Доработка схемы бытового вентилятора с датчиком влажности

Блог пользователя Mikl604 на DRIVE2. Итак, имеется 3-этажный таунхаус. Соответственно 3 санузла, по 1 на этаже (вот свезло, так свезло!). Вентиляция естественная, вытяжки по этажам расположены в этих самых санузлах, а на первом ещё и на кухне, и в гостиной. Вентканалы везде индивидуальные, выведены вроде верно, не забиты. В процессе от…

Доработка схемы бытового вентилятора с датчиком влажности

Умный вентилятор для санузла (или как из простого сделать сложное)

Итак, имеется 3-этажный таунхаус. Соответственно 3 санузла, по 1 на этаже (вот свезло, так свезло!). Вентиляция естественная, вытяжки по этажам расположены в этих самых санузлах, а на первом ещё и на кухне, и в гостиной. Вентканалы везде индивидуальные, выведены вроде верно, не забиты. В процессе отделки было замечено, что вентиляция периодически опрокидывается, то из одного отверстия начинало дуть в обратную сторону, то из другого, то из нескольких сразу. Понятно, окна – пластик. Приточных клапанов нет, это в дальнейшем, пока открываем на микропроветривание. Но, как показывает практика, естественная тяга при температуре более +25С уже не так эффективна, даже с приточными клапанами. Короче, надо будет с системой вентиляции ещё разбираться. А пока решил побороться со следствием.
Речь пойдет о вытяжном вентиляторе в санузел, всё равно он там нужен. Простейшая «жужжалка» никак не устраивала. Смотрел, что есть в продаже, с датчиками и таймерами, но того, что хочется, там нет. Попробую добавить ему «ума», коль у самого не хватает разобраться с причиной.
Соответственно, нарисовалось вот такое техзадание:
1. Санузел совмещенный, душевая кабина + туалет. Т.е. необходимо удаление запахов и влажности.
2. Вытяжные каналы везде индивидуальные, проблем со сторонними запахами нет, никому не мешаем.
3. Вытяжка выполняет так же функции общей. Приток пока через микропроветривание, в дальнейшем – приточные клапаны в каждой комнате.
4. Будут установлены обратные клапаны для блокирования обратной тяги.

Что хочу:
1. Быстрое удаление неприятных запахов.
2. Удаление лишней влажности.
3. Поддержание естественной тяги.
4. Энергоэффективность (работа только в случае необходимости).
5. Комфорт (отсутствие сквозняков, шума).
6. Простота подключения (отсутствие лишних проводов).
7. Возможность оперативной настройки.

В соответствии с этими хотелками был выбран вот такой вентилятор. Выбран из наличия, в основном по соотношению внешний вид/цена, чтоб полностью отверстие закрывал, был приятен на взгляд и недорогой. Выбор, кстати, был не очень большой. Вариант «купить готовый навороченный» не рассматривался по причине отсутствия такового, да и так не интересно.

• Эл.мощность 16Вт. Даже если гонять круглосуточно, набежит порядка лишних 50 рублей в месяц.
• Производительность 185м3/час. Перебор, конечно, но какой есть. С учетом борьбы с обратной тягой может и нормально.
• Уровень шума – 35дБ. Шумноват, однако.
• Скорость одна. Пониженную придется делать самому. Двигатель асинхронный, так что тут только конденсатором играться.
• Есть индикатор.
• Цена – меньше 1000р.
• Главное — передняя решетка легко снимается, много места под доп. элементы. Это несомненный плюс! Даже предусмотрено место под датчик влажности (есть и модели с ним, но гораздо дороже).
Вот он внутри, ничего лишнего, места много:

Работа видится так. Основное: пока кто-то есть, вентилятор должен работать тихо и только при необходимости, не создавая дискомфорта. Пока никого нет, быстро проветрить, подсушить и обеспечить тягу, не сильно шумя при этом.

 Вентилятор должен включаться на пониженной скорости (или переключаться на неё):
• через 1 минуту после включения света, если свет был погашен более, чем за 5 минут до этого (первичное проветривание при наличии человека);
• сразу после включения света, если свет был погашен менее, чем за 5 минут до этого (незаконченное проветривание, кто-то зашел вслед за другим);
• при выключенном свете и влажности более 65% (удаление повышенной влажности).

 Вентилятор должен включаться на полной скорости (или переключаться на неё):
• на 5 минут при выключении света, если свет горел более 1 минуты, или после предыдущего выключения прошло менее 5 минут (удаление запахов);
• при выключенном свете и влажности более 80% (удаление высокой влажности);
• на 30 минут при выключенном свете и отсутствии тяги (поддержание тяги).

 Вентилятор должен выключаться (если был включен):
• сразу после включения света, если свет был погашен более, чем за 5 минут до этого (запахов нет);
• сразу, после выключения света, если он горел менее 1 минуты и до этого был погашен более, чем за 5 минут до включения (удаление запахов не требуется);
• через 5 минут после выключения света, если свет горел более 1 минуты (запахи удалены);
• при выключенном свете и влажности ниже 65% (влажность в норме);
• при выключенном свете и наличии тяги (естественная тяга);
• при включенном свете, если после включения быстро повышаются температура и влажность (включен душ).

 Измерения влажности/температуры постоянно, с интервалом 10 секунд.
 Отображение значений влажности/температуры только при включенном свете.
 Опрос датчика тяги с интервалом 10 секунд.
 Если устройство по какой-то причине зависнет, произойдет автоматический перезапуск.
 Если датчик температуры/влажности неисправен, то он исключается из работы, а вентилятор будет считать, что влажность всегда повышенная и работать соответственно.

Возможность ручной подстройки параметров:
1. порог освещенности, по которой определяется включение света = присутствие человека (обучение под конкретные условия);
2. задержка включения вентилятора относительно включения света (минуты, от 0 до 15, с шагом 1);
3. задержка выключения вентилятора относительно выключения света (минуты, от 0 до 30, с шагом 1);
4. минимальная влажность, при которой вентилятор отключается (проценты, от 40 до 70, с шагом 5);
5. максимальная влажность, при которой вентилятор включается на полную скорость (проценты, от 50 до 80, с шагом 5);
6. время непрерывной работы вентилятора в режиме поддержания тяги (минуты, от 10 до 30, с шагом 5);
7. возможность отключения вентилятора при работе душа (да/нет);
8. приращение влажности для определения включения душа (проценты, от 1 до 10, с шагом 1);
9. приращение температуры для определения включения душа (градусы, от 1 до 10, с шагом 1).

Схема отлажена в симуляторе, спаяна. Сейчас завершается монтаж.

Пока не выкладываю, ещё не оттестирована «вживую», возможны изменения. В общих чертах — 2 платы, на одной контроллер с реле, на другой БП и индикаторы. Индикаторов 2 сдвоенных семисегментных LED высотой 2.5см: синий на влажность и красный на температуру. Версия 1 (пробная, пока без датчика тяги):
• Настраивается только порог освещенности.
• Измерение и индикация влажности/температуры.
• Контроль исправности датчика.
• Отключение индикации при выключении света.
• Включение вентилятора на пониженной скорости через 1 минуту после включения света.
• Если до включения свет был выключен менее 5 минут, или влажность более 80%, то после включения света вентилятор сразу включится на пониженной скорости, без минутной паузы.
• Включение вентилятора на полную скорость после выключения света.
• Работа вентилятора на полной скорости 5 минут после выключения света.
• Работа вентилятора на пониженной скорости при выключенном свете, если влажность больше 65%.
• Работа вентилятора на полной скорости при выключенном свете, если влажность больше 80%.

Если кому интересно, присоединяйтесь. У меня опыта с такими вентиляторами нет, только буду набирать. И с датчиком тяги надо репу почесать, как проще сделать.

Датчик влажности для вентилятора

Датчик влажности вентилятора называется гигростатом. В некоторых моделях заботливо встроен заранее, такие рекомендуется брать в дом. Относительно прочих гигростатов, приборы выпускают комнатными, канальными в зависимости от места измерения параметров. Первые просто вешаются на стену, служат своеобразными реле, управляют вентилятором, вторые – снабжены длинным щупом, проникающим внутрь воздуховода для контроля среды. Допускаем, можно отдельно достать датчик влажности, на основе сенсора собрать гигростат самостоятельно, скорее диковинка, нежели повседневность. Фирма хочет забрать прибыль от изготовления прибора.

Гигростат – прибор, оценивающий уровень влажности

Гигростат мало отличается от термостата. Задачей прибора считается смыкание-размыкание контактов реле в зависимости от количества паров в воздухе. Упомянули, гигростаты бывают комнатными, канальными, делятся количеством контуров:

  1. Одноконтурные.
  2. Двухконутрные.

Ряд продолжим до бесконечности. Каждый контур представлен реле, управляющим отдельным устройством. Допускается подключить вентилятор, увлажнитель воздуха самодельной конструкции.

Реализуется полная схема контроля микроклимата помещения. С точки зрения влажности, естественно. Вентилятор вытяжной с датчиком влажности в паре дают возможность включения оборудования в автоматическом режиме. Гигростаты настраиваются на порог срабатывания с некоторым гистерезисом. При увеличении влажности прибор дает сигнал, сохраняет, пока значение параметра опустится ниже порога на некоторую величину, последняя называется шириной петли гистерезиса.

Приведем возможные схемы работы гигростата:

  • Изменение диэлектрической проницаемости среды меж обкладками конденсатора приводит к вариациям емкости. Имеется школьная формула, где зависимость прослеживается напрямую. От содержания воздухом паров диэлектрическая проницаемость изменяется, результат фиксирует измерительный прибор.
  • Резистивный метод эксплуатирует явление изменения сопротивления специального материала, контактирующего с влажным воздухом (оксид алюминия).
  • Оптические измерения задаются целью оценить прозрачность воздуха, годятся целям определения наличия в воздухе газов, дыма, пара.
  • Изменение длины синтетического волокна часто используется для определения относительной влажности. Некоторые сорта тканей обладают специфичными свойствами, информация используется многими гигрометрами. Вентилятор с увлажнителем воздуха будет работать, пока длины нитей не достигнут заданных, затем питание прибора отключается.

  • Термисторный мост, составленный уравновешенными плечами способен фиксировать наличие паров воды воздуха. Один элемент заключен колбой, заполненной чистым азотом, второй – контролирует параметры среды. Чтобы не вводить читателя в заблуждение, упомянем: термистор – синоним терморезистора. Разогреваются током до высокой температуры, затем отдают тепло. Во влажном воздухе процесс проходит проще. Поговорим подробнее.

Термисторный мост образуется двумя резистивными делителями. Одно плечо образовано реостатом (потенциометром) обыкновенного резистора. Сегмент позволяет выполнить настройку на нужное значение. Во второе плечо входят два упомянутых термистора: в колбе, на воздухе. Середины соединены мостом, откуда снимается результирующий эффект работы системы. В начальный период схема находится в равновесии, выходной ток равен нулю. Пары воды изменяют условия охлаждения чувствительного термистора, баланс нарушается. Эффект используется для переключения состояния реле запускать вентиляторы влажных помещений.

Читайте также  Как работает фонарь с датчиком движения?

Принцип действия гигрометра на термисторах

Принцип действия следующий. Азот колбы и наружный воздух изначально одинаковой температуры. Затем терморезисторы начинают нагреваться. Азот быстрее, воздух медленнее приближаются к рабочей температуре 200 ºС.

Стеклянную колбу выбрали по нескольким соображениям:

  1. Металлическая быстро окисляется, либо возникает необходимость красить. Нужны грунт, дополнительные технологические циклы, удорожает стоимость изделия, увеличивает немаленькую инерционность.
  2. Стекло инертно, плохо проводит тепло, но в достаточном объеме. При разной температуре воздуха аналогичное количество паров будет давать разную относительную влажность. Из-за инерции датчики могут давать сбои при похолодании, резком нагреве.

В результате усилий получаем принцип действия психрометра. Во влажном воздухе условия охлаждения чувствительного термистора лучше предоставляемых сухим азотом. Факт вызывает срабатывание реле влажности вентилятора, приводя к постепенной нормализации атмосферы. Гистерезис обусловлен инерционностью прибора.

Гигрометр своими руками

Понимаем, многие жаждут собрать датчик влажности вентилятора своими руками. Целям самоделкиных может пригодиться современная цифровая аппаратура:

  1. Сенсоры температуры и влажности DHT11 и DHT22.
  2. Устройство ввода-вывода, обработки информации на платформе Arduino.

Arduino – микропроцессорный комплект, базирующийся на дешевых микроконтроллерах, имеет полностью открытые схемные реализации. Каждый выяснит в интернете, из каких комплектующих собрать печатную плату, найдет руководство, посчитает стоимость. Подключить вентилятор с датчиком влажности к связке не будет составлять труда. Самым любопытным моментом становится возможность взаимодействия системы с персональными компьютерами. Имеются библиотеки драйверов, призванные выполнять указанные операции. Умный дом своими руками? Именно так… если ума хватит.

Учитывая современные цены гигростатов, имеется великое искушение собрать вентилятор вытяжной с датчиком влажности своими руками. Порекомендуем решать задачи посложнее. Объединяя нескольких видов оборудование единой сетью. Рассмотренный Soler&Palau часто устанавливает датчик влажности вентилятора на оборудование, большого смысла изобретать велосипед нет. Если собрать домашний увлажнитель, попробовать заставить работать совместно с вентиляцией, ситуация смотрится интереснее. Не повредит пару схем разработать.

Допустимо подобрать аналоговый датчик влажности воздуха вентилятора. Примером послужит оборудование фирмы Honeywell:

  1. ИНН3602;
  2. ИНН3605;
  3. ИНН3610.

Принцип действия основан на конденсаторном методе. Пугают незнакомые слова: «платиновые электроды», «специальная полимерная изоляция». Оборудование едва ли стоит дешево, начните изучение вопроса в случае надобности. Собрать схему измерения аналогового параметра, тарировать датчик тоже задача нелегкая будет.

К совмещенным сенсорам температуры и влажности относятся изделия фирмы Regeltechnik:

  • RFF для внутренних помещений;
  • AFF для внешней среды.

Заметьте, о термисторах речи не идет. Возможно какой-то редкий метод, непопулярный.

Канальные датчики влажности

Обмолвились, созданы канальные гидростаты, как применять, остается неясным. В промышленности несложно найти объяснение. Электростанция контролирует кучу параметров, включая ph-фактор сточных вод. Повышенная влажность канала вентиляции расценивается системой автоматизированного управления неправильным функционированием оборудования. Дома, в частном коттедже. Вентилятор канальный с датчиком влажности попросту излишний. Бессилен контролировать параметры среды.

Если канальный вентилятор работает одновременно, снабжая несколько комнат, появляется влага в канале, послужит сигналом повышения оборотов двигателя. Например, происходит, когда система работает на режиме, близком холостому. Подключение вентилятора с датчиком влажности вкупе представляет собой мощный тандем для экономии энергии. Работа на полную катушку начинается только при возникновении необходимости.

Допустимо управлять по такому принципу работой рекуператора, схожего оборудования. Режим функционирования экономит энергию.

Рекомендуется поддерживать относительную влажность в рамках 40 – 60%. Иногда возникает задача обратная осушению. Вентилятор с увлажнителем способен довести параметры до нормы в автоматическом режиме. Имеет собственный встроенный гигростат, генератор пара на ультразвуковом элементе, лопасти, гоняющие воздух по комнате. Хороши летом в сухом климате. Заручившись помощью потенциометра, цифровой системы управления, вентиляторы способны в одиночку побороть недостатки природы. Погоды плохой нет, микроклимат – часто оставит желать лучшего.

Песня спета сегодня про датчики влажности. Когда у отечественных производителей, дилеров пропадет мания шпионажа, раскроют подробнее технологии, обещаем вернуться к теме, обсудить подробнее. Не забывайте, низкая влажность вредит иммунитету. Точнее говоря, ослабит слизистые покровы.

Блок управления вытяжкой в ванной на микроконтроллере v.4

Блок управления вытяжкой в ванной на микроконтроллере (МК) ATmega 8 и цифровом датчике влажности SHT10.

Как и на кухне, вытяжка в ванной штука нужная, и так же как и кухонные вытяжки они как правило с ручным управлением, вот для автоматизации этой процедуры данный блок и предназначен.

Ну а поскольку это уже 4-я версия кратко расскажу о предыдущих версиях и выложу по ним все материалы, что остались.

v.1 была сделана на дисплее Nokia 3310 с емкостным датчиком влажности HCH-1000-002

В прилагаемом архиве все сохранившиеся по этой версии материалы, в том числе и исходник на С в CodeVisionAVR.

v.2 емкостной датчик влажности HCH-1000-002 заменен на цифровой SHT10

Внешний вид остался без изменений.
В прилагаемом архиве все сохранившиеся по этой версии материалы, в том числе и исходник на С в CodeVisionAVR.

v.3 дисплей Nokia 3310 заменен на 1202

По этой версии осталось минимум информации, только плата и схема, но поскольку она все же была, упоминаю о ней.

Версии 1 и 2 изначально были опубликованы мной на портале datagоr.ru, но без исходников и там ограниченный доступ к материалам статей.

Здесь я выкладываю все материалы в том числе и исходники на С в CodeVisionAVR.

v.4 на дисплее Nokia 1202 с цифровым датчиком влажности SHT10 и с новой, полностью автоматической программой.

Схемы

Схема процессора

Схема очень похожа на схему от блока управлением кухонной вытяжки, за исключением датчика и стабилизатора напряжения, он импульсный и выполнен на LM2576, силовая часть так же выполнена на MOC3041 и BT139.

Схема дисплея

Блок индикации стандартный, примененный мною уже в нескольких проектах, на дисплее Nokia 1202.

Платы

Плата процессора

Плата дисплея

Дисплей сначала припаивается со стороны деталей, затем заворачивается и фиксируется на двухсторонний скотч. При необходимости можно еще зацепить за уголок тонкой проволчкой. Чтобы не повредить

шлейф дисплея плату в месте перегиба желательно скруглить, чтобы не было острых углов.

Плата датчика

Поскольку датчик расположен в другой плоскости относительно основной платы,

он вынесен на отдельную плату.

Под кнопки плата не делалась, изначально кнопки вместе с платой взяты от старого монитора.

Но сами кнопки были заменены

Подключение

Сетевое питание и вентилятор подключаются через клемник

Разъем для внутрисхемного программирования и кнопка сброс подключаются через разъем J2

Дисплей и клавиатура подключаются через разъем J1

Датчик подключается к разъему J3

Управление

Для управления предусмотрены 4 кнопки: Menu, Up, Down, Ok

Кнопка сброс и разъем внутрисхемного программирования расположены снизу

Рабочий режим

В рабочем режиме эти кнопки действуют следующим образом:
Menu – переход в режим настроек
Up – Переход в ручной режим с включением вентилятора
Down – Переход в ручной режим с выключением вентилятора
Ok – Переключение Ручной/Автоматический режим

Режим настроек

В режиме настроек кнопки действуют следующим образом:
Menu – Переход в рабочий режим
Up – Увеличение значения выбранного параметра
Down – Уменьшение значения выбранного параметра
Ok – Цикличное перемещение, сверху в низ по пунктам меню

Индикация

1 — Температура
2 — Текущая влажность
3 — Сохраненное значение влажности.
4 — Индикатор цикла измерения влажности (1 цикл 60 секунд, 6 ступеней по 10 секунд)
5 — Индикатор режима Ручной/Автоматический
6 — Время работы вытяжки

Режим подсветки индикатора включается в режиме настроек и когда включен вентилятор.

Прошивка МК

Прошиваем FLASH и EEPROM, файлы прилагаются.

Фьюзы

Выставляем следующим образом

Настройка

Правильно собранное и прошитое устройство начинает работать сразу и в аппаратной настройке не нуждается.

Установки и принцип работы

1 раз в 10 секунд происходит считывание данных с датчика и индикация текущей влажности и температуры.

1 раз в 60 секунд происходит обработка считанных данных и сохранение текущего значения влажности.

В результате в момент окончания каждого цикла имеется 2 значения влажности, текущее (actual) и сохраненное (memory)

Параметр DELTA%Rh это разница значений текущего и сохраненного значения влажности.

Вкл DELTA%Rh — порог включения вентилятора

НеВкл DELTA%Rh — порог не включения вентилятора (ну так я назвал этот параметр) это порог после которого включаются защитные циклы.

Выкл DELTA%Rh — порог выключения вентилятора

Цикл — количество защитных циклов включаемых после достижения порога не включения (3-20)

Таймер — таймер работы вентилятора, в ручном режиме и в автоматическом режиме, когда включен вентилятор, включается таймер. По истечении времени, в минутах, установленного в этом параметре вентилятор выключится, устройство перейдет в автоматический режим и сохраненное значение влажности станет равным текущему, максимальное значение 90 минут. Этот таймер введен для полной автоматизации процесса, чтобы исключить ситуацию, когда вентилятор по каким либо причинам может остаться включенным на длительное время.

Яркость — яркость подсветки дисплея 0-255

Память — это сохраненное значение влажности, при необходимости его можно задать вручную.

Примечание: параметр времени используемый в таймере несколько условный, микроконтроллер синхронизирован от внутреннего генератора, также на таймер влияют прерывания, в итоге время слегка плывет, но в данном случае такой точности более чем достаточно.

Для более наглядной демонстрации принципа работы прилагаю график

На графике изображено изменение DELTA%Rh

Участок графика А , до достижения точки не включения 1 , по окончанию каждого цикла сохраненное значение влажности сравнивается с текущим, т.е. DELTA%Rh обнуляется.

После достижения точки 1 включаются защитные циклы, участок В , количество защитных циклов указывается в настройках, т.е. сколько циклов сохраненное значение влажности не будет изменяться, если в течении этого времени DELTA%Rh не достигнет точки 2 , точки включения вентилятора, тогда по окончании защитных циклов, в точке 6 , DELTA%Rh обнуляется. Если же за время защитных циклов DELTA%Rh достигнет точки 2 , точки включения вентилятора, то по завершению текущего цикла, точка 3 , включается вентилятор.

Читайте также  Какой датчик движения лучше выбрать для улицы?

При снижении DELTA%Rh ниже точки 4 , точки выключения, по достижении конца текущего цикла, точка 5 , происходит выключение вентилятора и обнуление DELTA%Rh.

Все это может показаться излишне сложным и запутанным, но данный алгоритм необходим, чтобы отличить плавное, климатическое, изменение влажности от резкого, искуственного. Именно в этом главное отличие этой версии от всех предыдущих. Возможно все это можно реализовать и как то иначе, может быть проще, но у меня получилось именно так и результат меня полностью устраивает.

В архиве вся информация по устройству: схемы, платы в формате DipTrace, монтажные платы в формате jpg, прошивка. Также прилагаю небольшое видео работы устройства.

У меня эта версия устройства работает без проблем уже более года, но тем не менее

Помните это все таки не профессиональное устройство, поэтому стандартно предупреждаю: Если Вы будете собирать это устройство, Вы собираете его на свой страх и риск, автор не несет никакой ответственности за последствия использования этого устройства!

Доработка схемы бытового вентилятора с датчиком влажности

Недавно столкнулся с тривиальной задачей — управление вытяжным вентилятором дома в ванной комнате.

Казалось бы чего проще, подключил его к выключателю света и готово. Но, время работы света непостоянно и может быть недостаточно для уменьшения влажности, хотя данную проблему можно решить установкой таймера. К тому же, моим близким очень не нравится работающий вентилятор при принятии водных процедур, так как он «создает холодный ветер».

Вторым очевидным решением было просто посадить вентилятор на отдельный выключатель и предоставить управление человеку. Но человеческий фактор таков, что вентилятор постоянно забывали включать, а если включали, то выключать. Эффективность работы вентилятора быстро стремилась к нулю.

Пришлось подключить к делу свое увлечение Arduino и несложными микроконтроллерами.

Пораскинув мозгами сформулировал

Требования к устройству управления

  1. устройство управления должно работать в автоматическом режиме;
  2. вентилятор должен включаться от повышения влажности;
  3. включение вентилятора не должно зависеть от текущего уровня влажности в квартире;
  4. вентилятор должен работать, когда в ванной комнате никого нет;
  5. устройство управление должно быть максимально простым и дешевым;

Выбор элементной базы

Прототип данного устройства создавался на отладочной плате Arduino Uno китайского производства:

Конечное устройство создавалось по принципу «я тебя слепила из того что было». Все элементы были приобретены ранее на просторах интернета под различные проектики или выдраны из неработающих устройств:

  • микроконтроллер Atmega328P-PU с панелькой;
  • макетная плата;
  • датчик температуры и влажности DHT11;
  • двухразрядный семисегментый индикатор CPS03621BR от неработающих часов;
  • фоторезистор из коробочики с радиолюбительским хламом;
  • стабилизатор напряжения на LM2596;
  • симистор BT137;
  • оптосимистор MOC3061 для гальванической развязки;
  • кнопка и несколько резисторов

В качестве источника питания подошел LED driver 3×1вт от светильника, который вполне справился с питанием импульсного стабилизатора LM2596.
В качестве корпуса была применена кроссовая коробочка от старой АТС.

Схема устройства

На индикатор CPS03621BR даташит найден не был, поэтому выводы находились при помощи батарейки методом тыка. Индикатор оказался с общим анодом. Схема расположения катодов:

Вентилятор управляется при помощи симистора BT137.
Схему подключения взял с сайта avr.ru

Если кто-то вздумает повторять — ОСТОРОЖНО, на корпусе симистора напряжение 220В.

Алгоритм работы

Микроконтроллер с периодичностью раз в 10 секунд меряет влажность и температуру.
Влажность циклически накапливается в архиве из 6 значений. Если текущая влажность выше первой из архива более чем на 3% либо абсолютное значение влажности выше 85%, значит нужно включать вентилятор.
Вентилятор включается на 20 минут при отсутствии света на фоторезисторе.
Кнопка принудительно включает вентилятор на 20 минут (если он не работает) или выключает (если работает).
Все константы в алгоритме подбирались эксперементальным путем.

Индикатор циклически показывает текущую температуру, влажность и таймер обратного отчета.
Точка второго разряда горит, если требуется понижение влажности и мигает, если подана команда на включения вентилятора.

Полностью логику работы прибора можно описать конечным детерменированным автоматом.
Входной алфавит автомата состоит из следующих событий (в порядке приоритетов):

  • нажата кнопка ручного режима;
  • сработал датчик влажности;
  • горит свет;
  • не горит свет;
  • сработал таймер работы вентилятора.

Множество состояний:

  1. режим ожидания, вентилятор не работает, тайме отключен;
  2. требуется включение вентилятора, вентилятор не работает, таймер (при)остановлен;
  3. вентилятор работает в автоматическом режиме, таймер включен;
  4. вентилятор работает в ручном режиме, таймер включен;

Ну и таблица переходов состояний автомата:

Программирование

AVR-studio и прочих монстров я устанавливать не стал, а обошелся опять же тем, что было — IDE Arduino.

Как подготовить контроллер для работы в среде ARDUINO IDE описано в этой статье
Контроллер прошил на 8МГц с внутренним резонатором и отключенным контролем напряжения питания.

Скетч и библиотеки, использованные в проекте

  • Arduino DHT library для работы с датчиком DHT11
  • Seven Segment Display для работы с семисегментным индикатором.
  • Скетч контроллера управления влажностью

Проблемы

Первой проблемой, с которой столкнулся в реализации — не работал датчик DHT11. На Arduino UNO все нормально, а на голом микроконтроллер не работает. Проблема оказалась в частоте работы контроллера и таймингам протокола опроса DHT.
В контроллерах, работающих на частоте 8МГц в библиотеке DHT нужно обязательно указывать задержку «3» (третий параметр в конструкторе класса) DHT dht(dhtPIN, DHT11, 3);

Второй проблемой стало произвольное срабатывание ресет и кнопки ручного режима. Виной всему были наводки с силовых проводов, проходящих недалеко от данных выводов. Сперва встроенный подтягивающий резистор микроконтроллера на соответствующих выводах был заменен на внешний 10К. Помеха уменьшилась, но не исчезла совсем. Контроллер периодически жил своей жизнью самостоятельно включая/выключая вентилятор.
Тогда я реализовал программное подавление помехи — кнопка опрашивалась подряд 10 раз с задержкой 10мс и только при наличии всех 10 срабатываний признавалось нажатие кнопки.

Готовое устройство выглядит так:

Супруга посмотрела на унылую коробочку непонятного цвета и сделала ей «декупаж»

Два месяца эксплуатации контроллера прошло нормально и особо переделывать ничего не хочется.

вентиляторы с датчиком влажности

В этой статье подробно рассмотрим характеристики и области применения вентиляторов с датчиком влажности, которые стали особенно популярны в последнее время и, не в последнюю очередь из-за достаточно доступных цен на такие приборы. Скажу, что еще десять лет назад вентиляторы с датчиком влажности стоили очень дорого.

Устройство и принцип работы вентилятора с датчиком влажности.

Отличие вентиляторов с датчиком влажности от обычных, состоит в том, что в такие вентиляторы встроен чувствительный элемент, который реагирует на изменение уровня влажности, реле, которое замыкает электрическую цепь и таймера (точно такого, как в вентиляторе с таймером), который по сути и управляет вентилятором с датчиком влажности.

Но зачем же в вентиляторе с датчиком влажности нужен таймер? Как уже упоминалось выше, именно таймер управляет вентилятором с датчиком влажности. Давайте разберемся на примере включения и отключения корректно подключенного вентилятора с датчиком влажности. Схема подключения вентилятора с датчиком влажности аналогична схеме подключения вентилятора с таймером и представлена на рисунке ниже.

Из этой схемы видно, что от линии (фазы) на освещение, сняты два провода на вентилятор (L) и (SL). Так вот провод (L), идет непосредственно на двигатель, а провод (SL) — это провод информационный. То есть когда человек включает свет, сигнал подается на плату, а реле в свою очередь замыкает цепь электродвигателя вентилятора и вентилятор таким образом будет работать все то время, пока включен свет. Когда же свет выключается (на плату перестает поступать сигнал), вентилятор продолжает работать, потому что активируется таймер вентилятора и в дальнейшем уже таймер дает команду на отключение электродвигателя (время отключения устанавливается поворотом винта, расположенного под крышкой вентилятора в легко доступном месте, время отключения может регулироваться в диапазоне от 2 до 30минут). То есть пока включен свет, чувствительный элемент (датчик влажности) ни каким образом не влияет на работу вентилятора с датчиком влажности.

А вот когда свет выключен (ну то есть в помещении никого нет), начинает проявлять себя датчик влажности. Если уровень влажности превысит значение, установленное на вентиляторе (устанавливается поворотом винта, расположенного под крышкой прибора.), то вентилятор заработает, но встает вопрос, через какое время вентилятор отключится? Иногда ошибочно полагают, что вентилятор отключится когда упадет уровень влажности, однако это не так. На самом деле, после того, как датчик влажности запустил вентилятор, опять активируется таймер, и таким образом вентилятор отключится через время, заданное таймеру, точно так же, как и в первом рассмотренном случае.

На рисунке выше хорошо видны три клемы для подключения и регулировочные винты («таймера» — красного цвета под надписью timer и датчика влажности — синего цвета под надписью «hygro»). Регулировочные винты расположены в легко доступном и для перенастройки Вам не потребуется демонтировать вентилятор с датчиком влажности.

Области применения вентиляторов с датчиком влажности.

Из сказанного выше, необходимо понять следующее:

1.Применение вентиляторов с датчиком влажности не всегда продуктивно при использовании в ванной комнате, по той причине, что вентилятор будет все время откачивать воздух, пока человек находится в ванной, что в свое очередь может привести к определенному дискомфорту (попросту будет холодно), что разумеется нежелательно. Но что делать, если обычный вентилятор, не говоря про естественную вентиляцию, не справляется со своими функциями и вентиляция таким образом функционирует не достаточно эффективно?

Тогда, немного изменив схему подключения можно запускать и отключать вентилятор с датчиком влажности принудительно, ну то есть при входе надо будет в ручную включать вентилятор, для этого достаточно будет поставить еще один размыкатель на участке (L), однако каждый раз входя и выходя, необходимо будет включать и выключать вентилятор, и к тому же тогда не будет срабатывать таймер, который докачивает воздух как было описано в первом примере. Можно применять еще некоторые «хитренькие приемчики», которые будут имитировать сигналы на плату, и которые знает любой электрик, однако не будем на них заострять внимание, потому что все эти приемы, как и в рассмотренном примере требуют участие человека, и автоматикой это уже назвать сложно, но порой, при крайней необходимости идут и на такое управление. Однако, ни в коем случае не стоит использовать такой вентилятор с датчиком влажности в обычной ванной комнате. Получится, что и денег много за прибор отдадите, а сделаете еще хуже установив такой вентилятор. Используйте все нетрадиционные схемы подключения вентиляторов с датчиком влажности в ванной комнате только при крайне необходимости, а для подключения такого вентилятора с датчиком влажности стоит пригласить профессионального электрика.

Читайте также  Датчик движения в видеорегистраторе принцип работы

Отдельного упоминания стоит на мой взгляд наиболее уместный и рациональный из не стандартных вариантов подключения вентилятора с датчиком влажности вариант, при помощи импульсного выключателя (типа звонок входной двери), для ознакомления, пожалуйста посетите страницу «вентиляторы с таймером».

2. Используя вентиляторы с датчиком влажности в ванной комнате, обязательно обеспечьте приточку воздуха (если для этого щелей между полотном и дверной коробкой не хватает), установите дверные приточные решетки внизу дверного полотна, этого будет вполне достаточно. Помните, если не будет достаточной приточки, вентилятор будет очень часто срабатывать и работать по большей части в холостую.

Оптимальным же будет использовать такие вентиляторы с датчиком влажности, которые подключены по схеме предложенной производителем в подвалах, овощехранилищах и прочих помещениях, где человек бывает не часто и в тоже время необходимо наличие функционирующей вентиляции.

Еще одна схема подключения вентиляторов с таймером и с датчиком влажности и таймером!

Советуем внимательно ознакомится с данной схемой подключения, поскольку по отзывам многих покупателей и специалистов, эта схема даже более актуальна, чем схема предложенная производителем.

Отличается эта схема от предложенной производителем тем, что: 1) провод (SL) снимается до, а не после выключателя лампочки освещения. 2) на самом участке (SL) установлен дополнительный выключатель.

Преимущества такой схемы в том, что запустить такой вентилятор можно не включая свет (например когда сохнет белье или работает стиралка), а если же кто то принимает душ, то работающий вентилятор может создать определенный дискомфорт, как уже указывалось выше, это второе преимущество данной схемы! То есть Вы сами включаете вентилятор, когда это потребуется, а чтобы его отключить, необходимо выключить клавишу на участке (SL), вентилятор же отключится через время заданное таймером.

Как это работает на примерах: 1) Человек просто зашел помыть руки, надо включить клавишу на участке (SL), а когда помыли руки — выключить клавишу на участке (SL), вентилятор же отключится через время заданное таймером! (причем не важно включает в это время человек свет или нет).

2) Необходимо интенсивно просушить белье, просто включаете клавишу на участке (SL), а потом отключаете когда посчитаете нужным. Вентилятор опять таки отключится через время заданное таймером и опять таки не обязательно включать свет.

3) Человек принимает душ, опять же запустить и остановить вентилятор можно, когда сами посчитаете нужным. Приняли душ, включили и сразу же выключили клавишу на участке (SL), вышли из ванной, выключили свет, вентилятор же отключится опять таки через время заданное таймером!

Но есть и недостатки у такой схемы:

1) Можно забыть отключить вентилятор, поскольку он ни как не связан с включением света, поэтому, если Вы просто зашли помыть руки, то включите и сразу же выключите клавишу на участке (SL), вентилятор отключится через время заданное таймером.

2) Дети и пожилые люди едва ли будут делать соответствующие действия, то есть, как и указывалось выше это скорее полуавтоматика.

ПРИМЕЧАНИЕ. В качестве выключателя на участке (SL) используют обычные выключатели для освещения,установленные в наиболее удобном месте.

Все, что сказано выше, касается и вентиляторов с датчиком влажности и таймером, только такой вентилятор еще будет сам запускаться, при превышении уровня влажности, заданного регулятором влажности, даже когда выключатель на участке (SL) в положении Выкл.

