Как сделать мини пылесос для клавиатуры компьютера, работающий от USB

Моей целью было создать небольшой пылесос для клавиатуры, чтобы справиться с беспорядком на моем столе, с которым мне пришлось столкнуться, после того, как я часами делал вещи из пластмассы, дерева и электронных компонентов.

Мне нужно было маленькое и эффективное устройство, чтобы убрать этот беспорядок, поэтому я решил спроектировать и сделать свой собственный мини пылесос для компьютера.

Этот мини пылесос очень полезен! Теперь я могу легко чистить клавиатуру ноутбука, стол и все мелкие хрупкие предметы, которые я собираю.

Шаг 1: Материалы и компоненты

Для этого проекта вам понадобятся следующие детали и инструменты:

• супер клей
• отвертка
• 6 винтов (я нашел их в старом CD-приводе)
• скальпель / резак
• плоскогубцы
• кусачки
• наждачная бумага
• термоусадка (диаметр 4 мм)
• паяльник
• припой
• штангенциркуль
• 1 двигатель постоянного тока RE-140 (я выбрал этот двигатель, потому что он очень распространен, и его легко найти в старых игрушках. Если вы решите использовать другой тип двигателя, не забудьте изменить файлы SolidWorks)
• старый USB-кабель Apple (от IPhone 5 или более поздней версии)
• выключатель (6 * 12 мм)
• фиксаторы LEGO
• гибкая трубка (я использовал старую гибкую трубку из набора LEGO)
• чайный пакетик (для фильтра)
• 3D-принтер / сервис 3D-печати

Шаг 2: Как работает пылесос

В большинство пылесосов пыльный воздух всасывается в мешок для пыли вентилятором, приводимым в движение электродвигателем; затем он фильтруется, и пыль остается в пылесборнике, в то время как очищенный воздух выбрасывается наружу.

В пылесосе, который я разработал, пыльный воздух направляется прямо в фильтр, который задерживает пыль, а вентилятор всасывает очищенный воздух и направляет его к верхней части пылесос и выбрасывает его наружу.

Теперь, от теории к практике, сделайте свой собственный напечатанный мини-USB пылесос!

Шаг 3: Проектируем турбину

Давайте начнем с проектирования одной из самых важных частей в пылесосе: турбины.

У меня в ящике для инструментов уже было несколько турбин от ручного пылесоса, но они не соответствовали моей цели. Поэтому, чтобы спроектировать турбину и другие детали, я решил использовать программное обеспечение Solidworks,.

Замеры габаритов двигателя и определение вида будущей турбины — это первые шаги, перед которыми начнётся проектирование в программном обеспечении.

Закончив замеры, я могу начать рисовать турбину в Solidworks:

• Сначала я сделал эскиз нужной турбины, а затем сжал эскиз до 10 мм.
• После этого на верхней поверхности я нарисовал круг и сжал его, пока нижняя часть не стала толщиной 2 мм.
• Чтобы усилить вентилятор, я расширил базовый цилиндр на 4 мм.
• После этого я выдавил самую центральную часть и сделал ямку, чтобы вставить ось мотора.
• Наконец, для усиления турбины я создал 2 мм кромки между каждой лопастью и основанием.

Шаг 4: Остальные части

Остальные части создаются аналогичным образом — с помощью вытеснения, вырезания областей материала и желобков.

Данный мини-пылесос состоит из 7 печатных частей:

• верхняя крышка
• держатель мотора
• 1я часть турбины
• 2я часть турбины
• крышка турбины
• держатель фильтра
• пылесборник

Я добавляю к этой инструкции все созданные для печати частей файлы .stl. Если вы хотите изменить детали (использовать другой двигатель, другой USB-кабель и т.д.), я также включу файлы SolidWorks, так что не стесняйтесь использовать их! Файлы

• top_cover.stl
• motor_holder.stl
• turbine_part1.stl
• turbine_part2.stl
• turbine_cover.stl
• filter_holder.stl
• dust_tank.stl
• top_cover.SLDPRT
• motor_holder.SLDPRT
• turbine_part1.SLDPRT
• turbine_part2.SLDPRT
• turbine_cover.SLDPRT
• filter_holder.SLDPRT
• dust_tank.SLDPRT

Шаг 5: У вас нет 3Д-принтера – это не проблема

Если у вас нет 3D-принтера, это не проблема!

В настоящее время есть онлайн-сервисы 3D-печати, которые позволяют вам найти 3D-принтер для печати ваших деталей! Также вы можете просто поискать аналогичные организации в вашем городе.

Шаг 6: Подготовьте 3Д-принтер

Если у вас есть 3D-принтер, очень важно подготовить его к печати. Полная проверка принтера помогает избежать многих проблем, возникающих при печати. Количество PLA или ABS должно быть достаточным для печати детали, нагревательная пластина должна быть активной и чистой. Есть много параметров для проверки!

У меня нет собственного 3D-принтера, но я могу использовать 3D-принтер, принадлежащий ассоциации электроники, к которой я принадлежу.

