Датчик влажности воздуха для управления вентиляцией – Вентилятор с датчиком влажности (для ванной, вытяжной): обзор моделей

Содержание

Датчик влажности и модернизация вытяжки в ванной комнате

C приближением «каникул» стало побольше времени для доделки всяких мелочей, оставленных во время ремонта квартиры «на потом». Сегодня дошли руки до вытяжки в ванной.

Меня бесит, когда вытяжной вентилятор ставят в ту же цепь, что и потолочное освещение — он шумит и срабатывает даже тогда, когда в ванную зашли на секунду, помыть руки. К тому же вытяжка отключается сразу после того, как вы приняли душ и вышли — а осталась ли сырость в воздухе или нет, уже роли не играет.

Решил сделать «по уму». Решение с применением «ардуинства» — под катом.

Внимание — в обзоре описывается работа с сетевым напряжением 220 вольт. При недостаточной квалификации ошибки при работе могут привести к поражению током или к летальному исходу. Оценивайте свои умения реалистично, соблюдайте осторожность и чтите ПУЭ.

Сразу отвечаю на извечные возражения про принудительную вентиляцию

* Дом старый, дореволюционной постройки — у каждой квартиры свой индивидуальный вентканал на чердак. Ни к кому из соседей мой «выхлоп» не вылезет.
* Естественная тяга в вентканале есть и достаточная — проверялась анемометром, застопоренный вентилятор ей не мешает. Задача вентилятора — быстрое удаление влажности.


На просторах Али есть 2 типа датчиков влажности — DHT22 и DHT11. Второй тип подешевле, но к нему много нареканий, поэтому остановился на DHT22.

При ремонте параллельно к силовым кабелям проложил «витую пару» и озаботился распаячными коробками для размещения Ардуин. В какой-то момент планирую запитать все Ардуины по разным углам квартиры по PoE от единственного качественного БП, через лишнюю пару проводников, но сейчас ограничился раздербаниванием старого заслуженного зарядного устройства Nokia на 5V и 300mA. Чтобы оно поместилось в распаячную коробку, переставил его из родного корпуса в коробочку из-под телефонной розетки, напаял выводы и зафиксировал термоклеем. Нагрев проверен, при малых нагрузках устройство остаётся полностью холодным:

Извлекаю из рамки за натяжным потолком вентилятор (модель не помню — какая-то самая бюджетная из «Леруа Мерлен»)

mysku.me

Автоматизация вытяжки в ванной комнате / МАСТЕР КИТ corporate blog / Habr

Ванная комната является помещением, постоянно подвергающимся воздействию повышенной влажности и перепадам температуры — как результат, в нем с легкостью может поселиться плесень и грибок. Основной способ борьбы — вентиляция помещения. Вентиляция может быть как естественной, так и принудительной. Если естественная вентиляция монтируется еще на стадии строительства здания, то принудительная система вентиляции может быть реализована в любой момент времени.

Сегодня речь пойдет о том, как путем нехитрых манипуляций сделать автоматизированное включение вентиляции в ванной комнате, чтобы она не превращалась в парную баню и продолжала радовать нас чистотой и свежестью.

По сути, вытяжка в ванной комнате это элементарная вентиляционная система принудительного принципа действия. Она состоит максимум из двух частей – воздуховода, который соединяется с вентиляционным стояком дома, а также непосредственно самого вентилятора.

Обычно принудительное включение вентиляции в ванной реализуют двумя самыми простыми способами:

1. Включается вместе со светом в ванной одним общим выключателем. Но вытяжка обычно нужна только во время принятия душа, когда влажность в ванной повышена. Значит, остальное время электроэнергия расходуется впустую. Чтобы проветрить ванную после душа также приходится оставлять свет включенным. Опять лишний расход электроэнергии

2. Вручную включать вентилятор вытяжки во время или после принятия душа. Нужен отдельный выключатель. Неудобно. Можно забыть выключить вентилятор, если оставить его включенным для проветривания ванной после принятия душа.

В общем, такой подход к делу не очень правильный, поскольку в этом случае вентиляция помещения производится только тогда, когда в помещении находится человек.

Можно ли автоматизировать управление вентиляцией в ванной комнате и сэкономить электроэнергию? Можно.

Автоматическая вытяжка от обыкновенной отличается только наличием электроники, контролирующей ее работу. Такие устройства либо оснащены таймером выключения (включаются они, как и обыкновенная вытяжка, с помощью клавиши выключателя), либо специальными датчиками, контролирующими влажность в ванной комнате. Как только она превышает допустимое значение, вентилятор включается, после того как влажность приходит в норму, он отключается. Такие вытяжки есть готовые, но можно доработать и уже установленную. В качестве примера мы приводим решение на основе модулей от Мастер Кит.

Для решения данной задачи были выбраны следующие модули:

MP590 – цифровой датчик влажности;
MP8037ADC — цифровой модуль защиты и управления с функцией измерения;
BOX-BM8037 – корпус для любительских конструкций с установочными размерами в формате *.PCB
PW1245 – импульсный источник питания 12В 0.5А.

Необходимое оборудование можно увидеть на фото ниже:

Цифровой датчик температуры и влажности DHT11 интерфейс 1WIRE представляет собой модуль, построенный на цифровом датчике влажности DHT11 работающий по интерфейсу 1Wire.

Модуль Цифровой модуль защиты и управления с функцией измерения представляет собой универсальную плату с одним каналом АЦП имеющую три режима работы реле ГИСТЕРЕЗИС, ТРИГГЕР, ЗАЩИТА. Модуль очень универсален и может пригодиться практически для любой автоматизации.

Корпус для любительских конструкций с установочными размерами в формате *.PCB представляет собой универсальный корпус, внутрь которого можно разместить модули MP8037R и MP8037ADC. Так же на сайте скачать файл PCB с установочными размерами LED дисплея и кнопками, для размещения собственных разработок в данном устройстве.

AC/DC Импульсный источник питания 12В 0.5А представляет собой встраиваемый источник питания напряжением 12В, с рабочим током 500 мА. Модуль оснащен всеми видами защит, что говорит о его надежности.

