Датчики влажности воздуха для управления вентиляцией

Оглавление статьи: Датчики влажности воздуха для управления вентиляцией
Содержание

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.

датчик 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.

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.

цифровой датчик

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.

Разновидности

Гигрометры делятся на несколько видов.

  • Резистивные. Их принцип действия — измерение влажности внутри активной среды прибора. Основной чувствительный элемент — полимерные детали и подложки. Конструктив типичного резистивного гигрометра подразумевает наличие особой подложки, несущей фоторезистор и пару электродов. Сверху они прикрыты токопроводящим слоем. Такой прибор срабатывает примерно через 30 секунд после изменения влажности, что подходит для жилого помещения или ванной комнаты.

    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.

    Резистивный гигрометр

  • 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.Емкостный датчикВесьма 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.

гигрометр

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.

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.

Во встроенных системах вентиляции

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.

вытяжные вентиляторы

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.

вытяжки для ванной комнаты

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.

вытяжной вентилятор

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.

компоненты

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

  • «триггер»;
  • «гистерезис»
  • «защита».

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

Внешний вид в корпусе

Схема подключения вентилятора будет выглядеть следующим образом:

Схема подключения вентилятора

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:

место установки

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.

Влага

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

Хорошая реклама

Добавить комментарий Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *