【工具達人】不用抬水了!計時抽水機器人DIY詳解

作者:Bo Mini

常常遇到一個狀況,就是會去住家周邊的投幣飲用水裝水,然後再提回家飲用或煮飯用,但如果每次要把很重水桶裡的水倒到熱水壺,濾水壺時十幾公斤的重量不是每個人都扛得住的,一家之主雖然”漢操厚”,但也不會永遠都在身邊可以幫忙。

所以來做一台定時的抽水機器人,來分擔抬水之苦!

準備材料

既然要抽水,就需要一顆抽水幫浦囉!

這裡選用的是食品級的抽水幫浦,不要聽到食品級就覺得很貴,其實現在很多泡茶機,飲水機等等用量很大,這顆台幣也200多元左右而已,他的抽水原理是透過內部凸輪帶動矽膠的傾斜方向,讓水透過擠壓方式傳送,優點是液體不會碰到馬達或齒輪等金屬材料,對飲用水來說相對安全也乾淨。


既然講到抽水幫浦,手邊還有幾顆不同的抽水幫浦,來介紹一下。

A. 沉頭幫浦:

它是整顆丟進水裡,只有出水口可以接水管,缺點是防水要做好,不然馬達容易生鏽。

B. 單向幫浦:

類似鼓風機結構,缺點是管路沒水時一開始是沒辦法抽水的,需要管路裡面先有水。

C. 高壓幫浦:

通常用在洗車機,水槍,霧化器等,構造像單向幫浦的進化版,特點是馬力大水壓強。

D. 蠕動幫浦:

類似擠牙膏,透過凸輪結構擠壓矽膠管讓水前進,優點是液體完全都在矽膠管內,所以適合腐蝕性或危險性的液體,且凸輪的的轉速可以精密的控制出水量,用在實驗室比較多。

4種抽水幫浦類型

蠕動幫浦其實非常特別,這個也可以用在定時澆水系統,因為它可以精細到幾秒鐘出一滴水,完全靠你的電路控制馬達。


這是它的擠壓供水原理圖:

通常用於實驗室/醫療器材居多,但是這種的就很貴了!

用於實驗室/醫療器材的蠕動幫浦

然後呢,因為我選用的食品及抽水幫浦是12V電壓,但我希望這台抽水機器人是USB 5V供電,這樣就能很容易透過行動電源來供電,所以需要一片升壓電路模組,因為現成的電路模組很便宜,這個在電子材料行大概幾十元左右,裡面有可變電阻可以調整輸出電壓,最高可以到24V,我們這裡需要的是5V升壓到12V,所以夠用了。

然後既然要USB來供電,那就需要一片MicroUSB母座,價格大概10元左右吧,方便透過行動電源跟手機充電線來供電。


抽水幫浦準備好了,當然需要水管,這裡採用的是矽膠管,管徑就配合抽水幫浦的出水口規格來選。

抽水幫浦、矽膠管、升壓電路都有了,需要再一個開關來控制它。誒……但下圖這顆是有點low耶,有沒有更好的選擇?

找了一些比較漂亮的開關:

 

但是還是感覺少了點什麼……有沒有更科技點的控制方式呢?那來個定時器吧!但下圖這個可能沒辨法以秒計時。

搜索定時器時結果搜到底下這個……這個計時到秒沒問題喔!!( 誤 )


好吧正經點!不然用Arduino單晶片模組來自己寫個計時程式好了。

但還要找顯示螢幕,按鈕開關等等……有沒有更簡單的方法? (被發現我很懶)


那就找看看有沒有現成的計時器電路模組吧!這款看起來有點複雜……

最後發現這個計時模組還有遙控器,可以控制啟停,時間調整,都可以在遙控器上執行。


就決定是你了,皮卡丘~

所以控制抽水幫浦的方式有很多,就看你想選擇哪種方式囉!

最後需要一個盒子把這些零件都放進去,這裡選擇一款透明上蓋的盒子,在工作時可以看到內部運轉的狀態,也是一種美。


比看看零件裝不裝得下,順便想想裡面怎麼佈局零件。


然後開始在盒子上進行切割把需要的地方切掉。這款研磨機之前有開箱過,有興趣的朋友可以來這裡看看:# BOSCH DREMEL刻磨機開箱+MDP隨身供電改造


裝上砂輪片,這種手持的好處在於可以做精細的加工。

先比對位置,抽水幫浦的出水口區域畫上記號。

開切~

再透過工具幫忙處理一下~

因為這個盒子實在是太剛好,所以馬達屁股也會頂到要挖個洞。

比看看位置對不對。再慢慢修正切割。

把抽水幫浦的固定腳鑽孔,這顆不錯,連減震墊都有做好~會選它不是沒有道理的!

再來確認計時器的位置,挖孔固定。

再來輸入電源的MicroUSB也要挖孔。

接下來鎖螺絲固定,這裡推薦ES121體感電動螺絲起子,超好用的!在這裡的拆解工具是ES121體感電動起子, 超高轉速提升工作效率!(ES121規格連結在這裡)


機構都好了,接下來開始製作電路焊接的部分,先確認輸入端的MicroUSB極性,焊接上電源正負極。

#這裡用的是TS100數位恆溫烙鐵, 他能10秒升溫且自動補溫, 讓你焊接超級得心應手!(TS100規格連結在這裡)


然後輸入電源連接到計時器的電源輸入端。


再來焊接升壓電路 (為了供電給抽水幫浦12V之用)


因為升壓電路板需要先調整輸出是12V,所以我們先拿出電源供應器,輸出設定為行動電源USB常見的5V電壓。這裡用的是MDP-XP數位可程式電源供應器,別看他小巧機身,其實是性能強大且高精準的設備!(MDP-XP規格連結在這裡)


然後給升壓電路板供電,再透過輸出的地方用電表量測電壓輸出值,再用一字起子調整到抽水幫補需要的12V。


調整後,把升壓模組的輸出端焊接到抽水幫浦的正負極。


升壓模組的另一端就焊接在計時器模組的輸出上,下圖有標示接法。


電路部分焊接完成!


拿出MDP-XP電源供應器來供電,測試電路運作是否正常。


MDP-XP數位可程式電源供應器還可以觀察輸出的電壓、電流、變化波形。


確認電路沒問題後開始組裝。

確認矽膠管安裝會不會卡到什麼的。

MDP-XP數位可程式電源供應器觀察輸出電流與功率,都在將來行動電源USB輸出的範圍內,完美!

完成了!

來試試看吧!原本10多公斤抬不動的水桶,終於有新生力軍幫忙抬水了。


試試看抽水機器人,先透過行動電源供電,你也可以在盒子裡加裝鋰電池也行,這樣就不用再準備行動電源。


插上二條矽膠管,將進水口接到水桶,出水口接到濾水器。


擺好後透過遙控器開啟運轉。


然後可以多抽幾次知道裝滿露水器水箱的時間,之後只要一鍵裝滿即停,這是選擇定時器電路的目的。 (科技始終來自於惰性XD~)


終於在一家之主不在時,也可以自己裝水了!把它取名為”不求人”好了XD

整個製作過程也同步拍成影片呦~看完記得點讚跟關注,霸托霸托~~~

 

(本文經同意轉載自刺蝟幫的部落格,原文為DIY計時抽水機器人- 製作原理&選料剖析;責任編輯:王姵文)

刺蝟幫

Author: 刺蝟幫

儀器和工具可以像是精品般的存在,卻又同時兼顧傳統設備的效率及效能! Hedgehog刺蝟幫盼能集結志同道合的好友,做技術上的交流成長與討論,共同打造下一個專屬商品。

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