Самодельный электрический вентилятор¶
Самодельный электрический вентилятор — бытовой прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию потока воздуха посредством вращения лопастей. Изготовление вентилятора в домашних условиях относится к области технического творчества и позволяет получить рабочее устройство из подручных материалов: электродвигателя, лопастей, корпуса и источника питания.
¶Основные типы самодельных вентиляторов
По способу получения движения воздуха самодельные вентиляторы делятся на две большие группы:
- Электрические — с приводом от электродвигателя (в том числе от USB-порта компьютера, аккумулятора или сети 220 В).
- Механические (ручные) — с приводом от мускульной силы человека или от потока воды, ветра.
По конструкции лопастного колеса различают осевые устройства (поток движется вдоль оси вала) и центробежные (с улиткообразным корпусом, где воздух отбрасывается к периферии). В домашних условиях чаще изготавливают осевые вентиляторы — они проще в сборке и требуют меньшего числа деталей.
¶Необходимые материалы и инструменты
Для простейшего электрического вентилятора потребуются:
- Электродвигатель — подойдёт маломощный DC-мотор от сломанной бытовой техники (фена, швейной машины, детской игрушки), от DVD-привода или шаговый двигатель от принтера. Рабочее напряжение таких моторов обычно составляет 3–24 В.
- Лопасти — изготавливаются из пластиковой бутылки, алюминиевой банки, плотного картона, фанеры толщиной 3–5 мм или 3D-печатные.
- Корпус и станина — жестяная банка, корпус от CD-диска, деревянная подставка, пластиковый стакан.
- Источник питания — батарейки, аккумулятор, USB-кабель или адаптер 220/12 В.
- Крепёж — винты, хомуты, термоклей, изолента, провода.
Из инструментов обычно нужны паяльник, отвёртка, дрель или шуруповёрт, ножницы по металлу, надфиль и мультиметр.
¶Изготовление лопастей
Лопасти — ключевой элемент, определяющий производительность. При их изготовлении важно соблюдать три условия:
- Одинаковая масса — все лопасти должны быть равны по весу, иначе возникнут вибрации, разрушающие подшипник двигателя.
- Одинаковый угол атаки — каждая лопасть изгибается или вырезается под одинаковым углом (обычно 25–40°) относительно плоскости вращения.
- Балансировка — после сборки колесо проверяется на равновесие: его устанавливают на горизонтальную ось и подкручивают до полной остановки. Если колесо каждый раз останавливается в одном положении, нижняя часть тяжелее и требует подрезки.
Простейший вариант — вырезать из пластиковой бутылки 3–4 одинаковые лепестка, закрепить их на втулке от CD-диска или пробке от бутылки, приклеенные к ступице винтового двигателя.
¶Сборка
Порядок сборки типичного настольного вентилятора:
- Двигатель закрепляется на станине (подставке) с помощью хомута, термоклея или винтов. Вал должен свободно вращаться и не касаться корпуса.
- На вал надевается и фиксируется колесо с лопастями (суперклеем, винтом с зажимом или посадкой с натягом).
- К клеммам двигателя припаиваются провода, соединяемые с источником питания. При подключении к USB-кабелю используются жилы +5 В (красный провод) и GND (чёрный).
- При необходимости добавляется выключатель, реостат для регулировки оборотов или конденсатор для снижения шума.
При подключении к сети 220 В необходимо использовать понижающий трансформатор или готовый блок питания — прямое подключение маломотора к сети приведёт к его сгоранию и создаёт опасность поражения током.
¶Ручной вентилятор
Механический вентилятор приводится в движение вручную. Простейшая конструкция — лопастное колесо на оси, закреплённой в корпусе, с рукояткой или маховиком. Более сложный вариант использует передаточный механизм (редуктор), увеличивающий число оборотов лопастей при медленном вращении рукоятки. Такие устройства применяются как аварийные вентиляторы при отключении электричества.
¶Водяной вентилятор
Ветряк, приводимый в действие струёй воды, известен с античности (колесо Герона). В домашних условиях подобное устройство изготавливается из пластиковой бутылки: в ней прорезаются окна под углом, бутылка надевается на кран — струя воды, попадая в окна, раскручивает её. Такой «вентилятор» одновременно охлаждает воздух испарением влаги.
¶Техника безопасности
При работе с самодельным вентилятором необходимо:
- изолировать все токоведущие части;
- не допускать касания вращающихся лопастей руками, особенно детям;
- обеспечить надёжное крепление лопастей — их отрыв на высоких оборотах опасен;
- не превышать допустимое напряжение двигателя;
- при работе с сетью 220 В использовать только трансформатор или блок питания.
¶Применение
Самодельные вентиляторы находят применение для охлаждения электронных устройств (охлаждение процессора компьютера, радиаторов), в самодельных сушильных камерах, теплицах, инкубаторах, а также как учебные пособия по физике и электротехнике.
Источники:
- Детская техническая энциклопедия. Электротехника и электроника.
- Популярная механика. Практические руководства по изготовлению бытовых устройств.
- Руководства по электробезопасности при работе с бытовыми электроприборами.