Датчик влажности воздуха для вентилятора в гараже

Автоматическая осушающая вентиляция для гаража и подвала

Всем привет! Хочу поделиться своим опытом экономичного осушения гаража с помощью вентиляции, управляемой микроконтроллером. Изначально был сырой гараж, в подвале гаража гигрометр показывал 100% влажность, в самом гараже в районе 85%. В подвале был конденсат на стенах и потолке, песчаный пол подвала также был влажный.
Было решено установить автоматику на управление канальным вентилятором. Идею подобного устройства подсмотрел в интернете, реализовал самостоятельно. В чем идея: микроконтроллер измеряет относительную влажность и температуру в подвале и на улице (два датчика DHT22), и включает вентилятор только при условии более сухого уличного воздуха. Сравнение идет по абсолютной влажности, в граммах воды на кубометр. Для контроля вся информация выводится на небольшой дисплей. Микроконтроллер через реле управляет тремя вентиляторами, подключенными в параллель, суммарной производительностью 500 кубометров в час и суммарной потребляемой мощностью около 60 Вт/ч (300 м3/ч на вытяжной трубе из подвала и 200 м3/ч на приточных трубах у противоположной стены). В принципе достаточно было бы и одного вентилятора на вытяжку, но процесс осушения был бы медленнее, хотелось побыстрее получить результат.
После установки системы на гараже пришлось бороться с зависаниями микроконтроллера, связанными с питанием – на гаражах нестабильное напряжение с импульсными помехами, но в конечном итоге всё получилось. Также редактировалась программа микроконтроллера, был поиск лучшего места расположения датчиков и прочие наладочные работы. Устанавливал в конце лета, погода стояла жаркая,
Итак, результат. Сырость из гаража ушла через неделю, а подвал высох до 75% влажности где-то недели через три-четыре, стены, потолок и песок на полу теперь сухие. Вентиляторы поначалу работали почти постоянно, отключались только во время дождя, когда влажность на улице была максимальной. Теперь включаются всё реже и реже, поддерживая сухость.
Затраты на электроэнергию в первый месяц использования были около 1$, с каждым месяцем всё меньше, не подсчитывалось.

Себестоимость системы: микроконтроллер Ардуино + 2 датчика + релейный модуль + дисплей + блок питания + 3 канальных вентилятора = 50$.

Эффективность осушения можно оценить следующим образом. Допустим влажность на улице ниже гаражной на 1 г/м3. При таких условиях один вентилятор производительностью 100 м3/ч выведет за час 100 г воды из подвала, затратив на это 14 Вт электроэнергии. Итого получаем цифру примерно 7 г воды на 1 ватт электроэнергии. При разнице влажностей в 10 г/м3 эффективность будет уже 70 г/Вт. Конечно же, эффективность зависит от погоды и постепенно уменьшается по мере осушения помещения, но стоимость осушения по сравнению с другими техническими способами будет самая что ни на есть минимальная.

Второе подобное устройство было установлено в подвале частного дома, перестал быть сырым также примерно в течение месяца.

Источник

Датчики влажности воздуха для управления вентиляцией

Высокая влажность в помещении практически неизбежно приведет к появлению в нем грибка и плесени. Для борьбы с такими явлениями существуют автоматизированные системы вентиляции, запускающиеся по срабатыванию специальных сенсоров. Сердце такого комплекса — датчик влажности. Существуют и отдельно устанавливающиеся в вытяжку или просто в комнату вентиляторы с датчиком влажности.

Что такое датчик влажности

Как следует из названия, это сенсор, улавливающий уровень влажности в помещении и сообщающий о нем владельцу. Иначе такое устройство называется гигрометром. Некоторые гигрометры способны не просто фиксировать уровень влажности, но и выполнять определенные действия — например, включать вентилятор или вытяжку через исполнительные приспособления или напрямую.

В зависимости от места размещения они делятся на внутренние и наружные. Первые предназначены для домов, квартир (к примеру, датчик влажности в ванную), цехов так далее, а вторые устанавливаются на улице и регистрируют параметры наружного воздуха. Их второе название — атмосферные датчики.

Бывают как встроенные в вентиляторы устройства, так и сенсорные блоки внешнего исполнения, соединяющиеся с ведомым оборудованием посредством проводного или беспроводного интерфейса. Существуют аналоговые варианты, но большинство выпускаемых сегодня представителей этого семейства относятся к цифровым.

Принцип работы похож на функционирование термостата. В отличие от последнего, устройство срабатывает при изменении влажности, а не температуры. Порог срабатывания, как правило, выставляют на 40 %. Включившись, чувствительный элемент сенсора воздействует на встроенное реле. Оно замыкает цепь, подающую питание на двигатель вентилятора, и автоматизированная вытяжка запускается.

Где купить

Приобрести необходимое оборудование можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Разновидности

Гигрометры делятся на несколько видов.

Важный плюс этого типа – взаимозаменяемость и отсутствие необходимости в калибровке. Также они долговечны и служат, в среднем, около пяти лет.

Но срок службы снижается при работе в неблагоприятных средах, например, в парах химических веществ, технических масел и так далее.

Емкостные. Главный их элемент — конденсатор. При изменении параметров окружающего воздуха меняется емкостная характеристика конденсатора, вызывая срабатывание датчика. Принцип действия такого гаджета называется «конденсатор с воздушным зазором. Влажность воздуха влияет на его диэлектрическую проницаемость. С изменением уровня водяных паров изменяется и емкость конденсатора. Существуют и более сложные варианты, где воздух заменен диэлектрической прослойкой; они несколько точнее, но плохо работают с уровнями влажности менее 0.5 %. Хотя в бытовом использовании такие значения возникают редко, поэтому недостаток малозначителен.

Весьма популярны тонкопленочные гигрометры с несколькими дополнительными датчиками температуры для более точных измерений и компенсации отклонений.

Термостатные. Они имеют иной принцип работы. Термостатный гигрометр несет в себе соединенные друг с другом термисторы. Рост влажности приводит к прямо пропорциональному увеличению значения напряжения. Внутри прибора имеются два резистора — открытый и изолированный. Разница температур порождает разность сопротивлений на термисторах, что служит индикатором влажности.
В основном такие модули используются в промышленной и бытовой технике наподобие микроволновых печей и сушильных машин.

Возможные дополнительные функции:

включение по датчику движения, чтобы вентиляция запускалась только во время присутствия человека;
проветривание — запуск вентилятора в «тихом» режиме;
таймер — работа несколько минут после приема ванной для быстрого высушивания воздуха;
оснащение обратным клапаном. Он предотвращает проникновение неприятного запаха, пыли и прочих частиц;
дополнительное декоративное освещение;
настройка мощности;
часы на передней панели, и другие.

Преимущества гигрометров

Плюсы таких приборов весьма значительны:

они быстро выводят наружу влажный воздух и не дают ему застояться;
экономия электричества. Если обычную вытяжку или вентилятор в условиях колебаний влажности приходится держать постоянно включенными, то датчик включит и выключит прибор только при изменении характеристик выше/ниже заданных;
автоматизация. Не нужно вручную включать вытяжное и вентилирующее оборудование.

Единственный минус — издаваемый вентилятором шум во время работы.

Рекомендуем к прочтению: как подключить датчик влажности воздуха к Ардуино и считать с него данные.

Применение

По направленности применения гигрометры можно разделить на виды:

для управления отдельным вентилятором;
для контроля над системой вентиляции.

Во встроенных системах вентиляции

Датчики широко применяются в оборудовании кондиционирования зданий. Их срабатывание на повышение влажности включает принудительную вентиляцию. Термозащищенный канальный сенсор в прочном корпусе можно разместить в вентиляционной шахте, оперативно отслеживать через него изменения характеристик среды и соответствующим образом менять режим работы. Так, например, промышленные ультразвуковые увлажнители при использовании подобного решения задействуются и деактивируются автоматически, что помогает экономить энергию и повышает общий ресурс приборов.

В вентиляторах

Бытовые вытяжные вентиляторы часто успешно функционируют под контролем гигрометров, помогая поддерживать нормальную влажность в 40–60 %. Сенсоры оперативно реагируют на смену характеристик воздуха и не позволяют влажности подняться выше определенного уровня. Такой подход радикально уменьшает шансы появления грибка или плесени, а подконтрольное помещение всегда будет обеспечено свежим воздухом.

Особенно актуально это для ванн, банных комплексов и подобных мест, где происходит постоянное взаимодействие с водой и высокой температурой.

Датчик влажности воздуха для управления вентиляцией, как уже говорилось, помогает экономить электричество. Кроме того, некоторые модели дооснащаются детекторами углекислого газа и помогают поддерживать свежий воздух. Встречаются образцы с таймером, запускающие вентилятор по расписанию.

Пример автоматизированной вытяжки для ванной комнаты

Обычно ванные снабжаются естественной вытяжкой или простыми вентиляторами, включающимися при зажигании света или отдельным выключателем. Все эти подходы обладают недостатками:

«естественной» мощности может не хватать для поддержания достаточной сухости, и ванная превращается во влажную горячую баню, в ней заводится грибок, плесень и так далее;
активирующаяся вместе со светом система постоянно потребляет ток, даже когда не нужна. Кроме того, она шумит, что может раздражать;
для отдельного варианта в ванную комнату понадобится поставить дополнительный выключатель, манипулировать которым каждый раз придется вручную.

Автоматизация поможет решить эти вопросы. К обычной вытяжке добавляется электронный контроллер с сенсором влажности, запускающий вентилятор только по необходимости (а также по таймеру и с пульта, если такие функции предусмотрены). Как только влажность превысит заданное пороговое значение — управляющая плата задействует вытяжку и быстро приведет характеристики воздуха к норме. Существуют качественные фабричные варианты, такие, как вытяжной вентилятор с датчиком влажности Soler&Palau Silent 100 CHZ или устройство Xiaomi Mi Temperature and Humidity Sensor (последний при этом интегрируется в экосистему «умного дома» Сяоми), но прибор можно сделать и своими руками.

Типичная система состоит из следующих компонентов:

цифровой датчик влажности для вентилятора (в данном случае это MP590);
контрольно-защитный блок с измерительной функцией. В примере используется плата с АЦП MP8037ADC;
корпус BOX-BM8037;
импульсный источник питания, подходящий к прочим компонентам. Чаще всего это блок питания на 0.5 А и 12 В. В нашем примере это PW1245.

MP590 представляет собой работающий по интерфейсу 1WIRE цифровой сенсор. Главная плата работает в трех режимах:

Такое решение универсально и способно стать основой почти любого проекта автоматизации. Внешний вид в корпусе:

Схема подключения вентилятора будет выглядеть следующим образом:

Для оптимальной чувствительности сенсор выносится за корпус.

Важно правильно выбрать место установки. Оно должно находиться рядом с вытяжкой, чтобы обойтись без прокладки длинного жгута проводов. Один из вариантов расположения приведен ниже:

После установки может понадобиться небольшая калибровка, в каждом случае она выполняется согласно инструкции для конкретного прибора. В работе с MP590 понадобятся следующие шаги:

предположим, что модуль измерил 40 % влажности;
необходимо зажать правую кнопку на 5 секунд, попасть в меню включения и задать там значение 100;
через три секунды гаджет принудительно закроет меню;
далее 5 секунд удерживается уже левая кнопка. Появится меню отключения. В нем следует задать 50. Еще через 5 секунд после этого устройство вернется в рабочий режим.

Заключение

Измеритель влаги — функциональное и простое устройство, которое помогает поддерживать комфортную атмосферу с минимумом затрат. Существуют домашние и промышленные варианты, для обычных вентиляторов и мощных вытяжек, но все датчики влажности выполняют единственную функцию — информировать, помогать сохранять сухость воздуха на заданном уровне и не допускать заплесневения поверхностей, появления грибка и прочих симптомов слишком высокой увлажненности воздуха.

В выборе датчика необходимо руководствоваться:

типом вентиляционной системы, которой он будет управлять (отдельный вентилятор, встроенная);
объемом обслуживаемого помещения;
характеристиками последнего — насколько велик в нем уровень влажности, которую понадобится контролировать. В крупных зданиях и на производствах все устройства и контроллеры вентиляции обычно объединяются в единый комплекс, централизованно управляемый специальной контрольной системой.

Энтузиасты могут попробовать своими руками собрать решение на базе любого понравившегося контроллера или микрокомпьютера, например, Arduino и Raspberry Pi, все устройства и компоненты для этого свободно продаются в любом магазине радиоэлектроники.

Видео по теме

Источник