Не спорю, можно купить уже готовый ультразвуковой увлажнитель было бы быстрее, но у меня так сложилось по запчастям, что он вышел сам собой. В статье я покажу, как и из чего сделал его я, а в конце, расскажу, как бы я сделал его сейчас, основываясь на опыте теперешней обкатке.
В марте ко мне прибыл ультразвуковой распылитель в пластмассовом корпусе, я специально готовился к лету, конструкция была собрана, но однажды, встроенный в ультразвуковою головку датчик уровня не сработал, и как следствие работы на сухую – корпус датчика оплавился, а местами и прогорел, правда, заметил я это не сразу - обошлось.
Неделю назад, ко мне пришла ультразвуковая головка уже в металлическом корпусе, а значит, всю конструкцию мне пришлось разобрать и пересобрать заново.

Понадобится

• - офисное ведро емкостью 10 литров;
• - блок питания на 12 вольт;
• - ультразвуковой распылитель в металлическом корпусе;
• - черная монтажная коробочка размерами 100 x 60 x 25 мм;
• - любой повышающий модуль, у меня оказался модуль Xl6009;
• - регулятор оборотов 12 вольт;
• - турбинка;
• - выключатель питания, несколько гнезд и штекеров к ним;
• - подручная мелочь появлялась в процессе сборки;
• - а также – корпус от неисправного регулятора оборотов – его вы увидите далее.

Визуальная схема соединения

• - входные 12 вольт повышается модулем до 22 вольт и подается на ультразвуковой распылитель;
• - так же, входные 12 вольт подаются на регулирующий обороты вентилятора блок;
• - оба они соединены параллельно и через общий выключатель питания подключены к входному гнезду.

Узел вентилятора

Узел крышки

• - вначале, я наметил и проделал отверстие для выхода водяного тумана;
• - затем, я дремлем вырезал прямоугольное окно для узла вентилятора;
• - чтобы застопорить клапан, по всей внутренней площади крышки, я на водостойкий клей наклеил заготовку из поролона;
• - заготовку, для того чтобы она не травила пар, пришлось хорошо увлажнить тем же клеем в несколько приемов;
• - после высыхания, на почти водоотталкивающую поролоновую заготовку, я наклеил заготовку из обрезка линолеума.

Узел поплавка

Узел электроники

Ультразвуковая головка и система поплавка

Тестовый прогон

• - офисная корзина – 2.5 долларов.
• - ультразвуковой распылитель – 5.6 долларов.
• - повышающий модуль Xl6009, который может быть и другим - 0.80 долларов.
• - турбинка – 1.43 долларов.
• - черная коробочка 100x60x25 мм – 1.08 долларов.
• - готовый регулятор оборотов – 1.32 долларов.

Сухой воздух в жилых помещениях — абсолют дискомфорта и одна из первопричин плохого самочувствия. Но не следует торопиться с покупкой дорогостоящей техники, если есть время и ресурсы, чтобы самому изготовить простейший увлажнитель, притом как высокоэффективный компактный прибор.

Отличие от парогенератора

Бытовые увлажнители воздуха бывают двух типов. Одни работают за счёт увеличения площади испарения, другие — путём нагрева жидкости до образования пара. В обоих случаях испарение воды происходит естественным образом, о парогенераторах сегодня речь не пойдёт.

Большинство современных бытовых приборов используют пьезоизлучатель — пластинку, вибрирующую на ультразвуковой частоте. Принцип испарения здесь такой: вода разбивается на очень мелкие частички, мелкодисперсную взвесь, которые не могут «склеиться» обратно и продолжают существовать в виде водяного пара. Преимущество дисперсных увлажнителей в малом энергопотреблении и практически полном отсутствии накипи в самом устройстве, что сказывается на его долговечности.

Бытовой ультразвуковой увлажнитель воздуха

Детали корпуса

Ёмкость для воды — обычная трехлитровая банка. Испаряться полностью она будет за 6-8 ч, если нужно больше, используйте пятилитровые бутыли или баллоны для питьевой воды.

Возможно два типа соединения ёмкости с корпусом. В нашем случае мы будем устанавливать банку вверх ногами на круглую шайбу из дерева. Конечно, срок службы такой детали не слишком большой, но ничто не мешает изготовить новую. К тому же за основу можно взять «влагостойкое» дерево, например, лиственницу или липу. Сперва высверливаем 100 мм коронкой по дереву шайбу из доски толщиной 50 мм. Затем по имеющемуся отверстию в центре коронкой на 75 или 80 мм изготавливаем кольцевую канавку глубиной около 15 мм, а потом выбираем центральную часть коронкой на 60 или 50 мм.

Перочинным ножом расширяем выборку от коронки до 9-10 мм, затем проходим внутри тонкой стамеской, придавая правильный профиль. В итоге шайба должна достаточно плотно надеваться на банку, как крышка. По верхней грани шайбы делаем ножовкой пропил крест-накрест на глубину около 15 мм, чтобы получились небольшие отверстия для подсоса воздуха и оттока воды. В итоге конструкция должна работать как поилка для молодняка птицы.

В качестве второго варианта можно использовать и внешнюю ёмкость: небольшой бачок или канистру, соединённую с испарителем двумя тонкими силиконовыми трубками. Важно, однако, чтобы трубка подачи выходила в самом низу ёмкости. Уровень врезки второго шланга в точности определяет высоту слоя воды.

Ультразвуковой испаритель

Это, по сути, единственная дорогостоящая деталь из тех, что придётся покупать. Но не стоит спешить приобретать комплектующие для существующих моделей увлажнителей воздуха, они как минимум вдвое дороже.

От 300 до 500 рублей стоит обычный пьезоэлемент. Купить такой можно на интернет-аукционах, либо напрямую из Китая. Не ошибитесь в выборе: «голый» пьезоэлемент не подойдёт, необходимо устройство во влагозащищённом корпусе с парой выходящих проводов и штекером на конце. Отличие в том, что такой увлажнитель имеет всю необходимую обвязку для генерации нужной частоты и может быть размещён буквально в любой ёмкости с водой без дополнительной гидроизоляции.

Испаритель нужно закрепить на дне контейнера в произвольном месте, но не вплотную к стенкам, оставляя свободное место для установки ёмкости с водой. Если корпус испарителя не водоупорный, либо при установке пластина не погружается достаточно глубоко, устройство можно закрепить на дне контейнера с наружной стороны. Необходимо проделать аккуратное отверстие под бортик пластины и уплотнить примыкание санитарным силиконом. Для устойчивости контейнер потребуется снабдить ножками или подставкой.

Защита от сухого хода

Излучатель должен всегда находиться в погруженном состоянии, это критически важно. Без воды он резонирует, разогревается и выходит из строя за считанные секунды.

Защиту от сухого хода можно выполнить простейшим датчиком уровня жидкости омывателя для отечественных автомобилей. Желательно приобретать короткие поплавковые датчики с герконом в небольшой трубке, иначе велик риск, что выключаться увлажнитель будет раньше, чем закончится вода в банке.

Установите датчик на дно контейнера, чтобы после установки банки он оказался внутри. Если ёмкость стоит отдельно, датчик устанавливается в ней. Обычный режим работы датчика — открытый контакт, однако схем включения может быть несколько. Чтобы инвертировать сигнал, используйте промежуточное реле или полупроводниковый ключ. Если же контактный датчик имеет стандартную схему работы, то его можно подключать прямо в разрыв цепи питания маломощного излучателя.

Питание и автоматика

Большинство пьезоизлучателей рассчитано на питание низким напряжением в 12 или 24 В постоянного тока. Есть масса вариантов, чем запитать самодельный увлажнитель. Мы рекомендуем исключительно в целях безопасности размещать блок питания и автоматики в отдельном корпусе.

Простейший и универсальный вариант — блок питания ПК. У них единая система обозначения:

• жёлтые провода +12 В;
• чёрный провод — общий минус;
• тёмно-синий провод — 12 В в обратной полярности (до 0,5А).

Таким образом, подключение на 12 В выполняется чёрным и жёлтым проводом, а на 24 В — жёлтым и синим.

Поскольку для питания излучателя не требуется идеально стабилизированное напряжение, можно использовать небольшие трансформаторы из старых радиоприёмников и прочей бытовой техники с диодным мостом и без генератора частоты. Можно и самому намотать трансформатор на небольшом (до 30 мм) ферритовом сердечнике, благо мощность у пьезоизлучателя минимальная.

Чтобы автоматизировать работу испарителя на отключение при достижении определённого уровня влажности, потребуется навесным монтажом собрать небольшую схему. Первая его часть — сенсор DHT11 с цифровым сигналом на выходе. Второй элемент — Arduino mini в качестве цифрового контроллера. Исполнительным устройством схемы выступает тиристорный ключ или микрореле с током потребления до 0,3 А, а в качестве регулятора — переменный резистор на 10-15 кОм.

1. Разъемы питания. 2. Ключевые транзисторы. 3. Плата контроллера Arduino. 4. Датчик влажности

Скетч (алгоритм, микропрограмма) для такой сборки очень простой. Объявляем две глобальные переменные int и записываем в них значения на Pin"ах сенсора и потенциометра. Для сравнения значений используется всего одна конструкция if-else в бесконечном цикле, вторичным условием которой выступает исключение, отключающее реле пьезоизлучателя, если значение переменной влажности превысило значение установки. Чтобы откалибровать значения, используйте монитор порта подключенной платы.

Окончательная сборка устройства

Наконец, соберём устройство. Шайбу под банку притягиваем ко дну контейнера саморезами, предварительно подмазав герметиком. Ставим пустую банку на место, замеряем отступы от бортов и переносим размеры на крышку контейнера. Вырезаем по разметке отверстие и надеваем на край тонкую силиконовую трубку, разрезанную вдоль.

С отступом в 20-30 мм от выреза проделываем второе отверстие диаметром 50 мм и устанавливаем на четырёх винтах 60 мм компьютерный куллер, который будет направлять поток воздуха вверх, удаляя пар из контейнера и облегчая его генерацию небольшим разрежением. Для соединения с блоком питания используется ПВС 3х0,75 мм.

Теперь остаётся наполнить банку водой до краёв, надеть сверху собранный увлажнитель, перевернуть конструкцию и подать питание.

Сейчас на прилавках магазинов громадный выбор бытовых увлажнителей, начиная от простейшего "бублика", который плавает в стакане с водой и запитан от порта USB, и заканчивая навороченными автоматикой дорогостоящие офисные увлажнители. В основном большая часть такого товара приходит к нам из соседнего Китая, и поэтому о долговечности девайса не стоит говорить. Например, у меня 5 литровый бытовой увлажнитель в грибнице проработал всего полгода, после этого ни одна мастерская не смогла вернуть его к жизни. Хорошо, что для пробы я выписал из Китая небольшую партию mist maker (мист мейкер), это небольшие ультразвуковые генераторы тумана, к которым нужен только блок питания на 24 вольта. Выглядят они вот так:

Разница между двумя этими моделями только в диаметре рабочей пластины, покрытой керамикой, на первом фото диаметр 20мм на втором 16мм, и естественно первая работает намного эффективней. Пришлось сделать только поплавок, и взять ведро под ёмкость, где плавает мист мейкер. Работает надёжно, я подливаю только воду. Немного о воде - вода должна быть как можно чище, идеальный вариант - дистиллированная, от воды зависит и долговечность керамической пластины, и второе - какие соли находятся в воде, то при работе ультразвука, все эти соли вместе с туманом будут плавать в вашем помещении, покрывая всё тонким белым налётом. Как сделать увлажнитель, я рассказал и показал в видео.