Mini vízszivattyú készítése: DIY mikroszivattyú útmutató

Funkcionális mini vízszivattyút készíthet otthon egy kis egyenáramú motor, műanyag palackkupak vagy fecskendőtest, valamint alapvető cső segítségével. - a teljes összeállítás 5 dollár alá kerülhet, és kevesebb mint egy órát vesz igénybe. A legtöbb barkácsolási célra a legegyszerűbb és legmegbízhatóbb megközelítés az a centrifugális mikro vízpumpa szálcsiszolt egyenáramú motorral (3V–12V) közvetlenül a motor tengelyére erősített járókerékkel.

Ez az útmutató három praktikus, barkácsolt mikrovízszivattyú-konstrukciót ismertet – az alap palackkupakos centrifugálszivattyútól az akváriumi csöveket használó perisztaltikus szivattyúig – lépésenkénti utasításokkal, az alkatrészek specifikációival és teljesítmény-elvárásaival mindegyikhez.

Hogyan működik a mikrovízszivattyú: az alapelvek

Az építés előtt, ha megérti, melyik szivattyú mechanizmus felel meg a projektnek, időt takarít meg, és elkerüli az átépítést. A barkácsolt mikrovízszivattyúk három praktikus típusa:

• Centrifugális szivattyú: A forgó járókerék centrifugális erő hatására kifelé löki a vizet, alacsony nyomást hozva létre a közepén, ami több vizet szív be. A legjobb folyamatos áramlású alkalmazásokhoz – akváriumokhoz, szökőkutakhoz és hűtőrendszerekhez. Áramlási sebességek 1-5 liter percenként kis DC motorokkal érhetők el.
• Perisztaltikus szivattyú: A görgők egymás után szorítanak egy hajlékony csövet, átnyomva a folyadékot anélkül, hogy az érintkezne a motorral vagy a házzal. Ideális, ha a folyadék tisztasága számít – adagolórendszerek, barkácsolási projektek vagy vegyszerek pumpálása esetén. Az áramlási sebesség alacsonyabb (általában 0,1-1 liter percenként ), de erősen ellenőrizhető.
• Membránszivattyú: A rugalmas membrán oszcillálva váltakozó szívó- és nyomáslöketeket hoz létre. Képes önfelszívódni és rövid ideig károsodás nélkül szárazon futni. Gyakori az automatizált növényöntöző rendszerekben és a kis permetezőberendezésekben.

A legtöbb először építkező számára a centrifugális kialakítás a legkönnyebben megépíthető, és a legkielégítőbb látható eredményt produkálja – egyenletes, erős vízáramot minimális alkatrészekből.

A mini vízszivattyú megépítéséhez szükséges alkatrészek

A pontos alkatrészek attól függnek, hogy melyik kialakítást választja, de a következő táblázat lefedi, hogy mire van szükség a három fő barkács mikroszivattyú típushoz:

Minden alkatrész beszerezhető elektronikai beszállítóktól, például az AliExpresstől, az Amazontól vagy a helyi hobbiboltoktól. A kezdő mikroszivattyúkban leggyakrabban használt egyenáramú motorok 130-as vagy 180-as méretű kefés motorok , amelyek olcsók (egyenként 1 dollár alatt), és 3 V, 5 V és 12 V változatban kaphatók.

1. építmény: Mini centrifugális vízszivattyú készítése palackkupakokból

Ez a legszélesebb körben épített barkács mikrovízszivattyú-konstrukció – nem igényel 3D nyomtatást vagy megmunkálást, és funkcionális szivattyút állít elő, amely képes vizet emelni. 30-50 cm függőlegesen és kb 0,5-1,5 liter percenként a motor fordulatszámától függően.

Szükséges anyagok

• 1× kis egyenáramú motor (130 méretű, 3–6 V névleges)
• 2× műanyag palackkupak (ugyanolyan méretű – a szabványos 28 mm-es vizespalackkupak jól működik)
• 2x műanyag szívószál (egy a bemenethez, egy a kimenethez)
• Vízálló epoxi vagy forró ragasztópisztoly
• Kis darab vékony műanyag lap (műanyag mappából vagy csomagolásból) a járókerék lapátjaihoz
• AA elemtartó (2×AA 3V-hoz) vagy USB tápegység
• Kézműves kés, olló és egy kis fúró vagy fűtött csap a lyukak készítéséhez

Lépésről lépésre Útmutató

1. Készítse el a járókereket: Vágjon egy vékony műanyagból egy kört, amely valamivel kisebb, mint a palackkupak belső átmérője (körülbelül 22 mm szabványos kupak esetén). Vágjon le 4-6 ívelt vagy egyenes pengét a szélektől a közepe felé, majd hajlítsa felfelé az alternatív pengéket nagyjából 45 fokkal. Nyomja a tárcsa közepét a motor tengelyére, és rögzítse egy kis csepp szuperragasztóval. A járókeréknek szabadon kell forognia, ingadozás nélkül.
2. Készítse elő a szivattyúházat: Vegyen egy kupakot, és egy fűtött tűvel vagy kis fúróval készítsen egy lyukat az alap közepén, amely akkora, hogy a motor tengelyén áthaladjon. Készítsen egy második lyukat a kupak oldalfalának széle közelében - ez lesz a vízkivezetés. Helyezzen be egy rövid szívószálat az oldalsó lyukba érintőleges szögben, és tömítse le epoxival.
3. Szerelje fel a motort: Tolja át a motor tengelyét a sapka középső nyílásán, hogy a járókerék a sapka üregében üljön. A motortestnek kívül kell lennie. Tömítse le a motor tengelyének belépési pontját vízálló epoxival, ügyelve arra, hogy ne kerüljön ragasztó magára a tengelyre. Hagyja teljesen kikeményedni – legalább 2 óra epoxi, 30 perc forró ragasztó esetén.
4. Adja hozzá a bemenetet: Fogja meg a második palack kupakját, és fúrjon vagy olvasszon meg egy körülbelül 8-10 mm átmérőjű központi lyukat. Ez a kupak bepattan vagy rá van ragasztva a házsapka nyitott felületére, így létrejön a zárt szivattyúkamra. A második kupakban lévő központi lyuk a vízbevezető nyílás lesz – ide behelyezhet egy rövid szívószálat, ha szükséges a csőhöz való csatlakoztatáshoz.
5. Minden ízület tömítése: Vigyen fel egy vízálló epoxigyöngyöt a két kupak közötti csatlakozás körül és az összes szalma bemeneti pontja körül. Hagyja teljesen megszáradni, mielőtt vízzel tesztelné.
6. Tesztelje a szivattyút: Merítse vízbe a bemeneti szívószálat, csatlakoztassa a motort az akkumulátorcsomaghoz, és ellenőrizze, hogy nem folyik-e ki a kimenet. Ha az áramlás nem indul el azonnal, akkor töltse fel a szivattyút az egész egység rövid időre történő alámerítésével.

Várható teljesítmény: 3 V-on szerény áramlásra számítson, amely alkalmas kis dekoratív szökőkutakhoz. Ugyanazzal a motorral 5V–6V-nál az áramlási sebesség észrevehetően növekszik, és a függőleges emelkedés körülbelül 40–60 cm-re javul.

2. építmény: Perisztaltikus mikrovízszivattyú készítése

A perisztaltikus szivattyú ideális, ha precíz, kis mennyiségű adagolásra van szüksége – például egy automata növényetetőre, amely pontosan 10 ml tápoldatot juttat be egy meghatározott időpontban. Ehhez a kialakításhoz hajtóműves motorra van szükség (inkább a nyomatékra, mint a fordulatszámra) és egy kör alakú forgórészre görgőkkel, amelyek egy szilikoncsövet szorítanak az íves ház belsejébe.

Szükséges anyagok

• 1× DC hajtóműves motor (6V-12V, 10–60 RPM – kisebb fordulatszám = pontosabb adagolás)
• Szilikon cső, 4 mm belső átmérő (élelmiszer-minőségű folyadékok szivattyúzásához)
• Rotortárcsa: vagy 3D-nyomtatott, vastag akrilból vágott vagy keményfából formált
• 3× kis görgős csapágyak vagy sima fejű csavarok görgőként (egymástól 120°-ban a rotorra szerelve)
• Ház: egy rövid PVC csőszakasz vagy egy 3D nyomtatott íves csatorna
• Csavarok, anyák és egy kis alaplap

Összeszerelés áttekintése

1. A rotor megépítése: Vágjon egy körülbelül 30-40 mm átmérőjű kör alakú korongot. Fúrjon három lyukat egyenlő távolságra (120°-os távolságra) az él közelében. Szereljen be egy kis csavart vagy csapágyat minden furatba – ezek az Ön görgői. A görgőknek kissé túl kell nyúlniuk a tárcsa szélén.
2. Hozd létre a házcsatornát: A csőnek ívelt pályán kell futnia a forgórész körülbelül 180–270°-a körül. Egy egyszerű megközelítés egy ívelt rést vágni egy vastag rétegelt lemezbe vagy akrilba, amely a csövet a rotor görgőjének útjához tartja. A forgórész külső éle (görgővel) és a ház belső fala közötti rés legyen valamivel kisebb, mint a cső külső átmérője hogy biztosítsa a megfelelő tömörítést a cső károsodása nélkül.
3. Szerelje fel a motort és a rotort: Rögzítse a motort az alaplemezhez, és nyomja vagy csavarja rá a rotortárcsát a hajtóműves motor tengelyére. A rotornak egyenletesen kell forognia, anélkül, hogy a tengely inogna.
4. Szerelje be a csövet: Vezesse be a szilikoncsövet a ház csatornájába, hogy körbefusson az ívelt szakaszon, és mindkét végén kilépjen a bemeneti és kimeneti csatlakozásokhoz. A görgőknek össze kell nyomniuk a csövet, amikor a rotor forog, ezáltal perisztaltikus hatást keltenek.
5. Teszt és kalibrálás: Csatlakoztassa a motort a tápfeszültséghez, és helyezze vízbe a bemeneti csövet. Számolja meg, hány motor fordulatszáma szükséges egy ismert térfogat (például 10 ml-t egy kimért tartályba) adagolásához – ez egy kalibrációs adatot ad, amelyet időzítővel vagy számlálóáramkörrel használhat a pontos adagoláshoz.

A megfelelő egyenáramú motor kiválasztása mikrovízszivattyújához

A motor kiválasztása a legfontosabb döntés a barkácsolás mikroszivattyú-építés során. A rossz motor vagy nem termel hasznos áramlást, vagy perceken belül kiég. Használja ezt a hivatkozást:

Az első összeállításhoz a 130 méretű motor 2×AA elemmel (3V) az ajánlott kiindulópont. Elnéző a járókerék kiegyensúlyozatlanságával szemben, könnyen beszerezhető, és elég olcsó ahhoz, hogy a tesztelés után cseréje ne legyen gond.

Vízszigetelés és tömítés: A leggyakoribb hibapont

A barkács mikrovízszivattyúk meghibásodásának leggyakoribb oka a motor tengelyének belépési pontja körüli nem megfelelő tömítés. A tengely mentén a motorba beszivárgó víz a működés után perceken belül tönkreteszi a keféket és a tekercseket. Kezdettől fogva foglalkozzon ezzel megfelelően:

• Használjon kétkomponensű vízálló epoxit (nem szabványos forró ragasztó) a motor tengely furata körül. A forró ragasztó víz alá kerülve lebomlik, és hűlésekor enyhén zsugorodik, mikroréseket hagyva maga után. A tengeri minőségű epoxi vagy a vízvezeték-szerelő gitt epoxi tartós vízálló tömítést biztosít.
• Ha lehetséges, adjon hozzá tengelytömítést: A tengely körül egy kis O-gyűrű, mielőtt az a házba kerülne, dinamikus tömítést biztosít, amely lehetővé teszi a forgást, miközben elzárja a vizet. A 2 mm-es tengelyátmérőjű O-gyűrűk 10 darabos csomagja kevesebb, mint 1 dollárba kerül.
• Vegye figyelembe a motor elhelyezését: A palackkupak centrifugális kivitelben a motor a víz áramlási útján kívül van – csak a tengely hatol át a nedves kamrába. Ha a motorházat teljesen a vízszint felett vagy azon kívül tartja, az drámaian csökkenti a tömítési igényeket.
• A gyógyulási idő számít: Sok epoxi 5 perc alatt éri el a kezelhetőséget, de szükség van rá 24 óra a teljes vízálló térhálósodáshoz . A szivattyú tesztelése az epoxigyanta teljes megkötése előtt gyakori és elkerülhető hiba.
• Konform bevonat a motor védelmére: Vékony réteg konform spray-bevonat (vagy átlátszó körömlakk) felvitele a motortestre egy réteg nedvességállóságot biztosít a teljesítmény befolyásolása nélkül.

Praktikus alkalmazások barkácsolt mini vízszivattyújához

Miután megépítették és tesztelték, a barkácsolt mikrovízszivattyú számos hasznos alkalmazást kínál hobbi és gyakorlati projektekben:

• Asztali szökőkút: A 3–5 V-on működő centrifugális miniszivattyú pontosan a megfelelő áramlást állítja elő egy kis dekoratív beltéri szökőkúthoz. Párosítsa egy USB power bankkal a kábel nélküli beállítás érdekében.
• Automatizált növényi öntözőrendszer: Egy Arduino vagy Raspberry Pi által vezérelt perisztaltikus mikroszivattyú precíz mennyiségű vizet képes szállítani a szobanövényeknek ütemezetten – 10-50 ml növényenként naponta a kis és közepes cserepes növények tipikus célpontja.
• PC folyadékhűtés (kísérleti): A nagyobb teljesítményű centrifugálszivattyú (12 V, 775-ös motor jól kiegyensúlyozott járókerékkel) képes a hűtőfolyadékot egy kis egyedi CPU hűtőkörön keresztül keringetni – bár az áramlási sebességet és a fejnyomást gondosan hozzá kell igazítani a használt radiátorhoz és blokkhoz.
• Hidroponikus tápanyagkeringés: Az időzítővel működő mikroszivattyúk tápoldatot forgatnak a termesztőcsatornákon keresztül. Egy szivattyú szállít 2-3 liter percenként elegendő egy kis 4-6 növényből álló NFT (nutrient film technika) rendszerhez.
• Modell vagy dioráma vízhatások: Miniatűr patakokat, vízeséseket és tavakat méretarányos modelleken vagy játékterepeken kelt életre egy kis merülő centrifugálszivattyú, amely 3 V-os érmecellából vagy AA-csomagból működik.

A gyakori barkács mikroszivattyús problémák hibaelhárítása

Az újonnan épített mini vízszivattyúkkal kapcsolatos legtöbb probléma az öt kategória egyikébe sorolható:

Nincs áramlás a motor futása ellenére

A szivattyú nincs feltöltve – levegő rekedt a kamrában. Merítse víz alá rövid időre az egész szivattyút, vagy zárja el a kimenetet az ujjával, amíg a motor jár a nyomás növelése érdekében, majd engedje el. Ellenőrizze azt is, hogy a járókerék a lapátszögéhez képest megfelelő irányba forog-e; a motor polaritásának megfordítása felcseréli az áramlási irányt.

Gyenge vagy szakaszos áramlás

Általában túl kicsi, kiegyensúlyozatlan vagy rosszul formázott járókerék okozza. A késeknek legfeljebb annyival szabadulniuk kell a ház falától 0,5-1 mm a hatékony nyomásképzés érdekében. A járókerék és a ház közötti nagy rés elveszíti a szivattyúzás nagy részét.

Motor túlmelegedés

A motor leállt vagy túlterhelt. Ellenőrizze, hogy a járókerék szabadon forog-e kézzel, amikor le van választva az áramellátásról – minden megkötés azt jelenti, hogy a tengelytömítés vagy a ház hozzáér a járókerékhez. Győződjön meg arról is, hogy a tápfeszültség nem haladja meg a motor névleges maximumát.

Víz szivárog a motor tengelye körül

Az epoxi tömítés meghibásodott vagy nem volt megfelelő. Engedje le és szárítsa meg a szivattyút, távolítsa el a régi tömítőanyagot kézműves késsel, és vigyen fel újból friss, kétkomponensű vízálló epoxigyantát. Hagyjon teljes 24 órás gyógyulást az újbóli vizsgálat előtt.

A szivattyú kezdetben működik, majd leáll

A legvalószínűbb ok az akkumulátor lemerülése – a kis egyenáramú motorok több áramot vesznek fel terhelés alatt, mint amire a legtöbben számítanak. Egy 130 méretű motor 3 V-on szivattyúterhelés mellett általában húz 200-400mA . A szabványos AA elemek 2-5 órán keresztül működnek; hosszabb működéshez váltson USB tápegységre vagy Li-ion akkumulátorra.