Как устроен ультразвуковой увлажнитель воздуха. Из каких основных элементов состоит его электрическая схема. Какие компоненты входят в состав ультразвукового генератора. Как работает пьезоэлектрический излучатель в увлажнителе. На каком принципе основано образование водяного тумана.
Основные компоненты ультразвукового увлажнителя воздуха
Ультразвуковой увлажнитель воздуха состоит из следующих основных компонентов:
- Корпус с резервуаром для воды
- Ультразвуковой генератор
- Пьезоэлектрический излучатель
- Вентилятор для распыления тумана
- Блок питания
- Система управления (микроконтроллер)
- Датчики уровня воды и влажности
Ключевым элементом является ультразвуковой генератор, создающий высокочастотные колебания. Рассмотрим его устройство подробнее.
Принципиальная схема ультразвукового генератора
Типичная схема ультразвукового генератора для увлажнителя воздуха включает следующие основные узлы:
- Задающий генератор на частоту 1,6-1,7 МГц
- Усилитель мощности
- Согласующий трансформатор
- Пьезоэлектрический излучатель
Задающий генератор формирует сигнал нужной частоты, который усиливается по мощности и через согласующий трансформатор подается на пьезоэлемент. Это вызывает его механические колебания с ультразвуковой частотой.
Как работает пьезоэлектрический излучатель
Пьезоэлектрический излучатель в увлажнителе выполняет роль преобразователя электрической энергии в механическую. Его работа основана на обратном пьезоэффекте:
- На пьезоэлемент подается переменное электрическое напряжение с частотой 1,6-1,7 МГц
- Пьезоэлемент начинает совершать механические колебания с этой же частотой
- Колебания передаются тонкому слою воды на поверхности излучателя
- В результате происходит образование мельчайших капель воды — водяного тумана
Таким образом, пьезоэлектрический излучатель является ключевым элементом, обеспечивающим процесс ультразвукового увлажнения.
Принцип образования водяного тумана
Образование водяного тумана в ультразвуковом увлажнителе происходит за счет явления кавитации. При воздействии ультразвуковых колебаний в воде образуются микроскопические пузырьки, которые затем схлопываются, выбрасывая мельчайшие капли воды в воздух.
Этот процесс можно разбить на следующие этапы:
- Ультразвуковые колебания создают области повышенного и пониженного давления в воде
- В областях пониженного давления образуются кавитационные пузырьки
- При схлопывании пузырьков происходит микровзрыв
- Энергия микровзрыва разбивает воду на мельчайшие капли размером 1-5 мкм
- Образовавшийся водяной туман выбрасывается в воздух
Благодаря малым размерам частиц, образующийся туман легко распыляется в воздухе и быстро испаряется, увеличивая влажность.
Блок питания ультразвукового увлажнителя
Для работы ультразвукового увлажнителя требуется несколько напряжений питания:
- 220В переменного тока — питание от сети
- 12В постоянного тока — питание вентилятора и системы управления
- 24-30В переменного тока — питание ультразвукового генератора
Блок питания обычно включает:
- Понижающий трансформатор 220/12В
- Выпрямитель и стабилизатор на 12В
- Преобразователь 12В в 24-30В переменного тока
Такая схема обеспечивает необходимые напряжения для всех узлов увлажнителя при питании от бытовой электросети.
Система управления ультразвуковым увлажнителем
Для контроля работы увлажнителя используется система управления на базе микроконтроллера. Она выполняет следующие функции:
- Измерение уровня воды в резервуаре
- Контроль влажности воздуха
- Управление включением/выключением генератора
- Регулировка интенсивности увлажнения
- Отображение режимов работы на дисплее
- Обработка команд с панели управления
Микроконтроллер получает данные с датчиков, обрабатывает их по заданному алгоритму и формирует управляющие сигналы для узлов увлажнителя.
Датчики в составе ультразвукового увлажнителя
Для контроля параметров работы в увлажнителе используются различные датчики:
- Датчик уровня воды — контролирует наполнение резервуара
- Датчик влажности — измеряет текущую влажность воздуха
- Датчик температуры — определяет температуру воздуха
- Датчик воды на дне — защита от протечек
Сигналы с датчиков поступают на микроконтроллер, который на их основе управляет работой увлажнителя и обеспечивает защитные функции.
Защитные функции ультразвукового увлажнителя
Современные ультразвуковые увлажнители имеют ряд защитных функций для безопасной эксплуатации:
- Отключение при низком уровне воды
- Защита от перелива резервуара
- Отключение при снятии резервуара
- Защита от перегрева
- Автоматическое отключение по таймеру
Эти функции реализуются с помощью датчиков и управляющей электроники. Они предотвращают выход устройства из строя и делают его использование безопасным.
Преимущества ультразвукового метода увлажнения
Ультразвуковой метод увлажнения имеет ряд преимуществ по сравнению с другими типами увлажнителей:
- Низкое энергопотребление
- Эффективное мелкодисперсное распыление
- Бесшумная работа
- Отсутствие нагрева воды
- Компактные размеры устройства
- Точная регулировка интенсивности
Благодаря этим преимуществам ультразвуковые увлажнители получили широкое распространение для бытового и промышленного применения.
Увлажнитель Воздуха Схема Принципиальная — tokzamer.ru
Также на крышке установлен преобразователь напряжения из 12В в 24В. Если резистор был проволочный, то ещё проще, очисть его механически, не спеша и аккуратно, и
Детали корпуса
Ремонт источника бесперебойного питания Value 600E (схема на 400Е, 600E, 800Е) своими руками.
После отправки данные выводятся на индикаторы по принципу динамического управления.
Слишком сухой воздух повышает риск инфекций, вызывает усушку древесины и растрескивание обоев по кромкам.
Если вы подозреваете обрыв шнура, проверьте это и при необходимости замените.
Ну, блин, найдётся что-то лучше — обязательно поставлю, а пока и так нормально. А для комнатных цветов сухой воздух и вовсе губителен. Если она есть, придется разбираться с электрической частью. Повторите такую процедуру, пока не уйдет запах отбеливателя.
Уход за увлажнителем воздуха Сезон использования увлажнителя воздуха — осень-зима, однако на некоторых территориях этот агрегат приходится использовать чуть ли не каждый день. Главное уместить показатели относительной влажности нужными рамками, врачи рекомендуют значение 45 — 60 процентов. Оказывается, все педиатры подтвердят, что влажный прохладный воздух наиболее безопасен при распространении зимних простудных заболеваний — не пересыхает слизистая и сохраняется барьер от бактерий. Если резистор был проволочный, то ещё проще, очисть его механически, не спеша и аккуратно, и
Накипь пагубно влияет на технику, снижает его работоспособность и уменьшает ресурс изделия. Скорее все же серебристая. Оказывается, все педиатры подтвердят, что влажный прохладный воздух наиболее безопасен при распространении зимних простудных заболеваний — не пересыхает слизистая и сохраняется барьер от бактерий. На резисторе видны две полоски: 1- золотая это точно золотая 2 — серая или серебристая. Перекись водорода не разводят.
И можете применять увлажнитель по назначению. Последний с помощью вентилятора подается в пространство комнаты. Пластина кварца пьезокристалл подвергается воздействию тока частоты, превышающей порог слышимости, создаются колебания в такт напряжению. А чем можно управлять в увлажнителе спросите Вы?
Типы увлажнителей воздуха
Пришло время запускать! Диагностика Возможные причины поломок нужно исключать по мере проведения простых тестов с разобранным прибором: Включить вилку в сеть и проверить, работает ли вентилятор или кулер.
Также не помешает декоративная решётка на вентилятор : и красиво, и безопасно. После отправки данные выводятся на индикаторы по принципу динамического управления. Уход за увлажнителем воздуха Сезон использования увлажнителя воздуха — осень-зима, однако на некоторых территориях этот агрегат приходится использовать чуть ли не каждый день.
Оказывается, все педиатры подтвердят, что влажный прохладный воздух наиболее безопасен при распространении зимних простудных заболеваний — не пересыхает слизистая и сохраняется барьер от бактерий. В этой ситуации нужно заменить предохранитель в вилке. Прикрутили вентилятор, поставили трубку.
Поэтому в процессе работы увлажнители забиваются и засоряются, а использование загрязненного увлажнителя намного сокращает срок его полезной службы, и может спровоцировать нежелательные результаты. В противном случае рекомендуется вымыть ее мыльной водой, дать высохнуть и поставить на место. Продвинутым считается метод, используемый каминами, имитирующими оранжевые языки пламени.
Смотрите также: Прокладка кабеля в земле документ
Ремонт подсветки и зарядки в планшетах T72h4G и TEXET
Блок питания В — 12В 3А. Когда он не вращается, замените электродвигатель. Необходимо проверить состояние двигателя подачи и мембраны преобразования давления ультразвуковой тип. Неприятный запах Если вы ощущаете неприятный запах при функционировании увлажнителя воздуха, значит, загрязнилась мембрана.
RUZIK40 Просто до кучи — порочка схем увлажнителей воздуха на пьезоэлементе: Только для зарегистрированных Только для зарегистрированных Вбивая в гугль, в поиск картинок — «Humidifier schema» или «air o swiss schema», можно найти ещё подобных схем. Воспалённая слизистая, засыхающая носоглотка, а иногда даже кашель — всё это возможные варианты реакции организма человека на слишком сухой воздух. Проверка работы индикации после распайки MAX Применение микросхемы MAX и семисегментных индикаторов в моем случае обосновано в первую очередь их наличием и во вторую размером индикаторов. Глубокая чистка Более глубокая обработка требуется раз в три дня.
Золотая и серебристая полосы это единицы и десятые доли Ом-а соответственно, только непонятна их положение на резисторе, короче выложи читаемое фото, рядом с линейкой, чтоб о его размере можно было судить, тогда смогу точнее подсказать. При подаче на нее управляющего сигнала начинается вибрация, и вода буквально взбивается в туман.
Схема ультразвукового генератора | для увлажнителя воздуха
Практическое использование ультразвука нашло широкое применение во многих областях человеческой деятельности. В зависимости от частоты колебаний ультразвук может разрушать, разделять, нагревать, плавить, отражаться, и при этом оставаться неслышимым для человека. Несмотря на то что ультразвуковые колебания открыты человеком очень давно, применять его начали сравнительно недавно, не считая свисток Гальтона, который с 1883 года использовался для подачи сигнала охотничьим собакам.
Содержание
- 1 Применение ультразвука
- 2 Современные источники ультразвука
- 3 Усилитель
- 3.1 Двухтактный до 100 Вт
- 3.2 Полумостовой до 300 Вт
- 3.3 Мостовой более 300 Вт
- 3.4 Сложение мощностей
Применение ультразвука
Сегодня ультразвук используется как минимум в 11 направлениях:
- Медицина: диагностика, терапия.
- Промышленность (резка).
- Климатическая техника.
- Приготовление смесей (гомогенизация).
- В биологии (разделение клеток).
- Для очистки воды (кавитационная эрозия).
- Эхолокация.
- Расходометрия.
- Дефектоскопия.
- Ультразвуковая сварка.
- Гальванотехника.
В повседневной жизни практически каждый человек сталкивался с ультразвуковой техникой. Это УЗИ, эхолот, ультразвуковой увлажнитель воздуха, табулятор и др. Частотой колебаний ультразвуковых волн считается от 20 КГц, что за краем восприятия человеческого слуха. Тем не менее многие животные его слышат, подают друг другу сигналы и даже используют для эхолокации.
Современные источники ультразвука
Не считая природных источников, в современной ультразвуковой технике используются генераторы ультразвука. Такой генератор состоит из трех основных узлов – это задающий генератор высоких частот, усилитель и излучатель. Для наглядности можно рассмотреть устройство ультразвукового увлажнителя воздуха. В данной технике, кроме ультразвукового генератора, применяется нагнетатель (вентилятор центробежного типа). Ультразвук разбивает воду на мелкую дисперсию, а вентилятор выдувает ее через сопло. На фото показаны главные элементы схемы.
Справа вверху излучатель, внизу задающий генератор, слева внизу усилитель с регулятором мощности, а слева вверху вентилятор.
Коммутируются элементы следующим образом.
В заводских моделях схема ультразвукового генератора и пьезокерамический излучатель компактно устроены на одной плате.
