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基于Arduino的迷你空气冷却器

发布时间:2021-08-24
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基于Arduino的迷你空气冷却器

发布时间:2021-08-24
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下面的教程我想给大家展示由喷气涡轮机提供动力的 3D 打印的迷你空气冷却器 。

所以这里的目标是制造一个小而强大的空气冷却器,它利用水来冷却由喷气涡轮机输送的空气。

在这个项目中,我将通过几个简单的步骤向你们展示我如何准备这个空气-水冷却器。

零件清单:

  • Arduino
  • 无刷电机
  • 12V 锂离子电池组
  • 电位器
  • 面包板
  • 3D 打印零件
  • 盖子
  • 主体
  • 涡轮接头

第 1 步:序言、基础知识和内容 

我想创造一个便携式迷你冷却器,它利用水来冷却,由直流风扇输送的空气。

该项目利用蒸发冷却的概念,其中水的蒸发用于冷却空气。

水从暖空气中提取热量并开始蒸发,留下凉爽、新鲜和潮湿的空气,这些空气通过风扇吹入房间。

对于这个项目,我可以使用普通的电脑风扇,但它们很转速不高,不适合快速吹气,因此,我有一个想法,可以在几个月前制作的这个项目中使用我的 3D 打印喷气涡轮机。

我首先在fusion360中设计了一个以方形为模型的基体,我将涡轮以一定角度放置在主体的一侧,这样空气就会直接吹入其中。在正面,我做了烤架让空气通过。基体将容纳水,涡轮机将从外部向其吹送热空气。我使用了 15% 填充的 PLA,但您可以使用任何材料,因为我们不处理热量或可能使塑料翘曲或变形的东西。

此外,这个项目需要一个防水和水密封的底座来保持水,所以层高是这里的一个重要因素。为了使这个模型水密封,我只是将层高从 0.2 毫米减少到 0.16 毫米。3D打印底座后,我通过将水倒入其中来测试其保水能力,并确定没有泄漏。此外,这里有一个防水 3D 打印件的快速技巧,只需用金属或塑料涂料喷涂即可!

第 2 步:3D 打印喷气涡轮机结构

以下是您需要 3D 打印的 Jet Turbine 部件。

  • 喷嘴
  • 压缩机
  • 电机座
  • 涡轮机

这个 Jet Turbine 由通用 BLDC 电机(橙色电机)提供动力,我首先在 fusion360 中建模了一个风扇叶片,然后我在它周围准备了一个电机。*以下源文件仅供参考。

第 3 步:总体设计和预组装

至于这个项目的设计部分,我在Fusion360中建模了全部内容。

我之前已经对 Jet Turbine 进行了建模,所以我只是将它导入到我的设置中,并根据涡轮机的角度设计了主体。空气将通过涡轮机吹入主体内部,内部的水将使其冷却。

第 4 步:组装过程

这个项目的组装过程非常简单,

  • 我首先从基体的 Grill 中移除了支撑材料
  • 我在四颗 2.2 毫米螺丝的帮助下将涡轮机盖与基体连接到指定的位置/位置
  • LID到水轮机顶盖使用两个2.2毫米X 10毫米的螺钉举行LID在它的地方
  • 最后,我将之前准备的 3D Printed Turbine 添加到此设置中
  • 该涡轮机将直接在水轮机顶盖部分。为了增加整个涡轮接头的强度,我在涡轮和它的固定部分之间添加了热胶

现在我们将微控制器和 ESC 添加到此设置中以运行它。

第 5 步:使用 BLDC 电机连接 Arduino 和 ESC

对于电子设置,我使用了一个与通用 ESC 连接的 Arduino Nano 来控制 BLDC 电机。我使用 12V 锂离子电池组为该设置供电

根据以下引脚排列连接所有东西

  • VCC of ESC to Battery +ve
  • GND of ESC to Battery -ve
  • Signal wire of ESC to D6 (use any GPIO with PWM out for this Pin)
  • 5V of ESC to 5V of Arduino or VCC
  • GND of ESC to GND of NANO
  • POT VCC to 5V of Arduino
  • POT Signal to A0
  • POT GND to GND of Arduino

接线后,将附加的代码上传到Arduino

第 6 步:测试冷却器

至于测试冷却器,我在基体中倒入了一些冷水和几块冰块,几乎将其填满了架子下方。

我设置了一个恒温器来测量架子前面和冷却器背面的温度。首先我以最低速度为电机供电,然后慢慢增加涡轮机的速度。涡轮加速,这大大增加了气流。这会导致水从架子喷到基体外部。为了减少这种情况,我们可以减少基体内的水量但无论如何,在让冷却器运行 2-3 分钟后,我读取了温度读数。

背面温度读数 - 19-20 °C

正面温度读数-17-18 °C

如果我们连续运行冷却器超过 5 分钟,前面的温度读数会少得多,但我想最终结果还可以。

第 7 步:结果、结论和改进

希望您能喜欢我的项目

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