Projekt Ultradźwiękowego Nawilżacza Powietrza z Arduino
- Szczegóły
W dobie wszechobecnej elektroniki użytkowej, własnoręczne złożenie urządzenia pozwala zajrzeć "pod maskę" technologii i lepiej zrozumieć jej działanie, co daje unikalną perspektywę. Ponadto budowanie zestawów DIY to ogromna satysfakcja: moment, w którym własnoręcznie złożony układ zaczyna działać, daje wiele radości i motywacji do dalszych eksperymentów. Taka forma spędzania czasu pobudza kreatywność i może stać się początkiem pasji do majsterkowania czy kariery inżynierskiej.
Czym jest Zestaw DIY?
Zestaw DIY (z ang. Do It Yourself) to kompletny projekt elektroniczny dostarczany w formie gotowej do montażu. Otrzymujesz płytkę drukowaną PCB, wszystkie niezbędne komponenty (rezystory, diody, układy scalone itp.) oraz szczegółową instrukcję krok po kroku. Dzięki temu nawet początkujący elektronik może własnoręcznie zmontować urządzenie i uruchomić działający układ. Montowanie takich zestawów to nie tylko nauka - to także świetna zabawa i sposób na zdobycie praktyki w elektronice.
Zestawy DIY są również często wykorzystywane w edukacji. Wybierając zestaw DIY, warto dopasować go do swojego poziomu zaawansowania i zainteresowań. Dla początkujących polecamy układy o niższym stopniu trudności - z większymi elementami przewlekanymi, które łatwiej przylutować. Bardziej zaawansowane projekty mogą zawierać drobne komponenty SMD lub wymagać podstaw programowania mikrokontrolerów.
Rodzaje Zestawów DIY
- Zestawy do nauki lutowania - proste układy elektroniczne (np.
- Zestawy z mikrokontrolerami - projekty oparte na platformach Arduino, Raspberry Pi czy modułach ESP.
- Zestawy edukacyjne - m.in.
Sprawdź, czy do zestawu dołączono wszystkie podzespoły i czy potrzebne będą dodatkowe narzędzia (np. lutownica, cyna, zasilacz). Większość naszych zestawów zawiera komplet elementów, lecz czasem przyda się własne źródło zasilania (baterie, zasilacz sieciowy) lub przewody połączeniowe. Jeśli dopiero zaczynasz, wybierz prosty zestaw z instrukcją w języku polskim - dzięki temu złożysz go bez problemu i zrozumiesz zasadę działania.
Korzyści z Samodzielnego Składania Urządzeń Elektronicznych
Samodzielne składanie urządzeń elektronicznych przynosi wiele korzyści. Przede wszystkim, rozwijasz umiejętności praktyczne - uczysz się lutować, czytać schematy i używać narzędzi. To nauka przez działanie, która na długo zostaje w pamięci.
Przeczytaj także: Wszystko o nawilżaczu Medi Tech 4L
Projekt Układu Regulacji Wilgotności
Celem układu regulacji jest utrzymanie wartości wyjściowej na jakimś zadanym poziomie. Wartość wyjściowa jest "złożona" z dwu współzależnych wielkości (właściwie trzech bo i ciśnienie). Zmiana temperatury w "obiekcie" wpływa na wilgotność w istotnym stopniu. Jeśli mamy zamkniętą przestrzeń z "X" gram H2O o temp. "Y" to zmiana temp. do "Y1" powoduje zmianę wilgotności do "X1".
Elementy Układu Regulacji Wilgotności
- Nawilżacz: Może to być rozpylacz (atomizer od perfum), elektrozawór na wodociągu z rozpylaczem, albo pompka wodna z rozpylaczem (np. od spryskiwaczy sam.) skierowana na jakąś ściankę (zbierającą nadmiar wody, który spływa), lub podłogę z odpływem wody.
- Osuszacz: Do zmniejszania wilgotności chłodziarka na module Peltiera, woda musi się skroplić na zimnej części i gdzieś odpłynąć (do zbiorniczka). Można też dać zbiornik z lodem i regulować przepływ powietrza wokół niego przy pomocy klap nastawianych serwem.
- Czujnik wilgotności: Czujniki są to komponenty elektroniczne, które pozwalają na pobieranie danych z otoczenia.
Regulacja Wilgotności za Pomocą Modułu Peltiera
Ogniwo Peltiera może grzać jak i chłodzić. Czyli przy jego pomocy możesz zarówno zwiększać jak i zmniejszać wilgotność. Oczywiście tylko przez pewien czas. Ogniwo zamontowane powinno być w ściance makiety na żebrowanych radiatorach aluminiowych - z obu stron - jeden radiator do środka a drugi na zewnątrz, pod radiatorami trzeba zrobić jakąś tackę z odpływem, bo będzie tam kapać woda - może to być wykonane jako kawałek wklejonej pleksy pochylony do jednego narożnika i tam otwór odpływowy (ma być szczelne, żeby nie rozlewało się po makiecie).
Metody Regulacji Wilgotności
Istnieją różne metody regulacji wilgotności w zamkniętej komorze:
- Skraplanie: Potrzebujesz elementu o niskiej temperaturze na którym występuje wykraplanie pary wodnej, ona musi gdzieś spływać.
- Usuwanie bardziej wilgotnego powietrza: Usuwanie bardziej wilgotnego powietrza poza obiekt i napływanie powietrza suchego - to zwykła wentylacja.
- Podniesienie temperatury: Ponieważ wilgotność względna zależy od temperatury.
Praktyczne Wykonanie Regulacji
Najprościej próg (nastawa) i histereza (zakres regulacji). Czyli nastawiasz próg np. Czyli ustawiasz próg nawiżania na 60%, osuszania na 80%, histereza 10 , jak wilgotność będzie poniżej 55% to następuje załączenie nawilżania i trwa aż wilgotność osiągnie 65%, jak wilgotność przekroczy 85% to następuje załączenie osuszania (poprzez wietrzenie wentylatorkiem) i trwa aż spadnie do 75%.
Czujniki i Arduino
Jak zasilić diody, oraz jak napisać program, który będzie reagował na stan przycisków, warto teraz zainteresować się czujnikami. Dzięki wiedzy z tego artykułu będziemy w stanie podłączyć podstawowe sensory do Arduino. Czujniki są to komponenty elektroniczne, które pozwalają na pobieranie danych z otoczenia.
Przeczytaj także: Jaki nawilżacz wybrać? Sprawdź ranking!
Czujniki, które podłączamy do Arduino, zazwyczaj mają stworzone przez producentów biblioteki, które ułatwiają korzystanie z nich (jak wgrywać biblioteki do IDE dowiemy się później). Piny analogowe mają oznaczenie na płytce A0-A5, służą one do pomiaru napięć na wejściu analogowym. Pozwalają one na mierzenie napięć z zakresu od 0V do 5V oraz posiadają rozdzielczość dziesięciu bitów. Dzięki czemu odczytujemy aż 1024 poziomy napięć, co daje nam dokładność do 0.005V. Podczas odczytu na zakresie 0V-5V 0V to poziom 0. Wartość 5V to zakres pełen, czyli 1023, analogicznie 2.5V to poziom 512.
Przykład: Czujnik DHT11
Pierwszym z nich będzie czujnik DHT11, służy on do pomiaru temperatury i wilgotności powietrza. Czujnik działa na magistrali OneWire. Czyli aby, go obsłużyć potrzebujemy tylko jednego pinu do transmisji danych. OneWire, jest to interfejs, który w Arduino posłuży nam najczęściej do łatwej komunikacji płytki z różnego rodzaju czujnikami. Dzięki specjalnej identyfikacji czujników obsługujących ten standard możemy do jednej linii danych podłączyć wiele urządzeń.
Aby uruchomić czujnik DHT11 niezbędna będzie nam biblioteka, może teraz pojawić się pytanie, czym w ogóle jest ta biblioteka. Biblioteka jest to zestaw plików, które ułatwiają nam korzystanie z danych urządzeń w środowisku Arduino. Zestawy te są ogromnym ułatwieniem, ponieważ nie musimy sami tworzyć plików konfiguracyjnych dla danych urządzeń. Wystarczy wgrać je do środowiska i posługujemy się tylko kilkoma dodatkowymi komendami stworzonymi dla danej biblioteki.
Podłączenie Czujnika DHT11
Podłączenie czujnika do Arduino jest bardzo proste. Mając go “kratką” do przodu pierwszy pin to 5V, drugi to złącze danych, w naszym wypadku podłączony do pinu 10, ostatni to GND. Dla prawidłowej pracy czujnika musimy do pinu danych podłączyć rezystor 4,7KOhm, który z drugiej strony podłączony będzie do zasilania. Jeśli wszystko jest dobrze podłączone, a program wgrany na płytkę powinniśmy w Serial Porcie ujrzeć wyniki pomiarów naszego czujnika.
Podsumowanie
Projekt układu regulacji wilgotności z wykorzystaniem Arduino to fascynujące wyzwanie, które łączy wiedzę z zakresu elektroniki, programowania i termodynamiki. Wykorzystując różne metody regulacji, czujniki i moduły, można stworzyć efektywną makietę demonstrującą działanie takiego układu.
Przeczytaj także: Jaki nawilżacz powietrza jest najlepszy dla dzieci?
tags: #ultradzwiekowy #nawilzacz #powietrza #arduino #projekt