Принципиальная схема выглядит так.
Еще одним наглядным примером является схема ультразвукового генератора на 40 КГц, предназначенного для отпугивания грызунов.
Если для увлажнителя частота ультразвука составляет 1,7 МГц, то здесь при частоте всего 40КГц в качестве излучателя можно применить высокочастотный динамик 4ГД-1.
Похожая схема для табулятора (ультразвукового ингалятора)
Усилитель
Выходной каскад изготавливается на силовых транзисторах и в зависимости от мощности УЗ-генератора может быть выполнен по двухтактной схеме, по схеме полумоста или по мостовой.
Двухтактный до 100 Вт
В данной схеме напряжение питания выбирается по условию Е< Uk/2.
Где Е- напряжение питания.
Uk-максимально допустимое напряжение на коллекторе (или стоке) транзистора.
Полумостовой до 300 Вт
Здесь источник питания подключен к мосту, где транзисторы подключаются между точками, обозначенными на схеме «вг». При этом выходной транзистор подключен к точкам «аб». На транзисторы Т1 и Т2 подаются импульсы возбуждения в противофазе с трансформатора Тр1. Так как на транзисторе падает напряжение питания Е, требуется чтобы Е< Uk.
Если же вам необходимо обслуживание генераторов электростанций, то советуем вам воспользоваться услугами данной компании по самым адекватным ценам с высочайшим уровнем качества.
Мостовой более 300 Вт
Здесь выходной каскад УЗ-генератора выполнен из четырех транзисторов. Выходной транзистор подключен в диагональ «вг», а источник питания – «аб». Напряжение базы подается на плечи моста Т1-Т4 так, что когда Т1 и Т3 открыты, то Т2 и Т4 закрыты и потом наоборот. Это переключение приводит к четырехкратному повышению выделяемой мощности в нагрузке по сравнению с мощностью отдаваемой одним транзистором. Напряжение питания выбирается из условия Е < Uk.
Сложение мощностей
Эта схема применяется для больших мощностей
Схема работает по принципу сложения мощности полумостовых ячеек. Количество ячеек может быть разным и чем их больше, тем выше выходная мощность. Суммирование мощности происходит на выходном трансформаторе Тр2. Напряжение питания для данной схемы выбирается из условия Е< n*Uk.
Читайте также:
- Бестопливные генераторы своими руками: схема
- Схема стабилизатора напряжения на 220 Вольт
- Простой способ проверки светодиода без выпаивания из схемы
DIY с использованием ESP01 и модуля ультразвукового увлажнителя
Туман и свет— это комбинация, которая может развлечь как взрослых, так и детей, поэтому мы решили отправиться в область модулей ультразвукового генератора тумана и получили в свои руки один без особых проблем. Когда мы впервые протестировали крошечный модуль ультразвукового увлажнителя, мы были заинтригованы возможностями, которыми обладал этот небольшой модуль. Резонируя на частоте 1,7 МГц, он производит механические колебания, достаточные для того, чтобы катапультировать капли воды в воздух в виде пара. Добавление света и музыкального управления было следующим шагом, и что еще мы можем придумать, кроме Neopixels, когда дело доходит до светового шоу? Ранее мы использовали светодиоды Neopixel во многих проектах, таких как Arduino Mood Light, свет на рождественской елке, реактивные динамики Bluetooth и т. д., вы можете проверить их, если вам интересно.
В этой статье мы обсудим, как сделать ультразвуковое световое и звуковое шоу с использованием модуля ультразвукового увлажнителя .
Необходимые компоненты- Модуль ESP8266 — ESP01
- Модуль преобразователя USB в TTL
- Модуль ультразвукового увлажнителя ИС
- WSB2812. 5 единиц.
- Модуль TP4056
- Литий-полимерный аккумулятор 3,7 В 700 мАч
- ЛДР
- IRF540N МОП-транзистор
В то время как модуль ультразвукового увлажнителя является основным направлением проекта, поскольку именно он производит туман. Ранее мы использовали этот ультразвуковой увлажнитель для создания портативного увлажнителя с использованием Arduino, который может контролировать влажность в помещении в зависимости от текущей температуры и влажности. Основная задача управления работой устройства лежит на модуле ESP01, который также широко известен под названием ESP8266. Ранее мы создали множество проектов ESP8266, вы также можете ознакомиться с ними, если вам это интересно.
На ESP01 установлена прошивка с открытым исходным кодом, называемая прошивкой ESPixelStick . Эту прошивку можно использовать для простого управления светодиодами WS2812, подключенными последовательно и подключенными к одному GPIO ESP01. Мы можем управлять данными на ESP01 через Wi-Fi либо с помощью MQTTT, либо с помощью любого программного обеспечения, поддерживающего протокол E1.31. В этом проекте мы будем использовать простое программное обеспечение с открытым исходным кодом под названием VixenLights , которое является отличным инструментом с графическим интерфейсом для синхронизации световых и звуковых шоу с музыкой.
Программное обеспечение VixenLights позволяет нам управлять различными выходами в виде временной последовательности, данные этой последовательности отправляются программным обеспечением на ESP-01 через Wi-Fi. ESP, на котором работает прошивка ESPixelStick , берет эти данные и передает их на светодиоды WS2812B, последовательно подключенные к одному контакту.
Управление светодиодами с помощью прошивки ESPixelStick становится очень простым, но нам все еще нужно управлять модулем увлажнителя на той же платформе.
Для достижения этой функциональности без глубокого погружения в прошивку мы делаем аппаратный обходной путь. Разместив LDR прямо перед одним из светодиодов WS2812B и заключив эти два компонента в черную термоусадку, мы можем сделать практичный оптоизолятор, который теперь можно использовать для управления MOSFET, который, в свою очередь, может управлять нашим модулем UltraSonic Humidifier. .
Поскольку ESP01 работает от 3,3 В, нам достаточно литий-полимерной батареи 3,7 В 700 мАч с зарядным модулем TP4056 для питания всей системы.
Загрузка прошивки ESPixelStickДавайте начнем сборку проекта, прошив ESP-01 прошивкой ESPixelStick. Для этого нам нужно связаться с ESP01, для чего мы будем использовать Arduino UNO. Вы можете просто обойти встроенный контроллер, подключив контакт RESET на UNO к GND.
Теперь выполните соединения, как показано ниже, между вашим Arduino UNO и ESP01. Мы переведем ESP01 в режим Flash, подключив GPIO0 к GND.
Прежде чем двигаться дальше, мы загрузим драйверы CHR340.
Теперь мы загружаем последнюю версию прошивки ESPixelStick из официального репозитория GitHub в разделе релизов.
Выберите zip-файл на вкладке ресурсов.
После загрузки файла распакуйте zip-файл и откройте папку.
Откройте файл «ESPSFlashTool.jar»
Введите имя Wi-Fi, к которому вы хотите подключить ESP01, в поле Поле SSID .
Введите пароль Wi-Fi в поле Paraphrase .
Вы можете оставить значения по умолчанию для имени хоста, идентификатора устройства, микропрограммы и платформы.
Выберите порт USB, к которому подключен ваш Arduino.
Нажмите кнопку « Build EFU » и выберите любое место для сохранения файла EFU.
Перед нажатием кнопки Upload подключим Reset Контакт ESP01 на GND .
Нажмите кнопку Upload , когда вы увидите «подключение» в окне консоли, удалите Reset Pin ESP01 с GND и оставьте его бездействующим.
Инструмент прошивки теперь автоматически подключится к вашему модулю ESP и загрузит прошивку. На консоли состояния вы можете увидеть текст «Программирование завершено».
Как только это будет сделано, мы можем удалить соединение контакта GPIO_0 с GND. Просто перезапустите ESP, поставив сброс пин перемычки на GND на секунду и отпускание.
Как только ваш ESP01 загрузится, он автоматически подключится к Wi-Fi, используя введенные вами учетные данные.
Вы можете определить IP-адрес устройства ESP, открыв командную строку и введя команду
ipconfig
Вы можете записать IP-адрес шлюза по умолчанию.
Введите этот диапазон IP-адресов в Angry IP Scanner.
Вы можете увидеть IP-адрес ESP из списка.
