自制空气清净机，可以依照自身需求完全客制化！

这个计划其实已经进行好一段时间了，最主要开始的原因是因为我常在工作室内搞一些药品，会产生烟雾状的物质，

或是锯木头产生的粉屑，当然还有空气中的落尘跟猫毛～

原本是想直接买台清净机就得了（小米清净机之类），但因为先前的某个实验买了几组HEPA滤网到现在都没用到，

因此就想：不如直接组成一台清净机吧！

清净机之所以能够达到洁净空气的效果，主要就是以滤网来过滤脏污，因此HEPA滤网通常占了机器的3～4成的价格，其余的还有静电吸附、水过滤之类的，

当然若你需要杀菌，额外加上杀菌力强的紫外线灯管就会非常有效。我工作时因为研发需要培养细菌，在实验过程中，通常照过紫外线的器皿或是直接对细菌照射，九成以上的细菌都会死亡。

若身处于化学物比较多的空间，推荐可以加上椰子壳活性碳来吸附异味，或是加上活性碳滤布也可以。因为椰子壳活性碳吸附能力很强，我曾经把可乐倒进活性碳堆内，可乐的确会由黑转变成透明液体。

 

此次几乎都用一些简单材料来制作，电路特别选用一个简单的作法来控制风扇转速，

所以没有经验但是有兴趣的朋友都可以一起做做看！

 

难易度

★★☆☆☆

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怎么做

概念其实非常简单，将空气完整的抽进来再透过过滤网送出去就行了！

不过设计上需要考虑滤网与风扇的强弱配置，因为这两个因素会影响到换气量。

	滤网	风扇
面积小	体积小、增加抽气阻力	耗电量低、噪音小、抽气能力低、换气量低	动力低
面积大	体积大、减少抽气阻力	耗电量高、噪音大、抽气能力高、换气量高	动力高

 

换气量是什么意思呢？就是这台机器可以在多少时间内，把整个空间的空气循环过一次。

一般市面上的空气清净机大致都会标示可适用于多少坪数，这是选择过滤机的主要考量，

所以当你把小机器放到大坪数空间使用时，就必须要花更多时间才可以完整地过滤整个空间的空气。

 

抽风机或是框形风扇（电脑风扇），大部分都有标示空气流量CFM大小。可以借由这个数值去换算换气量（请直接google"换气量换算"，网路上目前资料很多可以参考），

但是因为滤网会增加空气流过的阻力，所以空气流量大小可能会低于规格上所标示，因此可以利用增加滤网面积来减少空气阻力，而达到所标定的换气量。

 

我一开始是使用2片HAP-801APTW ： 台达ffb1212sh 风扇1颗，流量约115cfm ，后来觉得吸气阻力太大所以改成4片滤网对一台风扇，差不多有9成的流量，使用流量计测量风量

下图中棕色是个框架，我利用3D列印印出来的，让过滤HEPA可以安稳的卡在上面，且脏污时可以拔下在换上新品。

 

使用一个保鲜盒当成内部过滤盒，外表要将滤芯镶嵌上去！HAP-801APTW的滤芯 （约 24.7*120*35 mm）

设计时考虑到必须要可替换滤芯的需求，所以使用3D列印框架，将框架安装于大保鲜盒上（PE质）。

框架安装必须用到液状的接著剂，推荐使用市售的矽力康，若不方便取得，也可以使用热溶胶填缝黏著（但是用量很多就是了）。

 

接下来是控制元件：

我还是用老方法，使用Arduino pro mini 当控制器，配合GP2Y1051AU0F侦测粉尘量来决定要控制风量转速大小。

另外，还需要配合一颗按钮用于设定及其他的作用。本来是想连接蓝芽或wifi模组来个远端控制，但这样稍嫌复杂，还是等往后有机会再来升级。

这一次我不使用PWM控制模式来控制风扇，原因是因为低速时风扇会发出高频的噪音。

所以我利用二极体会削减电压的特性（导通的电压约-0.7v），利用不断的串连，而产生各种不同的电压。

虽然以效率来说不是很好，但其实还满稳定的啦。

 

最后我弄了一组滑块与步进马达，利用滑块滑行的位置改变，使得导通二极体的数量不同，产生不同的电压，就是一种可变电阻的概念运用。

这个东西......我边做边笑～因为觉得很有趣、满好玩的，虽然有点白痴 XD

 

主体后面就是藏著驱动步进马达的模组

 

在旋转时螺丝最好上一点螺丝胶，防止旋转时松动

我是利用Arduino Pro mini 来控制步进马达的位置，利用热溶胶安置在侧面。

接线方式没有什么特殊的作法，就依照程式的定义，把线焊接到相对的PIN脚上即可。

比较少拿焊笔的朋友，可以另外买2.54mm针脚母座，先把其他零件及母座焊上电路板上，

最后在插上Arduino Pro mini 这样就不怕焊到过热而烧掉晶片

我的供应电源是使用外接硬碟的Power Supply 接头是使用 大 4 Pin ，基本上电源输出能力都有2A左右，而且都带有+5v的部份，真是恰到好处！

除了控制电压以外，我另外又买了现在流行的粉尘侦测模组GP2Y1051AU0F，把它也加入这个控制系统内。

可以借由侦测到的数值回馈给Arduino Pro mini ，在借由这个回馈依据去调整转速

买来时只有主体，我另外设计了一个基座套在它身上，方便我固定在其他位置

 

完成电路后，我另外又印了一个盒子把它装起来，因为有机构在内部运转时必然会产生粉屑，所以能挡尽量挡

最后我需要找一个漂亮的盒子来把这些零件通通放进去！

于是有一天我去逛IKEA发现了一个好物："GIGANTISK 按压式垃圾桶"

就是垃圾桶！没错它就是垃圾桶，当下觉得好漂亮又适合，就立马买了！

一直催眠自己，若改日把这个专案拆掉时，这个垃圾桶还可以拿来当洗衣篮、杂物桶、边桌等，所以很划算的～

 

垃圾桶本身是没有洞的，但是要让空气流入必须要挖洞，所以我们必须花一点时间在上面打孔。

首先使用美纹纸胶带在底盘背面贴满，并用麦克笔划出格子。

使用麦克笔在上面划线，这样可以免除画错的尴尬问题。

 

最后用M10 钻头，在格子交叉处，也就是我们需要钻孔的地方，一个孔一个孔的钻，钻完之后撕掉胶带，并用美工刀把孔洞上的毛边去除，以免割到手而受伤。

 

打完之后必须要把电路安置在内部，利用束线带将需要固定的控制盒固定在底盘。

 

安置GP2Y1051AU0F需要注意，要找个妥当位置，让空气流过中间侦测孔时不会有阻碍。

我是固定在侧边的面板内墙上，固定前记得先挖洞，再把中间的孔洞对准感测器中间的孔洞固定好。

另外配置了一颗按钮，这个需要安装在上盖附近的地方，不然按不到就没意义了，至于按钮的功能是用来配合程式内的一些功能。

目前按钮可以用于：

• 重置机器状态
• 关机讯号送出
• 其他.....乱七八糟的运用

把所有东西都配置进去后大概是这个位置

但是我发现空气过滤箱太低了，导致气流有一部分在内部不断循环，所以我需要想个办法把中心的过滤箱提高！

某天中午去便利商店买饮料时，刚好想到的点子

利用一些保特空瓶黏在底部，就可以把过滤箱提高了

 

3D零件下载请点我

 

以上大致是硬体设置，过程中使用热溶胶固定，好处是万一这个装置不需要用了，想要回收把外壳（垃圾桶）挪为它用

就可以比较轻易的拆下，但是热溶胶固定能力跟面积有关系，面积越大越牢靠所以挤出胶的时候记得不要手软阿！

 

后续再来详解设计的程式与用法！欢迎大家继续追踪！

 

材料

• 硬体
  • IKEA GIGANTISK 按压式垃圾桶    约1200元
  • 3D列印零件    自己印约100元
  • 大型保鲜盒    约150元
  • HAP-801APTW的滤芯    相容品约750元
  • 台达FFB1212SH 风扇    约250元
  • 外接硬碟用电源供应器    约150元
• 电子
  • Arduino pro mini    约70元
  • 洞洞板    约15元
  • 排插母座    约15元
  • 电线    约30元
  • 无锁开关    约5元
  • 1N4007二极体    约30元
  • 10k 欧姆电阻    约1元
  • 28BYJ48 步进马达+模组    约80元
  • M3 长度 60mm    约20元
  • M3 螺帽    约5元
  • 大四Pin插座 公/母    约5元