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공기청정기 DIY

공기청정기 DIY 간단버전 1 [디자인]

by TODORO 2019. 12. 15.

미세먼지가 해결될 기미가 보이지 않습니다.

아마 한동안은 미세먼지 해결은 되지 않으리라 생각합니다.

나름 살아갈 대책을 마련해야 할 것 같습니다.

외출시에는 마스크 집에서는 공기청정기에 메달려 있는 것 이외에 사실 뾰쪽한 방법이 없을 것 같습니다.

공기청정기도 사실 만만치 않습니다.

사용하다 보니 방과 거실에 사실 각각 설치를 해야 할 것 같습니다.

거실에 덜렁 하나 두고 온집안을 커버하기는 역부족 일 것 같기 때문입니다.

공기청정기는 사실 내부 팬 이외에는 딱히 전기세 들어갈 곳이 없기 때문에 전기세 걱정은 에어컨이나 난방기에 비해 별로 없습니다.

이번에 DIY제작에 사용한 팬의 경우 소비전력이 22W 밖에 되지 않습니다.

보통 방등이 LED등일 경우 40~50W 형광등일 경우 60~100W 정도이므로 대충 감안해보면 하루종일 켠다고 해도 전기세 걱정은 별로 하지 않아도 될 정도 입니다.

공기청정기 구매시 고려해야할 첫번째는 본체 구입비용도 고민을 해야 겠지만 소모품인 필터 비용을 꼭 계산해 보아야 합니다.

3~6개월에 한번씩 교체를 해주어야 하는 소모성 부품이기 때문입니다.

대부분의 국산 공기청정기는 사실 본체 구입가격도 살벌합니다.

유럽향제품 같은 것은 허걱 소리가 날정도로 비쌉니다.

큰맘먹고 구입했다가는 대체로 본체 가격에 비례하는 필터 가격에 다시한번 자지러 지게 됩니다.

비싼거 사놓고 필터값 비싸서 교체하지 않고 쓰는 우를 범하면 안될것입니다.

대체로 전문가들의 말을 빌어보면 PM2.5 필터를 90%이상 걸러 주면 나름 효과가 있다고 합니다.

그래서 아래와 같은 점을 고려해서 구매를 하면 좋을 듯 합니다.

1) 일단 필터가 PM2.5 이상 잘 걸러주는지 확인한다.

2) 본체 가격은 얼마인지 업체별로 비교 한다.( 고장나기전 한번 비용지불)

3) 필터세트 가격이 얼마인지 업체별로 비교한다. (3~6개월 만에 비용지불)

4) 풍압/풍량이 충분한지 확인한다.

5) 조작 및 UI는 편리한지 확인 한다.

6) AS는 잘되는 회사인지 확인한다.

특히 다들 간과하는 부분이 4번 풍압/풍량 부분입니다.

풍압/풍량이 낮으면 문제가 되는 부분이 환기 할때 입니다.

공기청정기를 틀어도 환기는 해주어야 합니다.

외부 공기가 아무리 오염이 되었어도 해주어야 한다고 합니다.

공기청정기는 미세먼지만 걸러주지 유기화합물 및 이산화 탄소는 걸러주지 못하기 때문입니다.

요즘의 주택 특히 새집인 경우 집안에는 온갖종류의 유기화합물을 내뿜는 것 천지 입니다.

미세먼지 때문에 환기를 안하면 유기화합물과 이산화 탄소때문에 더 안좋을 수 있다고 합니다.

그러면 환기를 해주면 당근 집안 공기가 다시 오염이 되겠지요.

환기 후에는 아주 빨리 공기청정기가 정화를 해주어야 하는데 풍압이 낮거나 풍량이 낮은 놈들은 한참동안 있어야 미세먼지 농도가 낮아지게 됩니다.

그동안은 오염된 공기로 호흡을 해야만 합니다.

따라서 터보모드나 강력모드 슈퍼모드 등의 최대 풍량으로 돌릴때 아주 강력한놈이 환기후 빠른 정화를 위해서는 필수 입니다.

이런 모드가 있고 이때의 풍압이 충분한지 꼭 확인을 해주어야 합니다.

제가 선택한 샤오미 에어프로는 대체로 이런 조건을 만족 합니다.

1) 필터는 당근 PM2.5를 충족 합니다.

여기에 카본필터를 추가 할 수가 있기 때문에 필터 성능은 문제가 없습니다.

2) 본체 가격은 당연히 부담이 적습니다. 초기 구입가가 20만원이 안됩니다.

3) 필터 가격은 카본필터 추가된 놈이 2만원 넘지 않습니다.

4) 풍압/풍량은 터보모드일 경우 아주 강력 합니다.

5) 조작은 아주 단순하고 쉽습니다.

휴대폰으로 연결해 아주 복잡하고 디테일한 제어도 가능 합니다.

6) AS는 사실 포기해야 합니다. ^^

모든 방과 사무실에도 설치 하려면 아무리 저렴한 샤오미라도 (제경우 6대, 집 3대 + 사무실 3대) 부담이 되는 가격입니다.

사실 공기청정기라는 것이 팬과 필터 두가지 뿐입니다.

팬을 돌려 필터로 공기를 잘 통과 시켜주면 되는 놈이기에 구조가 그리 복잡하거나 어렵지가 않습니다.

필터는 자작하기 얼마나 편한 형태인가가 중요하고

팬은 적당한 풍압/풍량과 소음이 적으면 좋겠습니다.

나름 디자인에 신경써서 만든 버전 입니다.

사무실에서 잘돌아가고 있는 최소버전 입니다.

최소버전은 사실 그냥 파츠들을 올려 놓은 구조라 안정상 문제가 많습니다.

어린이들이 있는 경우 쓰러지거나 팬날개가 무방비라 안전 문제가 있게 됩니다.

필터는 사실 노출이 되어도 문제가 없을 것 같습니다.

밖에 보이는 옥색 부분은 프리필터에 해당되는 부분으로 큰 입자를 걸러 줍니다.

미세먼지는 내부에서 걸러지고 내부에 그대로 남아 있게 됩니다.

더 안쪽에 카본필터에서 걸리는 것도 그안에 남아있게 됩니다.

그래서 시간이 지나면 계속 쌓이고 필터성능이 떨어져 교체를 해야 합니다.

문제는 이렇게 노출형으로 사용할 경우 큰먼지(미세먼지 아님)가 옥색 프리필터에 붙어 있다 끄게 되면 바닥에 떨어지게 됩니다.

하지만 문제되는 것은 미세먼지라 큰 문제는 없습니다.

케이스가 있으면 대부분 내부에 떨어지고 밖으로는 얼마 나오지 않겠지요.

큰먼지라 가끔 주변 청소기로 처리해주면 되리라 생각합니다.

대신 노출형의 경우 집진 효과가 최고라고 생각합니다.

케이스 있는 모델은 케이스에 막혀서 사실 많이 효율이 떨어지게 됩니다.

또한 팬소음도 최소화 할 수 있습니다.

팬 그릴이 없어서 소음이 아주 작아지게 됩니다.

선풍기도 앞에 안전망 제거하고 돌려보면 소음이 아주 많이 줄어드는 것을 볼수가 있습니다.

그래서 사무실용은 노출형으로 진행하기로 했습니다.

안전관계만 잘 처리 해주면 될 것 같기에 최소구조로 디자인을 해보았습니다.


팬 상부는 기성 알루미늄 육각 그릴망을 사용해서 팬으로 부터 손가락을 방어 하기로 했습니다.

그릴망 하우징은 3D프린터로 PLA를 사용해서 만들기로 했습니다.

중간 부분은 팬과 필터를 고정시키는 고정링 입니다.

안타깝게도 제 3D프린터 출력 사이즈가 210 x 210 이라서 한번에 출력이 어렵습니다.

그래서 120도 짜리로 3개로 쪼개어 만들기로 했습니다.

이런식으로 중간 고정링은 이쁜 볼트와 너트로 조립하고 이때 볼트를 사용하게 되므로 팬과 필터를 확실히 고정할 수 있게 됩니다.

인터넷 찾아보니 알루미늄 그릴망이 이쁜게 있어서 주문해 두었습니다. ^^..

이렇게 제작하면 단순형의 문제점인 안전 문제가 어느정도 해결이 될 것 같습니다.

3D 프린터 출력사이즈가 좀더 크다면 이렇게 깔끔하게 제작이 가능 할텐데요 ^^..

일단 기구분 제작이 잘 되면 다음에는 추가 안전 장치를 생각해 보고 있습니다.

전기난로와 같이 넘어지면 자동 전원이 차단되게 하는 안전장치를 추가하면 될 것 같습니다.

여기에는 SW-520D라는 기울기 센서를 사용하려고 합니다.

내부 구조는 아주 단순하게 구슬 두개가 있고 기울어지면 구슬 접점이 끊어지게 되어 있습니다.

가격은 몇백원 밖에 하지 않습니다.

이렇게 모듈로 만들어진 제품도 있습니다.

가격은 천원 남짓 합니다.

최소한 안전 장치는 해주어야 하기 때문에 이정도 비용추가면 큰 문제가 없지 않을 까 싶습니다.

여기까지 앞으로 진행해보고 잘 동작 하면 IOT까지 추가해서 최소 사양이긴 하지만 기능 만큼은 어느 제품 못지 않을 정도로 마무리 지어볼 생각입니다.

와이파이 되는 저렴한 컨트롤러 추가와 TRIAC위상제어로 속도제어 를 구현해서 타이머 기능 일정시간 마다 가동하기 예약가동 리모컨 기능 등등 저렴한 비용으로 첨단 기능도 넣어볼 생각입니다.

제가 확인할 방법은 없습니다만 샤오미 필터가 PM2.5규격을 만족한다면 어떤 공기 청정기에 비해서 공기 청정 기능은 떨어지지 않으리라 생각합니다.

IOT기능도 추가하고 스마트 제어 기능도 추가 한다면 기능 면에서도 결국 뒤지지 않으리라 생각해 봅니다.

팬 만원 조금 넘습니다.

필터 2만원 안됩니다.

3D 프린터 출력 재료인 PLA 한대분 2~3천원 들어 갑니다.

나머지 전기잡자재 해봐야 돈만원 들어 가리라 봅니다.

5만원 안되는 비용으로 제작이 가능하고 쓸만하다면 필요한 곳 어디든지 설치가 가능하리라 생각합니다.

혹시몰라 한번 시험 출력해본 중간링이 출력이 다 되었습니다.

210 x 210 출력사이즈인데 208 x 208 로 디자인 했는데 아슬아슬 하게 출력이 되었습니다.

바로 장착을 해보았습니다.

혹시몰라 유격을 1mm 쯤 주었는데 약간 헐렁 거립니다.

이부분은 확실히 잡아 주어야 하는데 치수 보정해서 다시 출력하면 나누어 출력하지 않아도 될 것 같습니다. ^^

이번에는 직각이 아닌 약간 테이퍼지도록 디자인 해서 꼭 맞도록 해야 겠습니다.

그리고 링밴드와 같이 볼트로 고정해서 더욱 꽉 조이도록 해봐야 겠습니다. ^^..

디자인 수정해서 다시 출력해 봐야 겠습니다.


PS.

퇴근전에 디자인 수정해 두었습니다.

출력시간이 4시간 반정도 걸린다는군요. ^^

내일 출근하자마자 출력 시작해야 겠습니다.


PS2.

디자인을 조금 수정해 보았습니다.

필터와 팬의 고정을 확실하게 하고 분해조립의 용이성을 위하여 밴드스타일에 볼트 체결식으로 변경하였습니다.

수정하는김에 컨트롤러 박스 고정용 브라켓도 일체형으로 만들었습니다.

추후 여기에 컨트롤러를 장착할때 볼트로 고정이 쉽게 미리 준비해 놓았습니다.

이곳에 볼트 두개로 조여주면 쉽게 분해조립이 가능하고 고정도 어느정도 잘되리라 생각합니다.

3D프린터 출력사이즈 이내로 치수를 맞추기 위해 조금 고심했습니다. ^^

팬 커버는 단순 심플하게 디자인해 보았습니다.

좌상이 조립상태이고 나머지 3개가 부속입니다.


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