Умный увлажнитель воздуха своими руками

Сегодня займемся переделкой обычного ультразвукового увлажнителя воздуха в «умный». Конечно, лучше подойдет слово «управляемый», но мы подключим его в системы умного дома. Ну и современные тренды накладывают свой отпечаток.

В проекте будут использоваться:

Микроконтроллер ESP – 01
Модель реле для ESP – 01
DC-DC конвертер LM2596
Датчик температуры и влажности DHT-22

Начнем, имеется обычный ультразвуковой увлажнитель и его мы будем переделывать.

Первым делом разбираем пациента и достанем плату, она здесь комбинированная, плата управления совмещена с блоком питания.

Тут имеются разъемы:

Красный – включение увлажнителя
Желтый – управление интенсивностью работы
Синий – датчик отсутствия воды
Белый 3х пиновый – светодиод
Белый 2х пиновый – вентилятор

Сам увлажнитель проработал пару лет на обычной водопроводной воде и как видно на плате остается белый налет. Поэтому с увлажнителями такого типа (ультразвуковыми) рекомендуется использовать подготовленную воду, ну или обычную дистиллированную.

Для модернизации нам нужно определить точки подключения к плате, в нашем случае это питание и управление. Питание возьмем с конденсатора, напряжение на нем около 20 вольт.

Это нам не подходит нужно уменьшить напряжение, для этого используем плату DC-DC преобразователя.

DC-DC (постоянного тока в постоянный) преобразователь — электронная схема или электромеханическое устройство, которое преобразует источник постоянного тока с одного уровня напряжения на другой.
Wikipedia

Технические параметры стабилизатора напряжения LM2596:
Напряжение входное, В:	        4…40
Напряжение выходное, В:	        1.5…35
Максимальный выходной ток, А:	3
Вес, г	11

Как мы знаем из datasheet`a конвертер позволяет подключать на вход до 35 вольт, нам этого хватит с запасом.

Припаиваем на определенный ранее конденсатор провода питания преобразователя.

Настраиваем переменным резистором нужное нам для работы платы реле напряжение 5 вольт.

Построечный резистор, настраивает выходящее напряжение.

И подключаем к модулю реле.

Технические параметры: 
Модель контроллера ESP8266:ESP-01S
Питание модуля:            5 В
Ток управления:            250 мА
Вывод микроконтроллера:    GPIO0
Ток и напряжение реле:     10 А, 250 В
Размеры модуля:            37 мм х 25 мм

Контакты реле подключаем в разрыв провода включения увлажнителя. (Красный разъем на плате)

У реле есть два положения NO нормально разомкнутый и NC нормально замкнутый, мы используем NO.

Теперь нужно подготовить контроллер ESP – 01, к нему мы подключим датчик DHT22.

Технические характеристики датчика DHT22:
Рабочее напряжение: 3.3 - 5.5 В.
Температура:
- Разрешение: 0.1 °C;
- Точность: ± 0.5 °C;
- Диапазон измерения: от -40 до 80 °C.
Влажность:
- Разрешение: 0.1 %RH;
- Точность: ± 2 %RH (25°C);
- Диапазон измерения: от 0%RH до 99.9%RH.

Как мы видим datasheet`a датчик определяет температуру и влажность с достаточной скоростью и точностью. Подключаем согласно схеме и не забудем резистор 10 кОм между питанием и проводом данных.

Теперь остается только собрать все в корпус. Микроконтроллер устанавливаем его в модуль реле, закрепляем датчик температуры на крепление вентилятора. Плата конвертера удобно встала под блок питания, там оказались неиспользуемые крепежные элементы. А модуль реле закрепили к опоре крышки увлажнителя.

В ходе сборки возникла проблема с датчиком температуры, его провода нужно прокладывать отдельно от всего пучка проводов, возникают наводки и датчик не работает.

На этом этапе мы закончили всю «железную» часть и откладываем паяльник. Программная часть слишком объемная для освещения её в данной статье, позже мы добавим сюда ссылки на статьи.

Кратко, прошивка контроллера используется espeasy, протокол связи mqtt, система автоматизации в нашем случае используется Home Assistant, но подойдет любая другая.

В итоге мы получили управляемы и программируемый увлажнитель воздуха, который управляется через систему умный дом, а также может управляться вручную.