Вот небольшой трюк, который я узнал, общаясь со специалистами по 3D-печати: если вам нужно напечатать хрупкую и тонкую деталь (например, турбину), очень важно, чтобы деталь прилипла к пластине. Но знаете ли вы, что ABS и PLA-пластики очень хорошо прилипают друг к другу? При печати с использованием PLA, тонкий расплавленный слой АБС на нагревательной пластине будет удерживать деталь на пластине.

Чтобы сделать жидкий раствор ABS, смешайте маленькие кусочки ABS с ацетоном в стеклянной посуде. Затем нанесите раствор на стеклянную пластину, которая будет помещена на нагревательную пластину.

Шаг 7: Все готово к печати

Теперь вы можете распечатать детали, необходимые для этого проекта.

Я использовал самодельный Prusa I3, принадлежащий ассоциации электроники, в которой я состою. Для управления 3D-принтером я использовал бесплатные программы Repetier и Slic3r.

После нескольких проб и ошибок, 3D-принтер может печатать детали с хорошей точностью.

Шаг 8: Подгоняем части

Прежде чем приступить к сборке верхних и нижних частей пылесоса, убедитесь, что все детали совмещаются.

Напечатанные части должны совмещаться, как в сборке Solidworks. Непечатаемые детали (например, мотор, USB-кабель, коммутатор) должны помещаться в соответствующие слоты.

Если это не так, используйте наждачную бумагу и скальпель / нож, чтобы расширить или уменьшить отпечатанные части.

Шаг 9: Собираем верх пылесоса

Первым этапом сборки является сборка турбины. Объедините turbine_part1 и turbine_part2 и склейте обе части с помощью суперклея. Добавление супер-клея на лопасти каждого винта позволяет значительно укрепить винт.

После того, как турбина полностью приклеена и собрана, мы можем сосредоточиться на питании пылесоса. Пылесос использует двигатель постоянного тока с питанием от USB-порта компьютера, который может выдавать максимум 5 В и 500 мА (достаточно для привода двигателя). Разрежьте кабель IPhone на телефонном конце кабеля.

Кабель USB имеет 4 провода: один зеленый, один белый, один красный и один черный (или бесцветный). Зеленый и белый провода — данные, и они нас не интересуют. Красный провод подключен к 5В, а черный провод к земле.

Пропустите кабель USB через отверстие в держателе мотора, затем обрежьте белый и зеленый провода с помощью кусачек. Последовательно спаяйте красный и черный провода, двигатель и выключатель (см. схему). Используйте термоусадку, чтобы усилить припои и соединения в цепи.

Затем вставьте двигатель постоянного тока в его гнездо в часть держателя двигателя, а выключатель в его гнездо в верхней части крышки. Объедините две части и прикрутите их вместе, используя 2 винта и отвертку.

После этого установите предварительно собранную турбину на ось двигателя и склейте их вместе. Турбина затем накрывается частью крышки турбины, которая привинчивается к держателю двигателя двумя винтами.

Наконец, USB-кабель наматывается вокруг части держателя двигателя, а USB-штекер вставляется в его гнездо на верхней части крышки.

Дополнение: добавление конденсатора и диода может значительно повысить безопасность пылесоса, предотвращая возможные скачки тока, которые могут спалить порт USB. У меня никогда не было проблем с моим пылесосом, но во избежание каких-либо инцидентов рекомендуется добавить эти два компонента.

Шаг 10: Собираем низ пылесоса

Пришло время сделать фильтр для мини пылесоса. Для этого я использовал чайный пакетик: разрезал нить, которая закрывает чайный пакетик, и развернул его. Высыпьте чай в емкость, позже на нём будет удобно проверить всасывание пылесоса. Затем осторожно расправьте пакетик.

После этого загрузите и распечатайте файл шаблона фильтра, приложенный к этому шагу: используйте его, чтобы правильно обрезать фильтр. Затем обрежьте его по большой линии диска и обмотайте ее конусом вокруг пальца. Вставьте его в часть держателя фильтра и приклейте суперклеем.

Затем приклейте самый маленький диск в нижнюю часть держателя фильтра. Наконец, вставьте фиксатор LEGO в отверстие в держателе фильтра, которое прикручивается к части пылесборника с помощью 2 винтов.

Файлы

• filter_pattern.pdf

Шаг 11: Сборка верхней и нижней частей пылесоса

Используйте суперклей, чтобы собрать верхний и нижний блок вместе.

Наконец, добавьте гибкую трубку к фиксатору LEGO, через неё будет всасываться пыльный воздух. Сборка пылесоса завершена!

Шаг 12: Оцените результат вашей работы

Чтобы увидеть, как пылесос работает, подключите USB-кабель к компьютеру и включите питание. Я проверил всасывание пылесоса с сахаром: он легко засасывает сахар, оставляя стол полностью чистым.

Для опорожнения резервуара необходимо удалить 2 винта. К счастью, эта операция случается не часто: резервуар большой и может хранить много пыли.