Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов. | ВесьТоп создание и продвижение сайтов

Поддержка сайта

Высокие позиции в поисковой системе, на прямую зависят от развития вашего сайта.

Продвижение сайтов

Эффективность стратегий продвижения подтверждается сотрудничеством с крупными клиентами и отзывами о нашей работе.

Создание сайтов

Мы делаем сайты быстро, недорого и профессионально. От работы с нами, у вас останутся только положительные эмоции.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Я думал об этом проекте около двух лет и до сих пор не могу найти время. В этом нет ничего сложного или слишком технологичного, и каждый, у кого есть более умелые руки, без проблем сможет это сделать. Я опубликовал весь проект в свободном доступе, и видно, что заказ и покупка всех необходимых компонентов и сборка устройства стоит менее 10 долларов.

Задний план

Я живу в Мумбаи, окна выходят на оживленную и очень пыльную дорогу. С тех пор, как я переехал в это здание, я постоянно борюсь с пылью, которая покрывает все, и я устал от мелких частиц пыли. Ежедневная уборка занимает слишком много времени, которого у меня нет, и в конце концов я решил купить фирменный очиститель воздуха, чтобы использовать в своей комнате. И тогда я подумал — а не смогу ли я сделать что-то подобное самостоятельно? Просмотрел ряд материалов на сайтах и ​​решил сделать ионизатор. Я знаю, что очиститель и ионизатор — это совершенно разные устройства, но об этом речь пойдет ниже. Здесь мы поговорим в основном об ионизаторе.

Предварительные исследования

Ионизатор воздуха на самом деле является генератором отрицательных ионов, которые используют высокое напряжение для ионизации молекул воздуха. Отрицательные ионы или анионы — это частицы с одним или несколькими дополнительными электронами, и их общий заряд отрицательный.

Идея несложная: ионизатор удаляет из воздуха мелкие частицы пыли, придавая им отрицательный заряд, после чего они притягиваются к стенкам, дну или специальному сосуду, которые заряжены более положительно, чем анионы. В конце концов, эти частицы пыли гораздо быстрее оседают в контейнере, расположенном рядом с прибором или прямо на полу, и таким образом воздух очищается. Именно этого мы и хотим добиться — удалить частицы пыли из воздуха, чтобы мы не вдыхали их.

Заводской автомобильный ионизатор воздуха

После 5 минут поиска в гугле выяснилось, что мне нужно собрать устройство с высоким постоянным напряжением отрицательной полярности. До сих пор я не занимался высокими напряжениями, потому что знаю, что это может очень плохо кончиться. Но я увидел, что такую ​​высоковольтную систему можно сделать с помощью умножителя напряжения, что не особо сложно.

Дизайн электроники

Итак, нам нужен умножитель напряжения, и самое простое решение — генератор Кокрофта-Уолтона. Он был изобретен в 1932 году и с тех пор используется в сотнях различных устройств и считается очень надежным решением.

В принципе, схема простейшего умножителя — удвоителя напряжения состоит из двух диодов и двух конденсаторов. На вход подается переменный ток с пиковым напряжением Vp. Первый уровень двух диодов и двух конденсаторов дает постоянный ток с пиковым напряжением 2Vp. Если мы добавим еще один подобный уровень, то получим 4Vp. Вы можете подумать, что следующий шаг даст 8Vp, но нет — он дает 6Vp.

Добавив аналогичные ступени диодов и конденсаторов, мы получим выходные напряжения 2Vp, 4Vp, 6Vp, 8Vp, 10Vp, 12Vp и так далее относительно входа. Конечно, это в теории — на практике потери будут и выходное напряжение будет не таким большим, но для наших целей особой точности не требуется.

Вернемся к нашей схеме: нам нужен постоянный ток с высоким напряжением около 6-7 киловольт. Для упрощения схемы решил подать на вход 230 В переменного тока (это напряжение в индийской сети). Допустим, мы делаем умножитель напряжения на 15 градусов, тогда на выходе мы получим постоянное напряжение 230 В х 2 х 15 — 6900 В (теоретически). Этого достаточно для ионизации.

Я мог бы поставить на вход трансформатор для предварительного увеличения напряжения и использовать множитель с меньшим числом градусов, но это усложнило бы конструкцию. Поэтому остановился на 15 градусах и ввел переменный ток напряжением 230 В.

Пора подбирать комплектующие. Схема довольно простая — два конденсатора и два диода на каждой ступени. Но каковы должны быть их параметры и мощность?

Давайте разберемся еще немного с принципом работы этой классической схемы. Мы видим, что на каждом шаге напряжение диода и конденсатора не превышает 2Vp. То есть напряжение на них не превышает 2Vp и покупать дорогие высоковольтные диоды и конденсаторы не обязательно. А поскольку у нас на входе 230 В, то подойдет любой конденсатор с рабочим напряжением выше 500 В. В нашем случае емкость особой роли не играет, потому что на выходе практически нет нагрузки. Поэтому я остановил свой выбор на конденсаторах емкостью 0,1 мкФ и напряжением до 630 В. Я выбрал поверхностный монтаж, потому что так получаются небольшие и удобные устройства. Я выбрал диоды 1N4007, которые могут работать при напряжении до 1000 В. Итак, основы готовы.

Разработка печатной платы

Мы подключим устройство, и нам понадобится резистор на выходе с достаточно большим сопротивлением, чтобы предотвратить протекание опасного тока через тело человека при прикосновении к выходу умножителя. Я также хочу минимизировать энергопотребление и почти не потреблять электроэнергию. Я выбрал два резистора на 10 МОм (0,25 Вт, точность 1%, корпус 1026), с которыми ток будет в диапазоне микроампер.

Купил комплектующие в магазине LCSC.com. Там дешевле, чем у Digikey и Mouser. Поиск по каталогам показал мне, что резистор 1206W4F1005T5E наиболее подходит по этим параметрам.

Еще хотелось бы поставить светодиод, который загорается при включении устройства, ток которого должен быть небольшим.Я использовал светодиод, который дает очень хороший свет при токе 2 мА. Для ограничения тока я использовал два резистора с сопротивлением 51 кОм (230 В / 2 мА, оба по 115 кОм). Эти два резистора будут рассеивать много тепла (P = I2R: (2 мА) 2 x 51 кОм дает 0,2 Вт). Поэтому я выбрал два резистора сопротивлением 51 кОм / 0,5 Вт. В магазине LCSC это резистор CR1210J51K0P05Z.

Пора подумать, что поставить на выходе. Разобрав несколько старых ионизаторов, я увидел, что нужно использовать что-нибудь острое для лучшей ионизации выхода. Я выбрала иглы для швейных машин, которые впаяла в большую площадь контакта на выходе. Я купил на местном рынке набор этих игл по цене 30 рупий (0,4 доллара).

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Переходим к доске. Для этого использую Eagle. Вот схема:

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

На плате есть две клеммы для пайки кабеля переменного тока, за которыми следуют 15 ступеней умножителя, высокоомные резисторы для ограничения тока, большая медная площадка на текстолитовом выходе и цепь питания светодиода. Все компоненты обошлись мне в 7,8 доллара, самые дорогие — конденсаторы.

Решил расположить все компоненты по длине. В углах проделал отверстия для крепления платы в корпусе с помощью пластиковых саморезов М3. Размеры самой печатной платы 145х40 мм. Слева вход, а справа место для пайки игл. Убедитесь, что указано, как перевернуть диоды.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

А теперь рисуем плату в формате Гербер и отправляем производителю. Я работаю с JLCPCB, которая делает очень дешевые печатные платы. В моем случае одна из десяти таких плат обошлась мне в 0,8 доллара (без учета доставки).

Если вы хотите удалить мое имя, дату и название доски, настройте файлы Eagle Board. Новая плата выглядит очень хорошо. Его можно импортировать в Fusion 360, и вы получите что-то довольно красивое:

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Поставка комплектующих я совмещал с печатными платами, потому что так делают скидку. Все это обошлось мне в 9 долларов, а заказ был выполнен за неделю.

Сборка и осмотр

На изображении ниже показано, что сделала печатная плата JLCPCB. Купил модель ENIG-RoHS, потому что она красивее, хотя версия HASL дешевле.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Пайка всех компонентов заняла у меня около часа. Я купил розетку в местном магазине.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Настоятельно рекомендуется установить защитную панель на компоненты, так как они работают при опасно высоких напряжениях. Я использовал оргстекло толщиной 3 мм, которое скрепил пластиковыми винтами М3 длиной 5 мм. Еще я сделал пластиковые ножки длиной 20 мм.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

К выходу устройства пришила семь швейных игл. Думаю, чем больше игл, тем лучше. Разница в их длине значения не имеет.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

При подключении устройства к розетке должен загореться светодиод и устройство должно заработать.

Соберем ионизатор воздуха по цене ниже 10 долларов.

Если поднести руку к иглам (не трогать их!), Вы почувствуете движение прохладного воздуха. Это отрицательные ионы, образующиеся на кончиках игл.

Чтобы увидеть, как на самом деле работает новый ионизатор, я приготовил прозрачный кувшин, который наполнил дымом и положил внутрь устройство иглами вниз. После включения ионизатора мелкие частицы пыли очень быстро оседали на дно. Вот видео:

Видно, что дым очень быстро рассеивается и частицы сразу оседают. Кажется, есть ветер, но это движение анионов, которые образуются на кончиках игл и быстро перемещают воздух в кувшине.

Убедившись, что ионизатор работает, я повесил его возле окна и оставил включенным. Под устройством и на нем стала скапливаться пыль, которую легко очистить. Если я поставлю два-три одинаковых ионизатора, думаю, вдохну действительно свежий воздух.

Потребление

Ионизатор потребляет очень мало электроэнергии. Светодиод потребляет больше всего — около 2 мА. То есть за один год устройство будет расходовать 230 В x 2 мА x 24 часа x 365 дней = 4 киловатт-часа. Это стоит 4 рупии (0,05 доллара) в год, что немного. Но светодиод можно вынуть из схемы, и тогда потребляемая мощность снизится в 1000 раз и не может быть обнаружена измерителем.

Безопасность

После публикации этой статьи мне стали приходить письма о том, что устройство также может генерировать озон. Но схема генератора озона другая и требует гораздо более высокого выходного напряжения. Лично я не ощущал озона или он настолько низкий, что не может быть обнаружен.

По поводу ионизаторов и очистителей воздуха могу сказать, что ионизатор не может быть заменой HEPA-фильтрам, которые ставятся в очистители. Ионизаторы помогают собирать пыль из воздуха только в одном месте, где ее можно легко очистить — например, пылесосом с пола. Очистители улавливают мелкие частицы пыли из воздуха, которые затем остаются в фильтрах.

Будьте осторожны при использовании ионизатора, так как он имеет высокое входное напряжение переменного тока и высокое выходное напряжение постоянного тока. Не давайте детям!

Читайте так же:
Not found

Нам доверяют

Интернет магазин