Введите этот IP-адрес в веб-браузере, чтобы открыть веб-интерфейс прошивки ESPixelStick.
В веб-интерфейсе откройте вкладку «Настройка устройства».
Вы можете установить следующие параметры и оставить остальные значения по умолчанию
Граница Вселенной с по 510 Количество пикселей от до 5 Тип пикселя от до WS2811 800 кГц Заказ цвета в GRB Zigzag Count to 0
Как только это будет сделано, наша конфигурация ESP завершена, и мы можем перейти к построению схемы.
Схема и сборка туманообразователя ESP8266 своими рукамиТеперь мы можем выполнить соединения контура увлажнителя в соответствии со схемой сборки, показанной ниже.
Как обсуждалось ранее, мы также будем использовать практичный оптоизолятор для работы этого проекта, размещение светодиода и LDR должно быть обращено друг к другу, как показано ниже:
Клеммы VDD и GND ультразвукового модуля подключаются к порту Micro-USB на плате модуля. Просто припаяйте провода к этим контактам для прямого питания модуля.
Настоятельно рекомендуется использовать надлежащие термоусадки на паяных соединениях, чтобы предотвратить короткое замыкание.
Вы можете распечатать предоставленные файлы STL на 3D-принтере и следовать приведенному ниже видео, чтобы завершить сборку устройства.
Настройка программного управленияНаше устройство почти готово, и все, что нам нужно сделать для управления им, это установить программное обеспечение «VixenLights» из официального репозитория. Установите последнюю версию со страницы загрузок веб-сайта VixenLights.
Откройте программное обеспечение и нажмите кнопку Setup Display .
Откроется окно настройки дисплея. На панели элементов выберите « Single Item » в раскрывающемся меню.
Нажмите «Добавить элементы»
Вы можете назвать этот элемент, мы назвали его «Туман», так как он будет управлять ультразвуковым увлажнителем.
Когда будет предложено установить кривую затемнения, вы можете просто нажать НЕТ , так как мы будем использовать значения по умолчанию.
Откроется вкладка конфигурации цвета, обязательно выберите опцию RGB . И нажмите ОК.
Аналогичным образом создайте еще один элемент под названием «Огни». Щелкните правой кнопкой мыши этот элемент, а затем выберите параметр Добавить несколько .
Откроется окно с несколькими элементами, в поле « Общее количество элементов » необходимо ввести 4 и нажать OK.
Теперь мы добавим контроллер для всех этих элементов. В панели контроллеров в правой части окна щелкните раскрывающееся меню и выберите « Streaming CAN (E1.31) » и нажмите кнопку Добавить .
Вы можете назвать контроллер как угодно, мы оставили его по умолчанию.
В опции вывода установите количество выходов на 15 и нажмите OK.
Выберите свой контроллер и нажмите кнопку настройки.
Установите размер 15.
В пункте «Назначение» нажмите кнопку «Добавить», чтобы добавить новое место назначения.
Введите IP-адрес вашего устройства ESP и нажмите OK.
Вернемся к панели элементов и выберем группу элементов освещения. И нажимаем настроить.
Отметьте опцию цвета RGB и нажмите OK.
Теперь нам просто нужно привязать элементы к контроллерам, для этого просто выберите элемент Mist and Lights на панели элементов и выберите контроллер в « Контроллеры ” панель.
Прокрутите вниз панель « Patching » и нажмите кнопку « Patch Elements ».
Вы увидите сообщение о завершении исправления.
Вы можете прокрутить назад и щелкнуть опцию « Graphical View », чтобы увидеть все элементы и контроллеры, соединенные вместе.
Теперь вы можете нажать ОК, чтобы выйти из настройки дисплея.
Щелкните новую последовательность, чтобы открыть редактор последовательности.
Редактор последовательности VixenLights довольно интуитивно понятен и прост в использовании, просто перетащите эффекты с панели эффектов на основную временную шкалу, и вы сможете изучить различные функции программного обеспечения.
Когда вы создаете последовательность и нажимаете кнопку воспроизведения, вы можете видеть все светодиоды, выполняющие операции последовательности.
Добавьте музыку с помощью кнопки «Связать аудио» и устройте классное световое и звуковое шоу.
Вспомогательные файлы