這個項(xiàng)目完全是從頭開始構(gòu)建的，從一個重新使用的CPU風(fēng)扇和一個自定義驅(qū)動板開始控制它。我們設(shè)計(jì)了一個緊湊的外殼，整齊地容納了所有的組件，使它既實(shí)用又干凈。

目的很簡單：為我的新辦公桌創(chuàng)造一個可靠的焊接輔助裝置。我沒有抽煙器，所以我決定自己做一個，這是為我的工作空間量身定制的，具有我真正需要的功能。

為了提高可用性，我們增加了一個內(nèi)置光源，照亮焊接區(qū)域，這在精密任務(wù)中是一個巨大的幫助。風(fēng)扇和燈都通過單獨(dú)的按鈕控制，每個按鈕都提供四步調(diào)光循環(huán)：

?第一個壓力機(jī)激活50%的功率

?第二次按壓提升至75%

?第三臺壓力機(jī)達(dá)到100%滿壓

?第四次按壓關(guān)閉輸出

整個系統(tǒng)運(yùn)行在外部12V電源上，通過安裝在設(shè)備后部的直流桶插孔連接。排氣方面，我們使用的是從一臺舊電腦上回收的12V 0.18A的PC風(fēng)扇。我們還提供了一個DIY的煙霧過濾器，很容易更換，在你工作時保持空氣清潔。

本文將引導(dǎo)您完成完整的構(gòu)建，從概念到最終組裝，因此讓我們開始構(gòu)建吧!

材料要求

這些是構(gòu)建過程中所需的組件。

?定制pcb(由PCBWAY提供)

?樹莓派PICO 2

?AO4406 N通道Mosfet IC SOIC8封裝

?10 k電阻

?8205S Mosfet SOT23-6封裝

?AMS1117 3.3 v

?10uf 1206封裝電容器

?1uf 1206封裝電容

?M7二極管SMA

?12v PC風(fēng)扇

?桶形直流千斤頂

?4x4觸覺按鈕

?2835暖白色3.3V LED

?3歐姆1206封裝電阻

?連接電線

?3D打印的部分

?M2螺絲

設(shè)計(jì)

我們通過將直流風(fēng)扇的3D模型導(dǎo)入Fusion 360，開始了這個項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)。從那里，我們在它周圍建了一個長方體。外殼的一半容納風(fēng)扇，而另一半包含光源，兩個按鈕和Pico驅(qū)動電路。

后半部分的特點(diǎn)是一個開關(guān)PCB與兩個4x4觸覺按鈕，每個頂部有一個定制的開關(guān)執(zhí)行器。我們還添加了一個圓形LED PCB，配有四個溫暖的白色LED作為光源。為了軟化和擴(kuò)散光線，在LED PCB上放置了一個擴(kuò)散器。

為了控制整個設(shè)置，我們設(shè)計(jì)了一個長Pico驅(qū)動PCB，其中包括樹莓派Pico和支持組件。后蓋被添加到外殼中，其中包含一個直流桶插孔，用于通過外部12V電源為系統(tǒng)供電。

在風(fēng)扇上方，我們在外殼上創(chuàng)建了一個圓形開口，并設(shè)計(jì)了一個定制的烤架，可以加壓到位。這個烤架允許風(fēng)扇從前面吸進(jìn)煙。在后蓋上，我們增加了另一個圓形部分與烤架和頂部側(cè)開口。這個區(qū)域是用來容納吸煙材料的，允許風(fēng)扇將空氣從前面拉出來，并通過后面的過濾器部分。

最后，我們設(shè)計(jì)了一個底座支架，支架可以安全地將抽煙器的上半身固定在支架上。對于外殼和蓋子，我們使用透明的PLA。支架和支架用白色PLA印刷，而開關(guān)執(zhí)行器、前風(fēng)扇格柵和格柵蓋用橙色PLA印刷，以創(chuàng)造一個干凈的雙色美學(xué)。

電路設(shè)計(jì)

電路原理圖分為三個主要部分：Pico設(shè)置，AMS1117穩(wěn)壓器和MOSFET開關(guān)配置。

這個項(xiàng)目的核心是樹莓派Pico，它是主要的微控制器。為了從12V電源供電，我們添加了一個AMS1117穩(wěn)壓電路，將電壓降至3.3V，適合Pico的操作。

為了控制直流風(fēng)扇和LED，我們使用配置為電子開關(guān)的mosfet。在這種設(shè)置中，負(fù)載的正極連接到VCC，而負(fù)極連接到MOSFET的漏極。當(dāng)控制信號施加到柵極時，MOSFET導(dǎo)通，完成電路并為負(fù)載供電。這使得Pico可以使用低壓GPIO信號切換大電流設(shè)備，如風(fēng)扇和led。

我們使用AO4406 MOSFET驅(qū)動直流風(fēng)扇，使用8205S MOSFET驅(qū)動LED。LED PCB由四個串聯(lián)的SMD LED和一個限流電阻組成。

驅(qū)動器和LED pcb都是通過從3D模型中跟蹤電路板輪廓來設(shè)計(jì)的，確保在外殼內(nèi)完美配合

PCBWAY服務(wù)

電路板設(shè)計(jì)完成后，我們訂購了三種不同的pcb。PICO驅(qū)動板PCB和LED PCB都訂購了白色阻焊和黑色絲印。對于Switch PCB，我選擇了帶有白色絲網(wǎng)的紫色阻焊板，并將Gerber文件上傳到PCBWay的報(bào)價頁面進(jìn)行制造。

質(zhì)量非常好——干凈的表面，鋒利的絲印，一切都與設(shè)計(jì)完美匹配。

在過去的十年中，PCBWay通過提供出色的PCB制造和組裝服務(wù)而脫穎而出，成為全球無數(shù)工程師和設(shè)計(jì)師值得信賴的合作伙伴。

此外，PCBWay正在組織第八屆PCBWay項(xiàng)目設(shè)計(jì)大賽，這是一個全球性的活動，邀請制造商，工程師和創(chuàng)新者展示他們最具創(chuàng)意的建筑。在電子，機(jī)械和AIoT類別中，這是一個分享您的工作，與社區(qū)聯(lián)系并爭奪令人興奮的獎品的絕佳機(jī)會。

如果你想以合理的價格獲得優(yōu)質(zhì)的PCB服務(wù)，你可以看看PCBWAY。

LED PCB組裝

?我們從LED PCB組裝過程開始，該過程首先使用焊接點(diǎn)膠注射器向每個LED足跡添加錫膏。在這里，我們使用63/37 Sn/Pb錫膏。

?接下來，我們挑選并放置所有SMD組件，其中包括四個LED和一個電阻，到LED PCB上。

?然后我們抬起PCB并將其放在回流加熱板上，從下面加熱到錫膏的熔化溫度。當(dāng)PCB達(dá)到200°C時，錫膏融化，所有組件都安全地連接到它們的焊盤上。

開關(guān)PCB組件

接下來是開關(guān)PCB組裝，非常簡單。我們只需要選擇并將4 × 4觸覺按鈕放置到指定位置即可。

然后，我們翻轉(zhuǎn)電路板，用烙鐵焊接所有的按鈕墊。

微型驅(qū)動組件

現(xiàn)在是Pico Driver PCB組裝過程，首先在所有SMD組件墊片上添加焊膏。這個驅(qū)動板不包含任何通孔組件，所以我們只需要進(jìn)行SMD組裝。

我們一個接一個地挑選和放置所有SMD組件，從樹莓派Pico開始，然后是較小的組件，如MOSFET ic，電阻和電容器。

一旦一切到位，板被轉(zhuǎn)移到回流熱板，加熱PCB到錫膏的熔化溫度。當(dāng)達(dá)到200°C左右時，錫膏熔化并將所有組件安全地粘合到其焊盤上。

布線過程

我們通過參考所提供的接線圖開始連接過程。首先，將直流風(fēng)扇的正負(fù)線連接到驅(qū)動電路上指定的fan端子上。

接下來，我們將LED PCB的正負(fù)引線連接到LED端子。

然后在交換機(jī)PCB的A、B和GND端子上接三根線。

然后將它們路由到Pico驅(qū)動器電路，導(dǎo)線A連接到GPIO4，導(dǎo)線B連接到GPIO5， GND線連接到GND引腳。

主要代碼

這是我們?yōu)檫@個項(xiàng)目準(zhǔn)備的代碼，它是一個簡單的!

我們首先定義每個組件的引腳分配：

接下來是狀態(tài)跟蹤。這些變量跟蹤每個輸出的當(dāng)前狀態(tài)(0到3)。

我們增加了一個Debounce Logic，通過在有效的按下之間強(qiáng)制200ms的延遲來防止錯誤觸發(fā)按鈕反彈。

在設(shè)置函數(shù)中，我們?yōu)镻WM設(shè)置輸出引腳，并為按鈕設(shè)置帶有內(nèi)部上拉電阻的輸入引腳。

這是風(fēng)扇按鈕邏輯，每個按鈕按下循環(huán)風(fēng)扇通過50%，80%，100%和關(guān)閉。

同樣，我們已經(jīng)設(shè)置了LED按鈕邏輯，其工作原理與風(fēng)扇相同。

我們在這里添加了PWM控制功能(applyPWM)，狀態(tài)值轉(zhuǎn)換為PWM占空比，其中值128對應(yīng)于大約50%的功率，204代表大約80%，255提供全功率，0完全關(guān)閉輸出。

風(fēng)扇框組件

定位風(fēng)扇在前框內(nèi)后，我們把PICO驅(qū)動器在其適當(dāng)?shù)奈恢瞄_始前框組裝過程。

外殼開關(guān)組件

在將兩個3d打印的開關(guān)執(zhí)行器放置在前外殼的相應(yīng)位置后，使用熱熔膠將Switch PCB固定到位。

輕型組件

我們首先將LED PCB傳遞到位于外殼光部分的插槽中。一旦對齊，使用兩個M2螺釘將其固定到位。

接下來，我們從前面安裝LED擴(kuò)散器;它被設(shè)計(jì)成緊貼在PCB上，確保干凈均勻的光線傳播。

外殼組裝

直流桶千斤頂安裝在機(jī)箱的后蓋上。我們已經(jīng)添加了一個圓形的開口，其中千斤頂是使用包括螺母固定。

直流插孔的正負(fù)極焊接到Pico驅(qū)動器電路的VCC和GND焊盤上。

接下來，將蓋子放置在外殼的背面，并使用4顆M2螺釘緊固。

最后，我們將前格柵安裝在風(fēng)扇上方的圓形開口上;它被設(shè)計(jì)成可以在適當(dāng)?shù)奈恢冒踩丶訅喊惭b。

煙過濾器

對于煙霧過濾器，我們使用一塊折疊的棉布，將其放在后蓋上的煙霧過濾器支架內(nèi)。

然后將過濾器格柵放置在支架頂部，并使用三個M2螺釘固定。這種設(shè)置將棉花過濾器牢牢地鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?

當(dāng)風(fēng)扇從前部吸入空氣時，它會通過這個過濾部分。煙霧顆粒被困在棉布中，有助于凈化空氣，使工作空間更安全。

雖然棉布可以很好地用于基本過濾，但可以通過將其替換為碳過濾器來改進(jìn)設(shè)置，碳過濾器可以提供更有效的煙霧吸收和更好的整體性能。

總裝

我們現(xiàn)在開始通過使用M6螺母和螺栓將基礎(chǔ)持有人連接到前外殼的最后組裝過程。該接頭允許抽煙器傾斜并根據(jù)需要調(diào)整其角度。

接下來，我們使用兩個額外的M6螺母和螺栓將底座支架固定到底座支架上。這一步完成后，整個抽煙器的組裝就完成了，可以使用了

結(jié)果

這種緊湊而強(qiáng)大的構(gòu)建提供了一個功能齊全的DIY抽煙器與集成光源。盡管它的體積很小，但它充滿了智能功能，包括可調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，可調(diào)光照明，定制設(shè)計(jì)的外殼和可更換的煙霧過濾器。

系統(tǒng)的核心是Raspberry Pi Pico，它可以輕松地處理控制任務(wù)。它管理兩個mosfet驅(qū)動兩個獨(dú)立的12V負(fù)載-風(fēng)扇和燈-所有通過一個簡單的雙按鈕接口。

無論您是焊接精細(xì)部件還是在昏暗的條件下工作，這個提取器都能保持您的工作空間清潔，安全和光線充足。

本文編譯自hackster.io