操作起来会方便很多。

问题2：选择什么样的调速器

这是我当时购买的调速器，可以看到调速旋钮带有延长线，这样便于主机和调速旋钮做分离固定，现在仍然有售，可以照着图去问商家。

问题3：窗户密封的方法

家里是塑钢的推拉窗，我从xx购买的窗户密封条，一面是毛刷，一面是胶。把它粘帖在了推拉窗和窗狂之间，起到密封的作用。注意密封条厚度的选择。安装时不一定需要将密封条完整的压住，从使用体会看，压住一点点就可以了,一开始的时候由于压住太多，导致开窗户非常费劲，阻力过大了。

问题4：关于连线的顺序问题

从电源出来12v—》电源开关》---调速器---》风机这样的顺序。开关可以省略，调速器上标明了输入和输出及正负，照着接就行了。对于风机和电源的正负，如果您没有万用表，可以破拆开电源线，最中间的线缆是正极，另一条是负极。对风机的电源输入端，看线的颜色，红色为正极，蓝色为负极，或者请卖家协助标记好。

第二部分：DIY简易新风系统

DIY方法1、使用储物箱进行制作

材料与DIY净化器材料基本相同，主要有几点变化：

1、箱体要更大的箱体，以便容纳中滤、粗滤等，箱体和盖子之间要易于密封，防止室外空气直接进入。

2、60mm直径的不锈钢管一根，用于穿过墙体，我是利旧的一个空调孔，孔径是60mm，这个可以根据您的条件灵活变化。

3、60mm直径的可伸缩铝制风管，用于连接箱体和不锈钢管，铝制的管道的优点是没有异味，缺点是螺纹结构引起了风燥。

4、中空瓦楞板，用于在箱体内构建一个平面，隔离风机和滤芯，产生吸力。优点是好裁剪，缺点是硬度不高，我叠加了2层来使用。

5、椰汁包装盒一个，做一个简单的变径器，用于将方形的风机出口适配到圆形管道。

一、制作流程：

1、先固定风机到箱体底部（方法参考上面的问答中），并给风机出风口做一个方转圆的配件。有了这个配件就可以将方型的风机出口与圆形的管道连接到一起，密封仍然采用热熔胶。材料使用的是饮料包装，内有铝层，韧性较好。

2、在箱体中部构建一个平面，中空部分的尺寸参照滤芯进行制作。平面的构建主要是为了托起滤芯，使得底部的风机与滤芯之间构成一个密闭空间，从而产生吸力，密封仍然使用热熔枪。中空瓦楞板的强度不高，您可以考虑强度更好其他的材料来做，当然强度更高也可能意味着裁剪尺寸会更大难度。

3、用珍珠棉在该平面上粘一个四面的空间起来，宽度和长度跟滤芯一致或略小。这个空间的作用是装入滤芯，让进入的空气从滤芯穿过上一步骤支撑平面到达风机，从而实现过滤效果，所以对这个珍珠棉构成的4面空间的密封要更仔细一些。

4、装入中滤2和hepa滤芯，跟DIY新风的材料相同，此时就基本达到了自制净化器的效果了，只是新风的工作环境的灰尘更多，要对粗滤和中滤的施工。

6、 给箱体和盖子之间做密封，然后在盖子挖个方形的孔，也用珍珠棉做一个四面封闭的空间，将粗滤和中滤1（汽车空滤）装入。从后来的使用经验看，这一步骤的粗滤和中滤承担了大量的大颗粒灰尘的过滤，对箱体内的中滤2和hepa起到了很好的保护作用，参考下面的图。

7、装配好的样子，这是1号刚做好时候的样子，因为风机固定没有按照上面的方法已经牺牲了 。

8、管道施工比较简单，用卡箍将管道与通风管连接起来即可。

9、用一个宜家的包装盒做了一个控制盒子，把开关和调速器移到盒子后，加了一个电压表美观效果。

二、diy新风的测试

仍采用dylos进行的测试，具体测试图就不上了，首次测试pm0.5和pm10的去除率为63%和80%。对密封进行了加固以后，可以达到83%和96%的水平。衡量新风的主要指标是室内二氧化碳浓度，借用远大净化器上的二氧化碳显示，无新风时经常超过1000ppm，开新风可以控制在900ppm以下。

后来又制作了一个简易过滤箱，加在室内的出风口，仅在重度污染的天气时候使用，再次通过hepa进行2次过滤，输出足够低。

三、diy新风的体会

1、 制作过程比较繁琐，可改进的地方非常多，您可以根据材料来重新设计。

2、有了新风机以后，净化器就比较少用到了，这应该与新风送入的空气比较洁净相关，进入室内的洁净空气可以帮助降低室内的灰尘浓度，当然它也降低了室内的二氧化碳浓度，所以新风应该是个很好的方向。

3、没有加入热交换，进风的温度跟室外温度差不多。成品的新风机大多都具备热交换功能来平衡进入室内的空气温度与室温差距大的问题，后面会补充介绍一些。

3、粗滤要经常（每周）进行清洗或更换，容尘量比较低，不及时维护的话会引起室内进风量减小。下图是3层粗滤叠加，一周后拆下来拍照的。

DIY方法2、使用净化器进行改造

1、 有一台便宜的国产净化器

2、 在面板上挖个孔，加上一个弯头

3、 把面板和净化器之间，其他漏风的地方用珍珠棉封起来，这样净化器的进风就都从弯头进入了。

4、 弯头连接到管道以后，从室外吸入风，经过净化后，排到室内。

5、 测试数据翻了一下没有找到记录，印象里面可以达到90%以上，毕竟它还是台净化器。

diy净化器改造新风的体会

1、需要注意的地方主要在于滤芯的选择上，粗滤和中滤必不可少，这样的话，未必有足够的空间来安装，可以选用尺寸更大的变径管或者新型材料，总之不能省略。

2、制作方法相对第一种要简单不少。同时对密封的要求不高，对室内空气而言，它是净化器，对室外空气而言，它是新风机。

三、DIY净化器的改进，增加自动检测和控制功能。

上次的文章里面，借鉴到评论的朋友的建议，开始制作一个box控制设备，根据空气中灰尘的浓度来自动启动(或关闭)净化器。具体原理是当它检测灰尘浓度超标时候，能够给出一个控制信号给控制器模块，控制器模块通过闭合继电器达到控制者净化器的供电，当浓度下降一定幅度后，box自动给出关闭信号指示控制模块停止供电.这样就达到了节能的目标。节能在当前以燃煤发电为主的现状下，对改善空气质量还是有意义的。

可以想象一下，虽然室外中度污染，但当您下班回家时，室内空气妥妥的的感觉 。

最终DIY后的样子和界面，加入了温湿度，准备在冬天的时候再用它来控制加湿器，利用它的湿度数据做自动控制。

把它用USB线连接到电脑，数据可以读取出来上传到物联网网站，都是免费注册的，然后就可以远程访问了，包括微信。

先上一段改造好的演示视频，拍摄视频的时候楼主自己吸一口烟（日常不吸烟）喷向检测仪，并把检测仪设置成按照实时值来判断是否要启动。正常工作模式下会设置成一段时间的均值来做判断，更加合理。

谈一点DIY控制器和检测设备的体会：

1、DIY控制器的过程中的感觉就是知识更新很快，现在基于arduino开发要比读书时代的51单片机简单，各种传感器也能非常方便的接入到arduino的开发平台中。感兴趣的可以学习一下。推荐2本书，分别是《Arduino程序设计基础》和《Arduino技术内幕》。

2、PCB的设计对初学者比较复杂，虽然有读dxp的教程，但我还不没有学会。可以从万能的xx找到比较专业的人士来帮你完成。

3、能用PCB焊接的情况下，就不用面包板，后者会带来很多奇怪的故障，PCB小数量的制作用嘉立创做就可以，50块人民币可以做10块，做实验足够用了。

4、数字电路的开发同样需要注意滤波、退耦这些基本设计，总之良好的PCB硬件是基础，在它的性能（主要是供电参数达到传感器要求）达标的情况下，软件的设计就会非常非常的重要，最好的软件设计就是使用者快速上手，简单方便。

提前准备2个可能会被问到的问题：

问题1：夏普2代比1代的先进么。

看这个问题面对的对象，对用户来说两者基本相同，包括两者的外观、原理、量程、电压与浓度对应关系。但对传感器的开发者，夏普1代的传感器有3个小的难点会对初级开发者造成困扰，分别是电路滤波设计、时序算法控制、无尘电压校准。夏普2代的开发只需完成电路设计，不过也要付出成本+20RMB的代价。

问题2：如果自制检测设备要注意哪些问题

1、务必重视PCB的稳压滤波及退耦设计，确保达到传感器要求的供电环境。如某颗粒传感器datasheet中要求30mv电压波纹，那在电路设计时就必须达标，否则输出数据可能会出现不同供电下差异很大，或者使用时数值忽高忽低。

2、不要通过拧传感器上的螺丝的方式来进行校准，从几家传感器的材料看，这些传感器已经在出厂时进行了校准，不再需要个人去调节电位器。拧动螺丝会改变传感器的输出量程发生明显的变化。可以通过软件自学习算法或增加校准值输入电路来解决。

3、传感器的安装方向是有要求的，对神荣和三赢来说比较好理解，进气口在下面，出气口在上面，加热电阻带动空气从下向上流动。但对夏普为例，它要求装配时，连接线插座位于通气孔的左侧，插座引出的排线向下，这是其结构决定的，光源和感应器都位于传感器的顶部，这样安装可以避免灰尘附着。

厂家文档里面的截图：

4、尽量读传感器厂家的文档，即使是是英文的，也要读最新的版本。中文文档有些翻译内容不全。上面的校准和装配方向两个问题在英文文档中有详细的说明。

附录1：热交换器对新风的重要性

什么是热交换？

最常见的热交换器就是北方家庭冬天采暖使用的暖气片。参与热交换的双方是室内空气和暖气片中的热水，暖气片是传导介质，材料类型很多。新风里面使用热交换器远离跟它是相同的，参与热交换的是室外到室内的进风和相反方向的排风。如冬天室内外温差大的情况下，室内温度高，室外温度低，如果没有热交换器，室内会不停把室内的热气排出去，同时把外面冷的空气送入室内，这样室内的温度会下降的很快，人体会感觉不适，浪费了很多取暖的能量。有了热交换器，排气可以把热量通过热交换器传递给进气，改善进气的温度。

工作原理

可以参考下图，进风和排风通过热交换器进行热交换，参考暖气片的选购和使用经验，热交换器的材质、接触面积是两个主要的衡量参数，铝的材质的热传导效率相对较高，材料也轻。在同样接触面积的情况下，风速越低，热交换会更加充分，整体上仍然遵循初中物理的Q吸=Q放的公式。

高效无管道新风

通常认为，新风机要在装修时吊顶铺设管道，对已装修的家庭很难再铺设管道。无管道式新风也有成品在市场上销售，类似壁挂空调，透过1-2个通气孔与室外进行热交换。也开始高净化效率的新风产品出现，这类产品融合了净化器的高净化效率和新风机的热交换+换气的优点.例如下图的设计。点击无管道新风搜索。

附录2：关于常见的灰尘传感器的简单介绍：

常见的低成本灰尘传感器就输出信号的形式包括两类，夏普1代和夏普2代是其中一派，输出电压信号的高低来代表浓度的变化，价格在30-50左右，简称为电压派。另一派是神荣、三赢为代表，输出高低电平交替的信号，高低电平的比例变化来代表浓度的变化。价格在30-80之间，简称为方波派。

从信号模型上看，您可以在任何的时间读取到一个电压信号，但需要一个时间周期，才能读取到高低电平比例的变化，所以电压派的传感器适合频繁读取，电压派的官方文档采样最小周期为10ms（每秒100次），方波派的的这个周期是30秒，如果缩短读取周期，可能检测不到方波信号。

从功耗上看，电压派的功耗大约为20ma，方波派为90ma左右，功耗的主要差异在于气体流动方式不同，电压派是前后通气孔，依靠空气自然流动。方波派是高低2个通气孔，内部有加热电阻对空气进行加热，来让空气进行流通，电加热消耗了较多的能耗。所以从外观部分很容易分辨出来电压派还是方波派。功耗的不同，对电池供电的使用场景有比较大的影响。

从供电的要求看，方波派对供电电压要求比较高，要求电压波纹不能超过30mv，否则会引起输出信号的准确性明显变化，为了达成这个目标，要从供电电源选择和电路滤波退耦设计等方面入手。电压派的文档中对电压波纹在datasheet中并没有注明，从测试的情况看，增加稳压滤波的电压派传感器在充电器、电脑USB、充电宝下均可以正常工作。除了稳压滤波这些基础设计，PCB设计中的元器件摆放、干扰屏蔽和布线设计也很重要。

无论是方波派还是电压派都是廉价传感器，可根据使用场景进行选择，他们都是LED光源。激光传感器更加适合进行颗粒物直径的分割检测，以dylos为代表，但2k左右的价格对家庭用户来说还是稍高的。随着激光传感器的规模生产和成本下降，预计激光传感器的灰尘检测仪将会更加的普及。对普通用户而言，空气污染指数和计重（ug/m3）方式仍然会是主流，更加易于理解，对专业研究人士而言，配置激光传感器的颗粒计数更加适合量化精确计算。

最后晒一下给380t配的新伙伴，此君牺牲过一次，撞倒了花瓶，水洒了一地自己吸了进去。。。。。修理费花掉了一台380t，各位用扫地机的务必注意，避免楼主水淋淋的悲剧重演。

DIY净化器和新风机的文章暂告一段落，希望对您有帮助，大多数内容从自己动手的经历和主观判断出发，难免不够准确，还望谅解。暂时没有下一篇要写的内容，如果有新的idea一定及时来分享。