Думаю, эта информация может пригодиться многим, при подборе устройств под свою задачу.

Схема подключения получилась несложной. Ее можно увидеть на эскизе ниже:

Так выглядит модуль в корпусе:

Датчик влажности MP590 размещается с левой стороны, вплотную с корпусом модуля управления. Что бы все выглядело эстетично, выводы модуля можно расположить непосредственно у декоративной крышки вентилятора. Провода питания и управления необходимо припаять непосредственно на клеммы модуля. Благодаря этому, при близком расположении, невидно проводов управления вентилятора и проводов питания MP8037ADC.

Примерный вариант установки модуля с датчиком:

После установки необходимо будет произвести настройку. Для начала, согласно инструкции, переведите управление реле в режим триггер. После чего произведите настройку включения и отключения вентилятора вытяжки. Допустим, модуль показал влажность в районе 40%. Удерживая правую кнопку модуля, более пяти секунд, зайдите в меню включения, и установил значение 100. Подождав три секунды, модуль выйдет из меню. Затем удерживая левую кнопку модуля, более пяти секунд, зайдите в меню отключения и установите значение 50. Подождите, через пять секунды модуль вернется в режим работы.

Как проверить работу всей системы: с помощью горячего душа поднимите влажность в ванной, контролируя показания на дисплее, при 41% должен включиться вентилятор вытяжки. Отключите душ. Через несколько минут, когда влажность понизиться, вентилятор отключится.

Демонстрация работы схемы в режиме контроля влажности:

Теперь ванной комнате нестрашен грибок, плесень и не будет перерасхода электроэнергии.

Возможно, кто-то захочет реализовать данное решение. А может быть, предложит свое?

Автор Рублев Владимир (UA4LOU).

habr.com

Датчик влажности для вентилятора: выбор и конструирование

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.

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.

vashtehnik.ru

Управление вентилятором вытяжки для контроля влажности воздуха в ванной

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Автоматика >

Управление вентилятором вытяжки для контроля влажности воздуха в ванной

Этот проект разрабатывался в рамках форума на сайте radiokot.ru. Выражаю признательность участникам форума aam и МитяРа за постоянное внимание к проекту, мотивацию, обмен идеями, поддержку, и консультации, как на форуме, так и в личной переписке. После изготовления устройство испытывалось на протяжении более года, в течении которого совершенствовался алгоритм его работы.

Устройство предназначено для автоматического включения и выключения вентилятора вытяжки в ванной в зависимости от относительной влажности воздуха в ней во время приема душа. В устройстве имеется 2 режима управления – ручной и автоматический. Логика работы устройства следующая.

Ручной режим: при подаче питания устройство сразу включает вентилятор вытяжки и запускает таймер отсчета времени его работы. По истечении этого времени вентилятор отключается. Повторное включение в этом режиме возможно только после кратковременного отключения питания. Установка времени задержки выключения производится через меню устройства и, как и все другие установки пользователя, сохраняется в энерго-независимой памяти микроконтроллера.

Автоматический режим:  в этом режиме устройство предполагается быть все время включенным. При этом оно каждую секунду производит измерение влажности воздуха и вычисляет скорость ее изменения за определенный период времени (устанавливается через меню). Как только влажность за период измерения увеличится на заданную в меню величину (скажем, 3% за 5 секунд) при включении душа, устройство запоминает текущее значение влажности и включает вентилятор вытяжки. После этого ожидается момент уменьшения влажности на заданную в меню величину за период измерения (например, 2% за 5 секунд), что происходит после окончания приема душа и сигнализирует о выключении воды. Как только это произойдет, запускается таймер на установленное в меню время. Отключение вентилятора произойдет по обнулении таймера, или по уменьшении влажности до запомненного на момент включения вытяжки значения. Кроме того, если при включении устройства влажность превышает 90% (фиксированное значение), то произойдет включение вентилятора на установленную в меню длительность. Это удобно если прибор кратковременно выключат по ошибке после принятия душа и потом, спохватившись, включат опять (целевое значение влажности для выключения будет при этом утеряно). Наконец, если в момент отсчета таймаута снова произойдет увеличение влажности на пороговую величину (например, душ снова включили), то время выключения начнет отсчитываться сначала.

Таким образом, в автоматическом режиме устройство реагирует на скорость изменения влажности, а не на ее абсолютное значение в данный момент времени. Следовательно, включение вытяжки производится независимо от уровня влажности в ванной и в остальной части жилого помещения. Для автоматического включения вытяжки необходимо, чтобы влажность воздуха во время приема душа увеличивалась, что обычно имет место на практике. Предполагается, что душевая комната не используется для других мероприятий, приводящих к существенному увеличению влажности в ней, например сушка белья.

В процессе работы прибора производится отображение текущего значения влажности и температуры на графическом ЖКИ. Эти значения актуализируются ежесекундно. Помимо информирования пользователя, индицируемое на дисплее значение температуры также используется для термо-компенсации датчика влажности.  


Прибор установлен в душевой комнате в коробе вентилятора под потолком. Использование графического ЖКИ и больших шрифтов позволяет легко считывать показания температуры и влажности с пола. По включении вентилятора на дисплее также отображаются две информационных величины (мелким шрифтом), используемых для контроля функционирования системы. Одна из них  – это значение влажности на момент включения вентилятора, показанная в красных кружках ниже. Это значение используется как целевое для выключения вытяжки в автоматическом режиме как описано выше. В ручном режиме это значение не используется и не отображается. Другое число (в зеленом кружке) – это оставшееся время работы вентилятора в минутах. Оно появляется только во время работы таймера задержки выключения. По окончании работы таймера и выключении вентилятора обе величины в кружках стираются с дисплея.

В устройстве имеются 4 кнопки для установки режима его работы. При нажатии на любую из них включается подсветка ЖКИ, которая автоматически выключится через 10 секунд, если не будет нажата никакая кнопка. В противном случае, по нажатии любой из кнопок устройство переходит в режим меню, в котором на ЖКИ отображаются установленные значения параметров режима его работы. Две левые кнопки (на схеме это SB1, SB2) поволяют выбирать следующий или предыдущий параметр меню в кольцевом режиме (индицируется стрелочками на дисплее), в то время как две правые (SB3, SB4) предназначены для увеличения или уменьшения  значения соответствующего параметра (индицируется знаками “+” и “-“). При выходе из меню все параметры автоматически сохраняются в энерго-независимой памяти микроконтроллера, выключается подсветка дисплея, и устройство опять переходит в режим показа температуры и влажности. Отмечу, что алгоритм управления вентилятором продолжается в фоновом режиме во время просмотра или установок параметров меню. Ниже показаны скриншоты всех страниц меню.

Первая страница позволяет выставить режим работы (ручной или автоматический), вторая – интервал времени периодического измерения нарастания/спада влажности для автоматического включения вентилятора в секундах, третья – порог скорости увеличения влажности для включения вентилятора в %, четвертая – порог скорости спада влажности для включения таймера времени задержки отключения вентилятора в %, пятая – значение задержки выключения в минутах, и шестая – для выхода из меню. В ручном режиме работы установки на страницах 2 – 4 меню не используются.


Сердцем уствойства является микроконтроллер C8051F996 фирмы Silicon Laboratories. Одна из причин его применения - это простота сопряжения с емкостным датчиком влажности HIH-1000 (C2), не требующее никаких дополнительных деталей. Измерение емкости датчика производится встроенным в микроконтроллер и патентованным фирмой-изготовителем Емкостно-Цифровым Преобразователем (ЕЦП). Он спроектирован для работы с сенсорными датчиками прикосновения, но, как показали эксперименты, он достаточно линеен и также хорошо подходит для работы с емкостными датчиками влажности. В режиме усиления 1х этот ЕЦП позволяет измерить  емкость примерно до 500пФ с разрешением в 12 бит (т.е. 0,12 пФ), в то время как интервал изменения емкости датчика находится в пределах от 300 до 370 пФ. Точность преобразования можно повысить до 16 бит установкой параметров модуля ЕЦП. Процесс измерения емкости при выбранном режиме работы ЕЦП занимает около 180 мкс. В результате экспериментов с использованием эталонных конденсаторов и учета передаточной характеристики используемого сенсора, взятой из его ДШ, была выработана следующая формула для определения влажности:

H(%) = (((A – A0)·125 + (T – T0)·136 + 256)) >> 9) + H0,

где A – код ЕЦП микроконтроллера, T – температура окружающего воздуха в °C, а А0 – код ЕЦП при влажности H0 и температуре Т0. Отмечу, что все вычисления по этой формуле производятся только с целочисленными данными и результатом является целое число, соответствующее относительной влажности воздуха в %.

Для измерения температуры применен аналоговый датчик TC1047A, подключенный к встроенному в микроконтроллер 10-битному АЦП. Последний работает с внутренним источником опорного напряжения Vоп = 1,65 В. В результате получаем следующую формулу для определения температуры:

Т(°C) = ((K·165) >> 10)  – 50,

где K – код АЦП. Эта формула также предполагает только целочисленные операции. Замечу, что в обоих формулах умножение производится только на 1-байтные константы, что позволяет особенно просто реализовать это на имеющемся в микроконтроллере 8×8-бит аппаратном перемножителе.

Для отображения информации применен графический COG (Chip On Glass) дисплей с разрешением 128х32 фирмы Newhaven. Связь микроконтроллера с дисплеем производится по интерфейсу SPI. Конденсаторы C7 – C14 являются частью встроенного в дисплей преобразователя напряжения. Транзистор Q3, управляемый сигналом ШИМ из микроконтроллера, предназначен для включения и контроля яркости подсветки ЖКИ. Электроника дисплея потребляет около 80 мкА при выключенной подсветке и около 12 мА при включенной.

Управление вентилятором производится с выхода 12 микроконтроллера с помощью оптрона  MOC3043 и симистора Q2 в стандартном включении. При использовании надлежащего типа Q2 возможна работа прибора в сети 220В без изменения номиналов других деталей схемы. Питается устройство от импульсного преобразователя напряжения на 5В от зарядки для мобильного телефона. Дальнейшее понижение напряжения до 3В, требуемых микроконтроллеру и дисплею, и его стабилизация производится микросхемой DA2. В активном режиме микроконтроллер работает на частоте 20 мгц от встроенного генератора. Разъем XS1 предназначен для его программирования через интерфейс C2. Печатная плата изготовлена из односторонне фольгированного материала. Силовая часть схемы (компоненты показанные ниже серой горизонтальной черты на ней) смонтированы около мотора вентилятора на отдельной перфорированной плате (на снимках не показана).


Если индикация температуры/влажности не требуется, дисплей с его обвязкой можно исключить из схемы. Никаких изменений программы это не повлечет. Для увеличения точности показаний влажности и компенсации технологического разброса параметров датчика C2, прибор желательно прокалибровать. Для этого к прибору включают под управлением внутрисхемного отладчика и ставят точку останова на строке 379 кода (инструкция “jnb Status.1, average_HUMI”). По достижении отладчиком точки останова, 12-битное число в регистрах R3:R2 МК (R2 – младший байт, R3 - старший) записывают в 5-й сроке кода как CS_NOM. При этом показание температуры на дисплее записывают в сроке 4 кода как TEMP_NOM (до записи значение температуры умножают на 4 и прибавляют к результату 200). Наконец, в 3-й строке кода записывают значение влажности, измеренное образцовым влагометром. Как показал опыт изготовления подобных устройств, без калибровки отличие показанной прибором влажности от истинной не превышало ± 6%.      

Программа микроконтроллера написана на языке ассемблера и отлажена в среде Silicon Laboratories IDE, интегрированной с компилятором A51 фирмы Keil. Сама программа занимает около 1,95КБ памяти микроконтроллера из 8КБ его памяти. Помимо этого, примерно 2,1КБ занимают шрифты для ЖКИ. Исходный текст программы и файл платы для Eagle прилагаются. Внешний вид устройства, вмонтированного в короб воздухозаборника вентилятора, показан на левом фото ниже. Воздух в короб поступает через жалюзи в левой и правой стенках.

Эффективность вытяжки безусловно определяется производительностью вентилятора. В душевых нашего дома установлены стандартные вентиляторы турбинного типа под потолком (правое фото выше). В их короб также встроена лампа для освещения. Диаметр крыльчатки вентилятора 12 см, питание 120В/1.4А, производительность 5 м3/мин. Воздух от вентилятора подается в трубу диаметром также 12 см, выходящую наружу. Конечно, до кнопок с пола дотянуться сложно, но установку параметров устройства под конкретные условия помещения предполагается производить только на начальном этапе настройки. Душевая комната, где установлен контроллер, имеет плошадь около 4.5 м2. В автоматическом режиме включение вентилятора в ней происходит спустя примерно 20 секунд после включения (теплого) душа. При пользовании только краном в раковине влажность не увеличивается так быстро как при приеме душа, поэтому при выбранном пороге (см. установки меню выше) вентилятор автоматически не включается. Описанный алгоритм работы испытывался на протяжении четырех времен года при минимальной влажности в жилом помешении 30% зимой и максимальной около 80% летом. Отказов в работе системы не наблюдалось.

Файлы:
Исходник и файл платы для Eagle

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

с таймером, с обратным клапаном

СодержаниеСвернуть

Вентилятор с датчиком влажности

Вентилятор с датчиком влажности – это устройство, которое нужно для увлажнения и очистки воздуха. Именно благодаря такому устройству обеспечивается эффективная циркуляция воздушных потоков в комнате.

Современный очиститель воздуха, который применяется для различных систем, характеризуется высоким уровнем эффективности и при этом большинство моделей являются практически бесшумными, а также потребляют минимальное количество электрической энергии.

Устройство и назначение




data-ad-client="ca-pub-9337857885889635"
data-ad-slot="9967522739"
data-ad-format="auto">

Теперь хотелось бы рассмотреть конструкцию вытяжки со встроенным датчиком. Чаще всего основная часть, то есть корпус производиться из пластика, который имеет отличные свойства стойкости по отношению к ультрафиолетовым лучам.

За ним располагается специальная аэродинамическая крыльчатка, клапан обратного действия и мотор. Обратный клапан необходим для качественного управления работы устройства, а также выполняет защитную функцию, так как не допускает возможности попадания в вытяжку воздуха из так называемого вытяжного канала, если прибор является включенным.

Нужно отметить, что благодаря специальным герметическим крышкам абсолютно все детали такой вытяжки находятся под идеальной защитой от возможного попадания воды, пыли и так далее.

Увлажнитель воздуха для разных типов систем работает практически одним и тем же образом. При воздействии специальных лопастей потоки воздуха начинают затягиваться сквозь решетку, расположенную спереди устройства, после чего перемещаются по каналу вентиляции на улицу.

С целью предотвратить возможную тягу в обратном направлении, решетку дополняют специальные жалюзи, которым свойственно работать в полуавтоматическом режиме и как только выключается вытяжка, они сразу же закрываются. Очиститель воздуха с таймером поможет всегда поддерживать приятную климатическую атмосферу в помещении и забыть о возможных неприятных запахах.

Увлажнитель воздуха можно устанавливать практически в любом месте. Но, для наиболее массового и эффективного расхода воздуха желательно помещать такое устройство в воздуховод, где размер горизонтального участка не превышает 3 метра.

Вентилятор с датчиком влажности

Среднестатистический увлажнитель воздуха, оснащенный таймером, как правило, служит примерно 40 000 часов. Самое приятное, что для хорошего управления системой нет необходимости прибегать к постоянному техническому обслуживанию. Очиститель воздуха для вентиляционных систем может быть установлен как на потолок, так и на стену.
к меню ↑

Виды вентиляторов с датчиком

Сегодня для удобства управления вытяжками для вентиляционных систем разработаны модели, которые являются по-настоящему современными, поэтому хотелось бы узнать о них более детально.

В общем, существуют разные варианты и все они имеют некоторые отличия между собой, но в то же время всех их объединяет одна и та же цель – добиться лучшего управления прибором. Массового спроса на такие приборы удалось добиться благодаря высоко технологичности и удобству.

Таймер. Очень удобен в плане управления, так как после того, как вытяжка была отключена от основного источника питания, устройству будет работать не более 30 минут. Здесь все зависит исключительно от того, какую программу выбрал пользователь. Данный увлажнитель воздуха очень эффективен, если вытяжка работает на каком-то одном конкретном выключателе.

Датчик движения. Во время работы придерживается того же принципа, что и освещение, то есть, увлажнитель воздуха самостоятельно включается как только кто-то войдет в комнату и работает в течение того периода времени, которое запрограммировано. Такое управление очень удобно, ведь устройство не будет функционировать, если в этом нет надобности.

Постоянное проветривание. Достаточно удобная функция для всех систем. Благодаря ней вытяжка функционирует в минимальном темпе и обеспечивает оптимальную циркуляцию воздушных потоков. Для удобства управления режим можно менять.

Виды вентиляторов с датчиком влажности

Защита от воды. Любой увлажнитель воздуха для систем вентиляции  для эффективной работы оснащают защитными покрытиями. Но, вентиляторы с датчиком влажности обладают специальными элементами, которые соответствуют характеристикам коду IPх4, а это значит что устройство всегда защищено от попадания брызг из любой стороны. Управления человека в этом случае не требуется, так как устройство работает автоматически.

Защита от воды. Все вентиляторы в той или иной мере обладают защитными покрытиями, и только если в характеристиках указан код IPх4, это значит, что корпус защищен от попадания брызг в любом направлении.

И, конечно же, нельзя не вспомнить и о датчике влажности. Такой увлажнитель воздуха еще называют гигростатом. Данные приборы могут работать как автономно, так и быть встроенными в вытяжку. Здесь все зависит от общего расхода воздуха и непосредственно от особенностей помещения. Главной задачей гигростата является смыкание и размыкание контактов с учетом количества воздушных пар в помещении.

Если говорить простыми словами, то датчик влажности начинает работать тогда, когда  уровень влажности в помещении достигает определенной планки. Существуют одноконтурные и двухконтурные датчики влажности. Каждый отдельный контур нужен для управления каким-то конкретным прибором. Таким образом, становится понятным, что если гигростат обладает множеством контуров, то он способен эффективно управлять большим количеством устройств.

Среди весомых преимуществ таких приборов можно выделить тот факт, что устройства с датчиком являются довольно выгодными, так как потребляют минимальное количество электроэнергии.

Датчик влажности

Есть возможность собрать датчик влажности самостоятельно, но для этого нужно располагать определенными материалами и аппаратурой. В частности нужно иметь прибор для обработки информации, сенсоры влажности и температуры для правильного определения расхода воздуха и так далее. Но, если учесть тот факт, что процесс работы никак нельзя назвать легким, да и найти необходимые детали не просто, то лучше приобрести вентилятор с уже вмонтированным датчиком влажности.
к меню ↑

Этапы подключения и замены



data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-9337857885889635"
data-ad-slot="9725334793">

Для массового и эффективного расхода воздуха, вентилятор с датчиком влажности нужно качественно подключить. Замена датчика включения вентилятора или его установка осуществляется следующим образом.

Один из видов вентилятора с датчиком влажности

  1. Подготовительный этап. Если имеется уже готовый вентиляционный канал, но он не подходит по размерам, то его нужно расширить и до необходимых параметров. Если же канал наоборот слишком широкий, то применяя обычную монтажную пену, его можно откорректировать на протяжении нескольких минут. Теперь надо проложить электрический кабель и переходить ко второй фазе установки.
  2. Вытяжка подключается к сети электропитания и выбирается вариант подключения. Для наиболее эффективного срабатывания устройства, лучше всего подключить его к отдельному включателю. Обязательно нужно вмонтировать датчик влажности и проверить эффективность его срабатывания в случае достижения определенного уровня влажности в помещении.
  3. Установка каждого отдельного прибора должна осуществляться строго по инструкции, которая прилагается вместе с устройством. Но, как правило, все выглядит довольно просто. Вытяжка подключается к проводке, которая должна быть заранее подготовлена и с помощью применения специального клея, прибор надежно фиксируется на стене или потолке. Также не нужно забывать о средствах защиты, например о противомоскитной сетке.

к меню ↑

Как проверить на работоспособность вентилятор с датчиком влажности — видео

seositi.ru

Управление вентиляционной системой на базе приборов ОВЕН

Основными условиями создания комфортной среды в любом помещении являются достаточный воздухообмен и оптимальный температурный режим, а также прочие параметры микроклимата. Специалисты компании ЗАО «ВикMа» обеспечили нормальное «дыхание» многим зданиям Москвы и Московской области, смонтировав в них надежные системы вентиляции и кондиционирования. Среди таких объектов – театр кукол им. Образцова, сеть фитнес-центров «МедСи», офисы многих фирм и т.д. В основу системы управления вентиляцией положены приборы ОВЕН. 

Вентилируем по-разному

Вентиляция делится на естест­венную и принудительную. Первая в автоматизации не нуждается и закла­дывается на стадии проектирования зданий и сооружений. А вот принудительная – это и есть предмет рассмот­рения данной статьи.

Собственно процесс вентиляции связан с подачей в помещение очи­щенного от пыли определенной тем­пературы и влажности воздуха и уда­ления «старого». Наиболее простым способом принудительной вентиляции является сблокированная система из приточного вентилятора, вытяжного вентилятора, жалюзи, фильтра приточ­ного воздуха и электрокалорифера. Воздух извне сначала направляется на фильтр, где очищается от пыли и прочих загрязнений, затем поступа­ет в приточный вентилятор. После этого в работу включается электрока­лорифер, который нагревает воздух до необходимой температуры. Далее «отработанный» воздух удаляется из помещения вытяжным вентилятором.

В простейшем случае для управ­ления этой системой (поддержание температуры в помещении с помо­щью электрокалорифера) достаточно любого одноканального измерителя-регулятора температуры с релейным выходом. Использование регуляторов ОВЕН ТРМ10, ТРМ101 и т.д. с релей­ным выходом позволяет добавить в эту схему фреоновый охладитель. Это обеспечивает не только вентиляцию в зимний период времени, но и конди­ционирование воздуха в летний.

Однако такие системы, как прави­ло, применяется редко и только в не­больших помещениях, где уже есть кондиционеры. Чаще для зданий и сооружений создается система венти­ляции с водяными калорифером и ох­ладителем (рис. 1).

Созданная система весьма эффек­тивна с точки зрения эксплуатации. Ведь стоимость единицы тепла, подво­димой с помощью центрального отоп­ления, существенно ниже по сравне­нию с электрическими калориферами. Для систем большой производитель­ности этот фактор становится решаю­щим. Кроме того, датчик температуры наружного воздуха позволяет вносить коррекции в температуру приточного воздуха, что самым положительным образом сказывается на экономии потребляемого тепла. Наиболее часто в таких системах, смонтированных на­шими специалистами, работают конт­роллеры ОВЕН ТРМ133 – своеобразная «ездовая лошадка» систем автомати­зации вентиляции. 

Все под контролем – вода, воздух, влажность

Особенностью работы водяных калориферов и охладителей является наличие 2-х контуров циркуляции – большого (непосредственно через теплообменник) и малого (минуя его). Причем если в охладителе вода идет либо по радиатору, либо по байпасу, то в нагревателе она постоянно ре­циркулирует через калорифер. В этом случае происходит лишь подмес го­рячей обратной воды в контур цир­куляции. Обратная вода удаляется из контура рециркуляции, как правило, через клапан запорно-регулирующий (КЗР), расположенный на отводящей теплоноситель трубе. В этой техно­логической схеме необходимо конт­ролировать температуру, во-первых, воды на выходе из калорифера (чтобы защитить его от замораживания) и, во-вторых, воздуха на выходе из ка­лорифера, который нужно нагревать до заданного уровня (этот прогретый воздух и поступает в обслуживаемые помещения).

Еще одной особенностью этой сис­темы является наличие рекуператора, то есть теплообменника. Его приме­нение позволяет значительно снизить (до 30 % от расчетных) предельные мощности калориферов и нагревате­лей, что приводит к экономии средств, как при монтаже, так и при эксплуа­тации. В некоторых системах перед рекуператором требуется установка байпаса, управляемого задвижкой. Необходим он в двух случаях. Во-пер­вых, при низких температурах наруж­ного воздуха существует опасность обмерзания рекуператора. Чтобы из­бежать этого, на рекуператор ставится специальное реле давления, открыва­ющее байпас. Во-вторых – происходит компенсация потери мощности реку­ператора при предельных условиях работы нагревателя-холодильника. Байпас рекуператора открывается, если величина регулятора достигает некоего предельного значения, хотя на некоторых системах были установ­лены плавно регулируемые приводы заслонки байпаса рекуператора, свя­занные с выходом регулирования тем­пературой приточного воздуха.

На системах контроля влажности для удаления влаги из приточного воздуха летом необходимы фрео­новый охладитель и нагреватель (электрический или водяной). А для увлажнения воздуха зимой исполь­зуются специальные устройства – ув­лажнители. Они представляют собой систему, которая управляется двухка­нальным регулятором с четырьмя ре­гулирующими релейными выходами, где один датчик– это датчик темпе­ратуры, а второй – аналоговый датчик влажности.

Все алгоритмы управления – в ТРМ133

Таким образом, управлять венти­ляционной системой весьма непрос­то – необходимо добиться слаженности управления большого числа испол­нительных механизмов. Для решения этой проблемы компания «ВикМа» ис­пользует контроллеры ОВЕН, чаще всего – ТРМ133. Именно этот конт­роллер имеет несколько существен­ных преимуществ. Прежде всего, он поддерживает разнообразные систе­мы, благодаря уже заложенным в нем алгоритмам управления. Кроме того, этот контроллер, в отличие от боль­шинства аналогичных, позволяет ре­шить проблему завышенной обратной воды теплоносителя.

Следует отметить, что сама компа­ния ОВЕН рекомендует использовать вентиляционную приточно-вытяжную систему с водяным калорифером. Од­нако специалисты ЗАО «ВикМа» до­статочно часто применяют ТРМ133 и при использовании электрических нагревателей. В этом случае потре­буются некоторые отклонения от стандартных настроек. Во-первых, в качестве вторичного регулятора мощности электрокалорифера ис­пользуется тиристорный регулятор с управляющим сигналом 0…10 В, ге­нерируемый контроллером ТРМ133, а также твердотельные реле, подклю­чаемые к релейным выходам. Во-вто­рых, эта система не требует контроля температуры обратной воды.

Кроме того, с помощью ТРМ133 (с потерей некоторых функций) мож­но управлять и холодильными уста­новками в системах вентиляции. Что для этого нужно? Для управления фреоновой холодильной установкой используется релейный выход с боль­шим периодом широтно-импульсной модуляции, а для водяного охладите­ля – аналоговый выход управления клапаном запорно-регулирующим. Температура перехода в летний режим завышается. Кроме того, необходи­мо увеличить и время хода задвижки, учитывая, что подобные настройки приводят к потере качества регули­рования температуры обратной воды: разброс может достигать 1-1,5 °С (при стандартных настройках качество ре­гулирования обеспечивается с точнос­тью +/- 0,1 °С),

Решение этой проблемы обеспе­чивает использование преобразова­телей аналогового сигнала «REGIN» SD-1. Большинство задвижек имеет зону нечувствительности 0…2 В. Поэтому установив пороги срабатывания 0,5 В и 1 В для включения и выключе­ния охлаждения, без потери качества регулирования по горячей воде была обеспечена точность регулирования по холоду в пределах 1,5 °С. Данную схему мы реализовали на установке одного из офисов МТС.

Отличный диспетчер

Контроллер ОВЕН ТРМ133 может стать отличной базой для создания диспетчеризации систем вентиля­ции. Вот как выглядит схема системы диспетчеризации, реализованная на одном из наших объектов (рис. 2). Объект отличается набором разных элементов – как по времени произ­водства, так и по компаниям-произво­дителям холодильного оборудования и вентиляционных систем. Задача ока­залась непростой, но решаемой. Глав­ным достоинством ТРМ133 стала его универсальность. Он был установлен в системы управления приточными вентиляциями без замены датчиков и иного оборудования, так как старые контроллеры не имели интерфейсов связи. Кроме того, наличие систем связи по интерфейсу RS-485 позволи­ло включить в систему управления и частотные регуляторы оборотов вентиляторов, расположенных в двух ос­новных помещениях объекта.

Большое количество вытяжных систем (36) не позволило реализо­вать сблокированную с приточны­ми установками схему управления и диспетчеризации вытяжных систем. Поэтому за основу были взяты кон­троллеры ОВЕН ПЛК100 с блоками расширения МДВВ и МВА8, обеспе­чивающие полноценный контроль за исправностью систем вытяжной вен­тиляции и их управлением, а также контроль температуры тепло- и хо­лодоносителя в критических точках. Сами же контроллеры ПЛК100 управ­ляют насосной станцией пожароту­шения и параллельно служат концен­траторами для сбора информации для ПЭВМ с системой SCADA, с которой и осуществляется управление всеми уз­лами вентиляции.

Таким образом, использование приборов ОВЕН в автоматизации вен­тиляционных систем позволяет не только сэкономить финансовые ре­сурсы (аналоги стоят в разы дороже), но и, благодаря универсальности этих приборов и простоте их подключения, добиваться высокой степени управля­емости создаваемых систем.

 

От редакции: сегодня ОВЕН рас­ширил линейку контроллеров для систем вентиляции. Выпущены два прибора: ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04, которые позволят управлять не только нагревом воздуха в зимнее время при помощи водяного калори­фера (ТРМ133М-02) и электричес­кого калорифера (ТРМ133М-04), но и охлаждением в летнее время с по­мощью водяного или фреонового ох­ладителя.

 

Отзыв инженера Евгения Комендантова, инженера КИПиА ЗАО «ВикMа» о работе приборов ОВЕН ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04.

В настоящее время в связи с новыми требованиями по энергоэффективности все чаще стали применяться ус­тановки с рециркуляцией воздуха и частичным подмесом. На мой взгляд новые контроллеры ОВЕН ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04 идеально подходят для управления данны­ми системами. В них датчик температуры выделен в отдельный функционал, и его встраивание в воздуховод возвратного воздуха обеспечивает надежный контроль температуры в помещении без выведения датчика на­прямую.


Статья опубликована в журнале АиП № 2, 2010 (36)

www.owen.ru

Доработка проветривателя или управление вентиляцией от датчика углекислого газа


Уровень углекислого газа (CO2) один из важных показателей качества воздуха в помещении. Еще его уровень очень удобно использовать для управления вентиляцией.

В статье расскажу о доработке проветривателя и дистанционном управлении вентиляторами посредством микроконтроллеров и датчика CO2.
Также, при желании, после небольшой доработки эту же схему можно применить и для управление приточной-вытяжной системой.

Среднестатистическая квартира обычно рассчитана на естественную вентиляцию. Это когда воздух поступает через щели в окнах и выходит через вытяжное отверстие где-то в районе кухни, туалете и т.п.
В квартире с установленными пластиковыми окна щелей, как правило, не бывает и, чтобы вентиляция работала, приходится приоткрывать окна или форточки, что улучшает ситуацию с воздухом при нормально работающей вытяжке.
Но таким образом мы добавляем уличный шум.

Получить свежий воздух в помещении без шума можно установкой:

  1. Приточной системы
  2. Проветривателей, подающие воздух с улицы через дырку в капитальной стене

Первый вариант решает все проблемы, но дорог и требует места под оборудование, вентиляционные каналы.
Второй вариант попроще, но так как сам блок проветривателя ограниченного размера, то шумность будет зависеть от его режима работы.
Вот этот вариант и рассмотрим.

Приведу здесь таблицу уровней углекислого газа и влияния его на здоровье, чтобы знать к чему стремиться:

Таким образом, будем считать уровень CO2 равный 450-1000 ppm оптимальным для помещения.
Про своему опыту скажу, что при закрытых окнах и дверях, включенном на минимуме проветривателе и при нахождении в комнате двух человек, к утру получается где-то 1200-1500 ppm, что многовато.

Алгоритм работы

Примененный алгоритм для управлении производительностью вентиляции достаточно простой, но при желании можно и усложнить:

  • Берется средний уровень CO2, полученный с датчика, за некоторое время.
  • Есть 6 пороговых значений и в зависимости от этого выбирается скорость вентиляторов, которая передается по радиоканалу на микроконтроллеры, управляющие вентиляторами.
  • При понижении уровня CO2 есть некоторый порог, только после которого происходит уменьшение скорости.
  • Ночью максимальная скорость вентиляторов ограничена, чтобы уменьшить шум.
  • По командам с пульта можно увеличивать или уменьшать общую производительность вентиляции и конкретно каждого вентилятора.

В качестве датчика углекислого газа использован не дорогой бытовой CO2 монитор MIC 98130.
Подача воздуха идет через проветриватель Aeropac 90A.
Вытяжка усилена канальным вентилятором SystemАir IF 150.

Для управления используются микроконтроллеры Atmel AVR ATtiny44A.
Данные передаются от контроллера, подключенного к монитору CO2, на контроллеры, управляющими вентиляторами, с помощью модулей на трансивере NRF24L01+.
Установка режима работы и настройка возможны с помощью любого ИК пульта, либо магнита или кнопки.

Доработка монитора CO2


Монитор СO2, заказанный на ebay, как оказалось, имеет внутри инфракрасный газовый анализатор SenseAir K22 с достаточно хорошей точностью.
А самое главное — имеет специальный выход с уровнем CO2 (на картинке белый разъем с четырьмя контактами).

На этом разъеме слева-направо:

  1. питание +9В
  2. общий
  3. выход уровня CO2 в ШИМ от 350 до 2000 ppm

Свободного места внутри не много, поэтому для доработки использована мини плата с трансивером NRF24L01+ и на нее же запаян микроконтроллер в SOP14 корпусе c обвязкой. Перед запайкой был включен фьюз DWEN для программирования и отладки по протоколу debugWIRE.

По радио-модулям есть одно замечание — дальность передачи не достаточно велика.

Тем более если есть стены, двери между передатчиком и приемником. Так что лучше выбирать модули с внешней антенной или стараться чтобы между передатчиком и приемником было как можно меньше препятствий.

Существует совместимый с nRF24L01+ китайский чип с повышенной мощностью передачи — SI24R01.
Модули с ним обычно стоят дешевле, так что лучше брать с ним.
Я, правда, не нашел вменяемые мини модули с этим чипом и в проекте еще используются модули и с родным nRF24L01+ чипом.
Для включения повышенной мощности передачи у SI24R01 используется бит 0 регистра RF_SETUP.

На резисторах R1, R2 собран делитель для уменьшения напряжения, получаемого с датчика.

Величина CO2 получается при вычислении времени между сменой уровня на ноге контроллера. Время берется из счетчика 16 битного таймера.
Чтобы меньше проводить вычислений микроконтроллер работает на частоте 8.192МГц, а делитель таймера установлен в 1024.
Таким образом счетчик таймера TCNT1 увеличивается каждые 0.125мс.
Получается для того, чтобы вычислить уровень CO2 — нужно счетчик таймера разделить на 4 и вычесть 4.

ШИМ сигнал на выходе датчика:

Схема:

Фоторезистор LDR1 используется для определения порога темноты, кнопка — для первоначального запоминания команд ИК пульта. Светодиод информирует об ошибках передачи, а так же используется для настройки.

Для управления и настройки решил использовать обычный ИК пульт, команды которого нужно сначала прописать в микроконтроллер.
Вход в режим программирования — нажать и удерживать кнопку более 3 секунд. Затем по порядку облучить ИК приемник, нажимая на кнопки пульта.
ИК команды:

  1. вверх,
  2. вниз,
  3. выбор,
  4. установка корректировки скорости каждого вентилятора.

В обычном режиме команды «вверх» и «вниз» увеличивают или уменьшают скорости всех вентиляторов на одну ступень.
Команда «выбор» — сброс.
С помощью команды 4 происходит вход в режим установки смещения скорости каждого вентилятора. Сначала выбирается номер вентилятора, затем после выбора вводится смещение. Светодиод в этому режиме промигивает текущий выбор.

Команды идентифицируются микроконтроллером таким образом:

  • с помощью таймера 0 получаем время от предыдущего фронта сигнала (прерывание PCINT1)
  • если это первый импульс, то проверяем его длительность, чтобы сразу исключить ложное срабатывание
  • если произошло изменение длительности в 1.5 раза по сравнению с предыдущем значением, то добавляем в битовый массив 1, иначе 0.
  • вычислям хеш (2 байта) битового массива и используем его для идентификации команды

Используется простая хеш функция, для уменьшения нагрузки на контроллер,
с формулой: hash = hash * 17 + x
		if(IRSignalTimer > IRSignalTimerLast) // bit = a / b > 1.5
			bit = (uint8_t)(IRSignalTimer - IRSignalTimerLast) > IRSignalTimerLast / 2;
		else
			bit = (uint8_t)(IRSignalTimerLast - IRSignalTimer) > IRSignalTimer / 2;
		IRReadedByte = (IRReadedByte << 1) | bit;
		if(++IRArrayBit > 7) {
			IRArrayBit = 0;
			IRHash = ((IRHash << 4) + IRHash) + IRReadedByte; // * 17
			IRReadedByte = 0;
		}


По работе с радио-модулями NRF24L01 написано много статей, по этому углубляться в эту тему не буду.
Скажу только, что настроены они на работу со скоростью 1Mbps, используется CRC и каждая передача должна быть подтверждена ACK пакетом.
Для общения контроллера и модуля используется хардварный USI интерфейс.
Вывод IRQ не используется, проверка подтверждения передачи пакета идет в цикле в функции NRF24_Transmit.

Передается на каждый вентилятор — уровень CO2, скорость вентилятора и признак ночи.
В текущем проекте контроллеры, управляющие вентиляторами, пока используют только скорость.

Доработка проветривателя

У меня установлены проветриватели Aeropac 90A фирмы SIEGENIA-AUBI — это достаточно древняя модель.
Работает уже не один год и, как показала практика, штука в общем-то полезная.
Воздух он гонит через 80 мм отверстие в стене и имеет угольный фильтр.
Шумоизоляция от звуков с улицы очень хорошая.

Внутри установлен центробежный вентилятор Ebmpapst R2E133-BH96-19.
С шумностью самого вентилятора после стольких лет работы не все гладко. На низких оборотах может проявляться низкочастотный гул, а на высоких — некоторое подвывание.
Причем это проявляется индивидуально. Один вентилятор больше гудит на низких оборотах, другой посвистывает на высоких.
Решил эту проблему ограничением скорости.

В проветривателе очень интересно реализована схема регулировки оборотов двигателя — с низких оборотов до средних плавно, а затем включается сразу максимальная скорость.
Если на минимальной и средней скорости он работает достаточно тихо, то при максимальной скорости находиться в помещении не комфортно.
В новой модели — Aeropac SN, не смотря на цифровую ступенчатую регулировку, принцип регулировки оборотов остался прежним — c 1 по 6 скорости обороты регулируются где-то до середины, а потом сразу максимум.

На схеме электронный блок проветривателя обведен пунктирной линией:

Доработка заключается в перерезании дорожки, ведущей от среднего вывода переменного резистора RV1 к резисторам R6 и R7. В разрыв подключается оптопары U2 и U3, которые будут управлять оборотами вентилятора.
Управляющий ШИМ сигнал на оптопары подает микроконтроллер через интегрирующую RC цепочку.
Светодиод в оптопаре начинает проводить ток только с определенного напряжения, поэтому в программе есть настройка минимального значения ШИМ сигнала.
Переменный резистор остается, и им, при желании, можно ограничить максимальную скорость.

Если производительности на средней скорости не хватает, то ее возможно увеличить заменой конденсатора C9 на конденсатор большей емкости. На плате предусмотрительно есть отверстия под два размера конденсаторов — с расстоянием 27.5мм и 22мм между выводами.

Места внутри проветривателя достаточно — влезет и не одна плата.
Единственная проблема может возникнуть с радио модулями. Корпус двойной и сделан из толстого пластика.
С радио-модулем на родном чипе nRF24L01+ не было связи с соседней комнатой.
Выкрутился так — припаял одножильный медный провод к встроенной антенне, вывел его наружу через дырку для светодиода и расположил конец под крутилкой переменного резистора. С согласованием антенны не заморачивался.
Связь появилась.

Для настройки вместо кнопки используется геркон (SW1), чтобы не портить внешний вид и не нарушать звукоизоляцию.
Магнита от жесткого диска вполне хватает.

Вытяжка

Поступающий воздух должен в итоге куда-то выходить. Естественная вытяжка даже если как-то и справляется зимой, то уж летом ее скорее всего будет не достаточно.
В моем случае я использовал канальный вентилятор SystemАir IF 150 с однофазным двигателем. Внешний диаметр у него 15 см.

Регулировка его оборотов ступенчатая и сделана на конденсаторах. Опто-симисторы шунтируют конденсаторы, изменяя таким образом напряжение, подаваемое на двигатель вентилятора.
При двух конденсаторах получается 4 скорости.

Схема:

Так как вытяжка установлена на кухне, решил заодно сделать дополнительное управление вентилятором от пульта.
Чтобы, если варится на плите что-то серьезное, нажатием одной кнопки включать вытяжку на максимум.
Скорость, полученная по радиоканалу при этом игнорируется.

Программа управления вентиляторами универсальная и, в зависимости от настроек в энергонезависимой памяти, может управлять вентиляторами как с помощью ШИМ, так и в дискретном режиме.
Подключен ли ИК приемник к контроллеру задается тоже в EEPROM.

В программу заложена возможность ретранслировать принятый пакет дальше — на другой вентилятор.
Таким образом, например, можно увеличить расстояние между датчиком CO2 и вентилятором вытяжки.

Исходник на C (для Atmel Studio 6.1): yadi.sk/d/cGpSoKqZEceQN

habr.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *