Увлажнитель воздуха схема принципиальная

Увлажнитель воздуха схема принципиальная

Все началось примерно месяц назад, когда я загорелся идеей обзавестись увлажнителем воздуха для дома, для семьи. Облазил сайты магазинов бытовой техники и выяснил, что эти девайсы либо дорогие, либо плохие. В общем, так ничего и не выбрал. Как всегда в таких случаях пришла в голову мысль, а почему бы не сделать увлажнитель самому? Полез за инфой в Инет, а там много всяких вариантов кустарных устройств. Оказывается, на ebay можно купить отдельно утразвуковой парообразователь (вот такой, например) и на его основе изготовить увлажнитель! Не откладывая дела в долгий ящик, я купил в Китае этот самый ультразвуковой парообразователь и компьютерный вентилятор диаметром 120мм и стал ожидать посылки. Тем временем накидал схемку увлажнителя:

Так же при очередном посещении хозтоварного магазина был приобретен пластиковый контейнер емкостью в 6 литров. Все остальное нашлось в гаражных закромах.
Сегодня пришла посылка с недостающими деталями и мы со старшим сыном занялись сборкой.

Необходимость поддержания оптимальной влажности

Влажность воздуха – важнейшая его характеристика для человека. Наши работоспособность, самочувствие и настроение зависят от влажности воздуха. Для детей влажность воздуха имеет большее значение, чем для взрослых. Для человека комфортным является значение 60% . При такой влажности наиболее эффективно усваивается кислород, содержащийся в воздухе. Если относительная влажность воздуха меньше 45%, человек чувствует усталость, сонливость. Сухой воздух вызывает пересыхание слизистых оболочек носа и глаз, вызывает раннее старение кожи, ее шелушение. Для уменьшения негативных воздействий влажность воздуха необходимо поддерживать на уровне 45-60%. Делается это увлажнителями или народными средствами.

Обзор типов увлажнителей

  • Традиционными (механическими)
  • Паровыми
  • Ультразвуковыми

Механические увлажнители при помощи вентилятора прогоняют воздух через воду. Недостатки: шум, ограничение уровня влажности (не более 60%).

Паровой увлажнитель работает по принципу чайника. Недостатки: горячий пар, большая потребляемая мощность.

Ультразвуковой увлажнитель при помощи ультразвука превращает воду в холодный пар. Недостаток один – для него нужна дистиллированная вода. Достоинств много: бесшумность работы, малое потребление электроэнергии, возможность повысить влажность более 60% (важно в сухом климате), высокая производительность. Создание увлажнителя такого типа будет рассмотрено в статье.

Цены на комнатные увлажнители наиболее популярных моделей известных фирм стартуют от 6-7 тысяч рублей. Самодельный увлажнитель обойдется всего около 1500-2000 руб. в зависимости от имеющихся у вас в наличии компонентов.

Технические характеристики разрабатываемого увлажнителя

  • Измерение влажности и при необходимости включение испарителя.
  • Задание порога включения от 0 до 99% влажности.
  • Расчётная производительность испарителя 500-800 грамм воды в час (реальная получилась около 650-700 грамм в час).
  • Измерение температуры воздуха.
  • Измерение атмосферного давления.
  • Индикация заданного порога и измеренных величин.
  • Защитное отключение при низком уровне воды.

Составные части увлажнителя

Увлажнитель выполнен в виде трех блоков:

  1. Блок испарителя состоит из резервуара с водой с погруженными в нее ультразвуковыми излучателями, вентилятора и выходного патрубка.
  2. Блок электроники. В составе: микроконтроллер ATmega328, датчики влажности, атмосферного давления, блок вывода параметров, транзисторный ключ включения излучателей.
  3. Блок питания 220В — 12В 3А. Обеспечивает питание увлажнителя.

Блочная конструкция была выбрана из соображений удобства использования. Блок испарителя стоит на полке. Блок электроники на столе в удобном месте. Блок питания располагается за креслом, возле розетки 220В.

Блок испарителя

Блок испарителя выполнен из пластикового контейнера на 7 литров с крышкой. Крышка в центральной части не плоская, что делает невозможным установку вентилятора и выходного патрубка. Поэтому в крышке удалена верхняя часть и из алюкобонда вырезана вставка с отверстиями для крепления вентилятора и выходного патрубка.

В самом контейнере размещен поплавок из пенопласта, на котором закреплены излучатели.

Читайте также:  Телефон быстро разряжается с новым аккумулятором

Сделано это для того, чтобы при падении уровня воды в процессе работы глубина погружения излучателей оставалась постоянной. Защита от критического уровня воды встроена в ультразвуковые излучатели. Они имеют электрод, выступающий над корпусом. При падении уровня воды ниже электрода происходит выключение излучателя.


Ультразвуковой генератор тумана (Поиск на AliExpress)

Поиск излучателей велся на всем известном китайском сайте по ключевым словам Mist Maker. Стоимость одного около 200-250 рублей.

Я проживаю в степной части Казахстана. Влажность здесь очень низкая и в летние месяцы колеблется от 10 до 40%. В связи с этим в блок испарителя были установлены два излучателя для увеличения производительности. Заявленная производительность – 400 грамм воды в час для одного излучателя; напряжение питания 24В; ток потребления 800мА (на самом деле такой ток потребляется во время включения, буквально на полсекунды, а при постоянной работе колеблется около 200-250мА).

Воздух через контейнер прогоняет 120 мм компьютерный вентилятор, установленный в крышке контейнера. После нескольких первых суток работы выяснилось, что несмотря на воздушный поток от вентилятора крупные капли от излучателей долетают до нижней части вентилятора. Замокает плата двигателя, окисляются контакты, и мотор выходит из строя. Во избежание этого под вентилятором был установлен кусочек пластиковой сетки вырезанной из оконной антимоскитной сетки и на всякий случай плата двигателя и детали на ней были залиты лаком. Теперь мелкие капли сдувает потоком воздуха, а крупные попадают на сетку и стекают обратно в контейнер.

Выходной патрубок сделан из куска пластиковой канализационной трубы диаметром 50мм. Он вращается в крышке вокруг своей оси, давая возможность направлять струю пара в нужном направлении. В длину поток пара достигает 1,4-1,7 метров.

Также на крышке установлен преобразователь напряжения из 12В в 24В. До преобразователя от 12В запитан вентилятор, после преобразователя от 24В запитаны излучатели. Это сделано потому, что у меня в наличии был блок питания на 12В. Если использовать блок питания на 24В, необходимость в преобразователе отпадает.

Блок электроники

Основой является микроконтроллер (МК) ATmega328P-PU. Он занимается опросом сенсоров, выводом измеренных параметров, сравнением показателей с установкой и включением излучателей. На плате распаян 6-пиновый разъем ISP, для прошивки МК. Программа написана в среде Arduino IDE и заливается через USBasp-программатор.

Принципиальная схема увлажнителя

К микроконтроллеру для индикации данных подключены: через драйвер MAX7219 трехсимвольный семисегментный индикатор для вывода измеренных величин и двухсимвольный семисегментный индикатор для вывода значения порога включения излучателей, три светодиода для обозначения отображаемых данных. Назначение светодиодов:

  • горит красный светодиод — на трехсегментном индикаторе отображается температура,
  • горит желтый — отображается атмосферное давление,
  • горит зеленый – отображается относительная влажность воздуха.

Данные сменяются по кругу каждые 5 секунд.

Микросхема MAX7219 позволяет управлять светодиодными матрицами, линейками, отдельными светодиодами. Максимум можно подключить 64 светодиода или восемь семисегментных индикаторов. В микросхему отправляются данные в виде 16-ти битных пакетов. После отправки данные выводятся на индикаторы по принципу динамического управления. При управлении восемью семисегментными индикаторами частота обновления 800Гц. Микросхема управляется по интерфейсу SPI.


Проверка работы индикации после распайки MAX7219

Применение микросхемы MAX7219 и семисегментных индикаторов в моем случае обосновано в первую очередь их наличием и во вторую размером индикаторов. Отображаемые данные видно с 2-3 метров. При желании можно применить экраны от Nokia5110, OLED экран, TFT экран. Кому как удобнее.

Для измерения влажности применен датчик DHT-22 он же АМ2302. Этот датчик позволяет измерять влажность в пределах 0..99,9% с погрешностью 2% и температуру -40..+80 с погрешностью 0,5 градуса. Считывать значения можно не чаще, чем раз в 2 секунды. Диапазон питания 3,3-5,5В.

Читайте также:  Процессор intel core i5 4460s

Для измерения атмосферного давления применен датчик BMP180. Диапазон измерения давления 300-1100hPa. Диапазон измерения температуры -40..+85 градусов. Напряжение питания 3,3-5В. Подключение по протоколу I2C.


Проверка работы полностью законченной платы

Порог включения ультразвуковых излучателей задается переменным резистором, подключенным к аналоговому входу МК. Диапазон задания порога 0-99%.

Управление излучателями производится транзисторным ключом на MOSFET транзисторе 5N65. Можно использовать другой с напряжением более 30В и током более 2А.

В качестве корпуса для блока электроники использована емкость от дезодоранта. Нижняя часть прозрачной емкости отпилена и закрыта стандартным колпачком от такого же дезодоранта.


Внешний вид блока электроники

Схема довольно простая, поэтому была спаяна на макетной плате.

Блок питания

Для питания устройства используется блок питания с выходным напряжением 12В и максимальным током 3А.

Внутрь него установлен стабилизатор L7805 и сделан дополнительный выход 5В для питания блока электроники. Изначально этот стабилизатор был установлен в самом блоке электроники, но при работе он грелся, нагревал блок и датчики, чем сильно искажал показания температуры и влажности. После этого он был вынесен из блока электроники в блок питания.

Заключение

После нескольких недель эксплуатации выявлен только один недостаток, о котором было известно заранее. При использовании фильтрованной затем кипяченной и еще раз отфильтрованный воды на поверхностях в квартире остается белый налет примесей из воды. При использовании дистиллированной воды данный недостаток не наблюдается. Увлажнителем вся семья довольна.


Увлажнитель в работе

Увлажнитель воздуха, как и любой прибор, может сломаться в любой момент. Данную проблему лучше всего решить путём обращения в сервисный центр, где быстро определят причину, грамотно и с гарантией устранят неполадки. Можно попытаться разобраться самостоятельно, особенно если поломка оказалась не значительной. Тогда будут сэкономлены деньги и время.

Увлажнитель воздуха можно отремонтировать своими руками, что значительно сэкономит средства

Устройство и принцип работы увлажнителей

Увлажнители, в зависимости от способа насыщения влагой воздуха, подразделяются на несколько основных вида:

  1. Классические (холодного пара).
  2. Паровые.
  3. Ультразвуковые.

Каждый из них имеет свои принципиальные особенности устройства. Приборы классического вида состоят из следующих основных деталей:

  • корпус и панель управления;
  • вентилятор и электромотор;
  • поддон для жидкости;
  • диски увлажнения;
  • датчик контроля уровня влажности;
  • возможные дополнительные элементы – аромакапсула, фильтр, ионизирующий стержень с серебром в поддоне.

Схема устройства классического увлажнителя

Паровой увлажнитель состоит из следующих деталей:

  • корпус и панель управления;
  • ёмкость для жидкости с индикатором уровня;
  • фильтр;
  • поддон для воды;
  • нагревательный элемент;
  • камера парообразования;
  • датчик влажности;
  • возможные дополнительные элементы: сменная ароматическая капсула в распылителе.

Схема устройства парового увлажнителя

Вода из бака дозировано проходит через фильтр в поддон. Оттуда он выводится в блок парообразования, где под действием высокой температуры от нагревательного элемента переходит в газообразное состояние. Это дает возможность насыщать влагой, находящийся здесь, воздух.

Ультразвуковой увлажнитель воздуха имеет следующую схему устройства деталей:

  • корпус и панель управления;
  • бак для жидкости;
  • картридж с фильтром, содержащим ионы серебра;
  • вентилятор с электромотором;
  • камера парообразования;
  • датчик влажности;
  • ультразвуковая мембрана (похожа на обычный звуковой динамик, только работает в ультразвуковом диапазоне); генератор;
  • пьезоэлемент (преобразователь электрической энергии в механическую);
  • датчик контроля уровня воды в камере парообразования;
  • поворотный распылитель;
  • возможные дополнительные элементы: ультрафиолетовая лампа в зоне между камерой парообразования и каналом выведения пара к распылителю, блок пастеризации (нагрева) перед камерой парообразования.

Схема устройства ультразвукового увлажнителя

Как работает ультразвуковой увлажнитель? Воздух с помощью вентилятора попадает в камеру газообразования. Здесь он насыщается влажными парами, образованными от испарения воды под действием ультразвуковых волн от мембраны.

Вода, двигаясь к блоку парообразования, пропускается через фильтр. Увлажнённый воздух, поднимаясь к распылителю, обрабатывается ультрафиолетом. Таким образом, происходит двойная обработка среды перед выведением её в помещение.

Читайте также:  Разные ip адреса на одном компьютере

Неисправности: признаки и причины

Если увлажнитель сломался нужно выяснить причину поломки, её характер. В увлажнителе могут возникнуть следующие неисправности:

  1. Не происходит парообразования, но сам прибор работает.
  2. Прибор при работе слишком сильно шумит.
  3. Увлажнитель воздуха не включается.
  4. Течет бак для жидкости.

Сломаться прибор может под влиянием самых разнообразных факторов. Выделяют следующее наиболее распространённые причины поломок:

  • длительный срок эксплуатации, износ деталей;
  • попадание влаги на плату управления прибора;
  • наличие протечек жидкости;
  • использование загрязнённой воды;
  • образование налёта и накипи;
  • повреждение электрических сетей, перепады электричества;
  • засорение деталей;
  • нарушение правил эксплуатации (удары, падение);
  • поломка индикатора жидкости и работа прибора в сухом режиме (выходит из строя ультразвуковая мембрана);
  • шуметь прибор может по причине нарушения работы вентилятора или нагревательного элемента.

Ремонт своими руками

Если отсутствует опыт пайки и работы с электросетями, нет необходимых инструментов и приборов, сделать ремонт увлажнителя воздуха своими руками после существенной поломки не получится. Можно устранить только небольшие неполадки.

В таком случае стоит обратиться в специализированный сервис, где прибор постараются вернуть к жизни на профессиональном уровне. Если же опыт пайки и работы с электрикой имеется, можно проводить ремонт увлажнителей с поломкой любой сложности.

Разборка и ремонт ультразвукового увлажнителя воздуха производится, только когда прибор выключен из электросети. Включение вилки в розетку производятся исключительно при необходимости проверки и тестирования во время устранения неисправности.

Какие приборы потребуются для полноценного ремонта:

  1. Отвёртки.
  2. Пассатижи, пинцет.
  3. Паяльник.
  4. Тестер или мультиметр.

Для полноценного ремонта увлажнителя воздуха понадобится паяльник

Почему не включается увлажнитель? Нужно проверить чистоту фильтра, при необходимости заменить или почистить его. Прибор не будет включаться, если фильтр не сможет пропускать влагу. Замена фильтра исправит ситуацию.

Не включится прибор и в случае проблем с электрическими проводами, платами электропитания и блока управления. Если нарушена целостность проводов, они отошли от клемм, на платах и проводах есть потемнения, потребуется основательный ремонт с применением тестера (мультиметра), паяльника.

Работоспособность вентилятора, если не включается прибор, проверяется с помощью тестера. Для этого измеряется напряжение на обмотках электромотора. Если есть необходимый уровень напряжения, следует заменить вентилятор, проблема в нём. При отсутствии напряжения проблема в плате.

Что делать, если при работе увлажнителя не идет пар? Такое происходит в случае повреждения пьезоизлучателя, окисление контактов платы нагревательного элемента, выхода из строя вентилятора, генератора или детали ультразвукового волнового излучения.

Если при работе слышно активное выделение пузырьков из воды, ультразвуковая мембрана и генератор работает исправно. Если «бурления» нет, какой-то из приборов вышел из строя.

Проверить работоспособность генератора можно следующим образом. Снять нижнюю крышку корпуса, включить прибор в сеть на 2—3 минуты. Обязательно вынуть вилку из розетки и дотронуться пальцами до радиатора. Если он не нагрелся, деталь вышла из строя, требуется её замена.

Чтобы отремонтировать прибор при излишнем шуме, нужно вскрыть корпус, снять его, прочистить и смазать вентилятор. С нагревателем воздуха, если он не работает, ситуация сложнее. Его придётся заменить, если существуют нарушений в работе.

Как починить увлажнитель, если он подтекает? Нужно вскрыть корпус и налить в бак воду. Проверить герметичность ёмкости, трубок, поддона. При выявлении места протечки, дефектный элемент нужно проверить на надёжность крепления. Если такая мера не поможет, произвести замену детали.

Ссылка на основную публикацию
Тест эксель на собеседовании
Если вы хоть раз пытались устроиться на работу или же работаете на должности, в круг обязанностей которой входит принятие людей...
Тарифы мтс смарт 400 руб
С того момента как тариф «Смарт» стал доступен для активации, он претерпел множество изменений. Они касаются размера абонентской платы, количества...
Тарифы ростелекома на домашний интернет
Полный список актуальных тарифов Ростелеком для города Москва. Подключай тарифы Rostelecom в Москве бесплатно и пользуйся качественными услугами интернета и...
Тестирование cd и dvd дисков
В этой статье я опишу программу тест Nero CD DVD Speed, которая разработана компанией "Nero Softwsre AG". С помощью программы...
Adblock detector