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快適に寝れる睡眠装置をつくってみる その4 -エアコンと袋の製作-

前回更新から2週間ちょい経ってしまいました。
あれからそこそこ進みました。

装置のガワには布団圧縮袋を使うことにしまして、計算上では要求の2倍以上の強度を実現できることを確認しました。
IMG_3899.jpg


とりあえず、袋に空気を送り込んで実際に問題がないか確かめたいと思うので、吸気口(エアコン)と袋の部分を作ります。

CFNbKr1VEAI5miy.jpg

□吸気口(エアコン)の製作
送風機とコンプレッサからの2入力と袋への1出力で、通常時に送風機からの入力、酸素カプセル時にコンプレッサからの入力に切り替えます。左側のモータで弁を開け閉めして、入力を切り替えます。
入力された空気はペルチェ素子で冷えた(温まった)ヒートシンクを通り袋の中に送り込まれます。

通常時
吸気口通常
酸素カプセル時
吸気口酸素カプセル
ちなみに、コンプレッサ側より送風機側の入り口が大きいのは、送風機は馬力が小さく細いホースだと空気を送れないからです。

ペルチェ素子は片側の面から熱をもう片側の側の面に移動させる素子です。
電気を流すことで片側の面が冷え、もう片側の面が温まります。
電気の極性を反転することで移動方向がかわるので、冷房にも暖房にもできます。

実際に作ったものです。
IMG_3882.jpg
IMG_3883.jpg

ファンに挟まれてみえませんが、中にヒートシンクとペルチェ素子が付いています。
IMG_3847.jpg
IMG_3855.jpg

送風機は市販のものを使います。
IMG_3890.jpg

吸気口へホースをつなぐ口だけ作ってつけてやります。
IMG_3897.jpg

コンプレッサも市販のものです。
静音を優先して選んだために、ちょっと馬力が足りない感じがしているので場合によってはもう少し大きいものに替えます。
IMG_3711.jpg


□袋の製作
布団圧縮袋は布団の半分くらいのサイズしかなく小さいので、8分割して貼り合わせてつくります。
IMG_3894.jpg

とりあえず切り出しは完了。現在貼り合わせる作業中です。
IMG_3903.jpg
IMG_3905.jpg

貼りあわせ方ですが、ゴム系接着剤で貼りあわせた後、端をコーキングで固めて空気漏れを防ぎます。計算上の強度は抜群です。
接着


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快適に寝れる睡眠装置をつくってみる その3 -詳細設計完了-

前回の構想から詳細設計をしました。
それぞれの装置の配置、機能を決めました。
詳細設計_寝るマシン

□通常時
送風機から排気口まで空気を流して、途中の吸気口のエアコンで温度を適温に、加湿器で湿度を60%以上に保ちます。

□酸素カプセル時
通常時と同様に温度と湿度を保ちつつ、コンプレッサからの圧縮空気をリリーフバルブから排気して気圧を1.3に保ちます。

□安全面
気圧はセンサにより監視し、もし高い値になったら、送風機に切り替え、排気口を開放します。
図にはありませんが、血中酸素濃度計を装着し、もしSPO2が低い値になったら、送風機に切り替え、排気口を開放します。


内部にいる間は暇なので、コントローラの付近からUSB、HDMI、コンセント、ステレオ端子を外部から引けるようにして、音楽を聞いたりできるようにします。
照明もつけてちょっとした作業もできるようにします。

注文した部品がまだ届かないので製作には入っていませんが、だいたいこんな形でいこうと思います。



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全力で快適に寝れる睡眠装置をつくってみる その2

前回から2週間ほどたちまして,Twitterの方では部分的に写真を上げていますが,
システム構成自体が変わったので紹介します.

前回はこんな構成でした.
構想

あれから改良した構成がこれです.
酸素カプセル構成2

これは次の2パターンの動作で使い分けます.

□快適にねるときの動作
足元の送風機から空気を送り,頭の排気口から出し常に空気を新鮮に保ちます.
入ってくる空気はフィルタを通すので埃や細菌などを含みません.いわゆるクリーンルーム状態になります.
また,空気はエアコンを通過するので睡眠に適した温度に設定できます.
湿度は部屋の中に加除湿器でもおいて50%くらいにしておきます.

□酸素カプセル時の動作
送風機だと気圧を上げるのに出力が足りないので,コンプレッサからの空気供給に切り替えます.
コンプレッサの能力は3気圧を超えていて少し危険なので,念のためレギュレータで1.35気圧に落とします.
先ほどの排気口を使うと空気が沢山漏れて1.3気圧にならないので閉じて,
かわりにリリーフバルブから1.3気圧を超えた分を排気します.
(今回の酸素カプセルは1.3気圧とします.酸素生成はしないので酸素濃度は普段の空気とかわりませんが,気圧を上げることで血中に溶ける酸素量を増やす方式を採ります.)

※安全面
酸素カプセル時に空気が循環しなくなると窒息してしまうので
リリーフバルブは3つ並列につけ,どれかの排気機能に障害がでても補えるようにします.
また,気圧計,血中酸素濃度計を装着し,規定値を外れたら警告音を鳴らし排気口を解放するようにします.

酸素カプセルは,運動後や疲れてるときにやるのが効果的なので,週に数回程度使うことを考えています.
とにかく僕は毎日疲れてしかたがない,この世の全てが煩わしいので,熟睡できる環境がほしいのです.
それで,ぐっと疲れた日は酸素カプセルで回復したいのです.



この連休中に各部の設計が終わり,3Dプリンタで出力も終えました.
軽く紹介しますが,どんな風に動作するかは組上がってから説明しようかなと思っています.

□エアコン部分
送風機とコンプレッサからの入力を切り替えます.
送られてきた空気をペルチェ素子によって冷やすか温めるかします.
2.png
image3.jpg


□排気口部分
寝るときは開放,酸素カプセル時には閉鎖します.
3.png
image2.jpg


□リリーフバルブ部分
1.3気圧になると自動解放するリリーフバルブを付けるだけの穴です.
4.png
image1.jpg


ここから,空気漏れを防ぐための塗装や部品の組み立て方を考えるわけですが・・・なかなか面白そうですね.
また,ぼちぼち進めていこうと思います.


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全力で快適に寝れる睡眠環境を作ってみる その1

どうも、社会人になりました。
回路師です。
新しい環境で、新しい仲間でできて新鮮な日々を送っています。

以前、製作した全力で朝快適に起こしてくれるマシンですが、
今は寮生活で使えないので実家においています。

【全自動】快適・確実に朝起してくれる装置作ってみた


あの装置実際に使っていて気づいたことがひとつ。
睡眠が足りていないと、快適に起こされても、だるくて快適ではない点です。
早起きしても、昼間眠くてはあまり意味がありませんし、根本的な部分
つまるところ、睡眠自体を見直すべきという結論になりました。

そこで、今回は『快適に寝れる睡眠環境』を人工的に作ろうとおもいます。
構想はこんな感じ。
構想


この装置はシンプルながらも、空気の清浄、布団の乾燥、気温の調整、酸素カプセルの機能を備えています。

①空気の清浄
ホコリが原因で寝つきが悪くなることがあります。
集塵フィルターを通しコンプレッサから空気を流入させ
排気口へ流すことでクリーンルームに近い原理で内部のホコリを除去します。
ついでに、部屋全体の空気も綺麗になります。

②布団の乾燥
布団が湿ってカビが生えたり、寝つきが悪くなることがあります。
①のお陰で空気が流動しているので直ぐに乾燥します。

③気温の調整
薄い掛け布団をかける場合、20~25度が適温とされています。
流入口にヒーターとクーラーをつけて外気温によって使い分けます。

④酸素カプセル
酸素カプセルは酸素を多く摂取することで疲労や怪我などを回復するものです。
週に2回、1.2~1.3気圧で90分ほどすごすことで効果があるそうです。
排気口に弁をつけて気圧の調整をします。

コンプレッサは出力が5気圧ほどで危険なので
流入口にレギュレータを設けて1.3気圧に減圧します。
流入口や排気口がつまると呼吸できなくなってしまうので
コンプレッサーに負荷がかからない程度に、保険で小さい穴をたくさんあけておきます。

そして、結構難しいと思うのが、人間の出入り口です。
いまのところは布団圧縮袋みたいなファスナーにしようかなと思っています。

湿度の調整もしたいのですが、装置が複雑になるので今回はパスです。
作ってみて様子をみてみます。

以上、暇をみつけてちょくちょく作っていこうと思います。


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趣味がロボットと動画製作です。
便利な機械やあほなマシンの動画を投稿しています.

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