По моделям Cata e100gth (двухскоростные с таймером, датчиком влажности и цифровым дисплеем), есть определенные особенности, почитайте статью внизу, на главной странице!

Внимание. Вентиляторы с таймером и с датчиком влажности и таймером должны подключать только профессиональные электрики с соответствующим допуском.

Внимание. Иногда спрашивают, почему на последней схеме показана лампочка с питающими участками, ведь смысл схемы — не зависеть от включения освещения, мол можно взять линии (L) и (SL) вообще от другой линии , или вообще линию (L) снять от одной линии, а (SL) от другой, а лампочку от третьей? Дело в том, что подразумевается, что подключение вентилятора с таймером или с датчиком влажности и таймером идет к линии для освещения ванной комнаты или сан-узла (что и происходит в большинстве случаев), соответственно гарантировано принудительное отключение общим автоматом (по безопасности), кроме того, это наиболее рациональная схема (от одной линии) и эта схема почти не отличается от предложенной производителем. Снимать же «фазу» от неизвестных (произвольных) линий также не правильно по безопасности.

Все это знают специалисты, поэтому еще раз напоминаем, что подключать такие вентиляторы должны профессиональные электрики с соответствующим допуском.

Внимание. При использовании выключателей типа цепочка-шнур., самостоятельно вмонтированных в корпус вентилятора, гарантия осуществляться не будет, согл. действующего законодательства.

Как сделать вентилятор в ванной комнате «умным»

Каким образом можно автоматизировать стандартный домашний вентилятор, чтобы он мог выключаться и выключаться в зависимости от показателя влажности и температуры в ванной комнате?

Для этого нам понадобится одна из систем Умного дома, которых в настоящее время на рынке огромное количество. Точнее пользователю понадобится умный контроллер и датчик температуры/влажности.

Первым делом мы рассмотрим как же автоматизировать вентилятор с помощью системы Xiaomi.

Сразу скажу, что в отлитии от систем Broadlink и Sonoff, которые мы рассмотрим ниже, c Xiaomi будут небольшие трудности в решении этой задачи

Для начала нам потребуется датчик температуры от Xiaomi – это новое удобное устройство в классическом для умного дома от компании Xiaomi стиле. Данное устройство поддерживает систему связи ZigBee и, также как и остальные датчики в системе Умного дома от Xiaomi, он синхронизируется с вентилятором (если в данном случае речь ведется именно о нем) через основной рабочий шлюз Xiaomi Gateway.

Датчик температуры у нас есть, хаб для управления датчиком тоже, но как отправлять самим вентилятором?

Вот тут и возникает трудность, так как у умного дома Xiaomi нет в ассортименте реле то для управления вентилятором понадобится ИК пульт от Xiaomi. Минус в том что в вентиляторе должна присутствовать возможность управления по ИК сигналу, что не возможно будет сделать с обычным дешевым вентилятором.

Также стоит учитывать то, что инструкция по сборке системы Умного дома обычно напечатана на китайском, но все же в ней присутствуют подробные чертежи. Сами чертежи простые для понимания даже для неподготовленного человека. Они понятны и практически не требуют пояснений.

Идем по дальнейшей инструкции и жмем клавишу датчика на 5 сек., далее ее можно отпустить.

Разместите датчик в удобном месте. Необходимо лишь помнить, чтобы для его работы было недоступным для воды.

Xiaomi имеет датчик влажности, также как и большая часть китайских приборов для системы Умный дом. Благодаря минималистическому внешнему виду, такая система Умный дом отлично встанет в любом помещении.

Тоже популярная компания, которая позволяет приобрести отдельные компоненты для подключения вентилятора — такие как контроллер BroadLink SC1 и систему контроля за температурой и влажностью A1 e-Air.

Датчик данной фирмы также имеет имеет встроенный микроконтроллер, который имеет управление через Wi-Fi со смартфона.

Как автоматизировать вентилятор в ванной комнате с помощью компонентов «BroadLink»

  1. Настраиваем датчик влажности по инструкции: для его подключения нам стоит зайти в программу управления «IHC».
  2. Далее стоит нажать на «Добавить новое устройство».
  3. После всех манипуляций, стоит разместить датчик в удобном для вас месте и измерять температуру и влажность в ванной.
  4. Подключаем контроллер BroadLink SC1 к вентилятору
  5. Настаиваем в приложение нужный сценарий (вуаля, вентилятор автоматизирован!)

Компания производит модули и датчики с прямой системой подключения. Используемый софт — eWeLink.

Чтобы реализовать такую задачу, как автоматизация вентилятора вам достаточно приобрести лишь реле Sonoff TH16 к которому прилагается датчик температуры и влажности. С помощью проводов подключаем реле к вентилятору и уже через 10 минут управляем вентилятором со смартфона или программируем автоматические сценарии.

Основная особенность датчиков этой фирмы заключается в их удобстве использования и компактности. Также датчик отличается сверх легкостью. Он может свободно крепиться к практически любой гладкой поверхности в помещении, например, к кафелю в ванной комнате.

Выводы

Подводя выводы можно сказать что автоматизировать вентиляцию проще с помощью систем умного дома от BroadLink или Sonoff.

Алексей Бартош/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Gk-Rosenergo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: