Ультразвуковой туман своими руками схема. Ультразвуковой увлажнитель воздуха своими руками

Очередной раз просматривая необъятные просторы Али- Экспресса, я натолкнулся вот на такой туманообразователь.

Купил его....просто так, для экспериментов. Как выяснилось, он представляет собой рабочий элемент если не всех, то большинства увлажнителей воздуха, и работает он очень даже не плохо. Принцип его работы заключается в том, что мембрана, колеблющаяся с ультразвуковой частотой, создаёт вакуум. Вода в вакууме, как известно, переходит в газообразное состояние при намного более низких температурах.

На практике прибор представляет собой цилиндр, диаметром примерно в три с половиной сантиметра и высотой около двух с половиной. Питается он от постоянного тока, напряжением 24 В. В верхней его части есть датчик (электрод) для того, чтобы не допустить "сухого хода" - как только уровень воды опустится ниже его, прибор перестаёт работать. При опускании в воду подключенного прибора, он сразу же начинает работать - в верхней части образуется "фонтанчик" из пузырьков тумана. Важен уровень воды в ёмкости с прибором - если над ним более двух-трёх сантиметров, туман не будет образовываться. Пузырьки успеют раствориться в воде и на поверхности мы увидим только небольшой фонтанчик. Расход воды достаточно мал. Я использовал такой туманообразователь при изготовлении самодельной топки для фальш-камина. Там он находится в ёмкости квадратного сечения, размером 30 на 18 см. Уровня воды в два сантиметра хватает примерно на 4-5 часов непрерывной работы. На шнуре находится резиновая уплотнительная пробка, которая позволит вам уплотнить отверстие в ёмкости, через которое вы проведёте шнур.

Прибор можно использовать в большом количестве разнообразных самоделок как практического назначения (увлажнители воздуха), так и декоративного (фонтаны, "альпийские горки", декоративные пруды и так далее). При этом на Али-Экспрессе вы найдёте и подобный

Запитать его можно, например, от компьютерного блока питания, с которого без труда можно снять нужное напряжение. А можно купить на Али-Экспресс туманообразователь сразу с блоком питания. Обойдётся вам такой набор около 7-ми - 8-ми долларов.

И на последок... При проектировании самоделок с эти прибором, не забывайте, что его "продукт" - не водяной пар, а именно туман! Он тяжелее воздуха и стелется понизу. Если прибор работает, к примеру, в тазу с водой, то таз наполнится туманом, потом какое-то время он будет уплотняться, а только потом "выливаться". Правда, явственно процесс "выливания" вы не увидите - верхний стой от соприкосновения с воздухом будет растворяться...

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

В наличии у меня были:

• - 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

Мне пришлось постараться, что бы все это не выглядело кашей и было удобным для восприятия.

• - 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.

Готовый регулятор оборотов сразу пришел ко мне неисправным, и как бывает, отложился в кучку «до лучших времен», в дело пошел его корпус с четырьмя удобными отверстиями для крепления. Вы видите, что случилось с начинкой. Некоторое время, ток был настолько высок, что проводки, ведущие к гнезду на ультразвуковую головку, прогорели и расплавились. Однако, оба модуля оказались исправными и потребовалось только заменить проводку.

В торце офисной корзины, мной были просверлены четыре отверстия для установки винтов к которым крепился блок управления, еще ниже, вы видите отверстие для пропуска провода идущего к ультразвуковой головке.
Первый вариант, я собирал второпях, и такое решение выявило свои недостатки. Если взглянуть внутрь корзины, то видно, что головки винтов подвергались коррозии.

Что бы избавиться от ржавчины, потребовалось ее преобразовать тампонами смоченными крепким раствором пищевой лимонной кислоты

После чистки зубной щеточкой и сушки, головки были залиты прозрачным акриловым клеем из строительного магазина.

Узел вентилятора

Он должен быть полностью защищен от брызг и после короткого обдумывания, я решил применить центробежную турбинку которую вклеил в черную пластиковую коробочку на полосках двустороннего монтажного скотча на основе 1 мм.

Через меньшее отверстие на нижней крышке коробочки, воздух подается внутрь корзины. Обратите внимание на то что, заборное отверстие на верхней стороне коробочки и выпускное на нижней, будут распложены оппозитно друг другу. Тем самым, никакие брызги не смогут добраться до двигателя турбины. По периметру получившегося узла, я наклеил уплотняющую ленту, применяемую герметизации проемов открывающихся пластиковых окон, а к самой турбине, был подпаян отрезок витого шнура со штекеров на конце. Паянные контакты были герметизированы горячим клеем.

Узел крышки

Обратная сторона.

Крышка офисного ведра, как вы знаете, снабжена вращающимся клапаном, и он, доставил мне больше всего неудобств.

• - 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.

В срезе, вы можете видеть, какой сандвич вышел:

Крышка с лицевой стороны. В отверстие для выпуска мороси, вставлена половинка от шоколадного яйца. С некоторым усилием, она может вращаться. Советую прожечь в ней отверстия только на одной стороне, чтобы поток холодного пара можно было направить в сторону от узла вентилятора и воздухозаборного отверстия.

В итоге, общий вид отмытой офисной корзины без установленного узла вентилятора вот такой.
Для придания менее колхозного вида, по контуру щели вращающегося клапана я наклеил оставшуюся гермоленту.

Узел поплавка

Круглый поплавок я вырезал из вспененного полиэтилена, в раму из такого материала «одевают» дисплеи и телевизоры.
В поплавок вставлен стаканчик из-под йогурта, в который, будет вставлен ультразвуковой распылитель.

Первые испытания тут же показали, что ультразвуковая головка должна быть утоплена под поверхностью воды, на глубину фаланги пальца, но при этом, отдельные брызги таки вылетали из фонтанчика тумана. Потому пришлось подумать о каплегасителе. Он сделан из крышки баллона с монтажной пеной, и на счастье, он имел ушко с отверстием для пеноподающей трубки.

Следы ржавчины объясняются тем, что вместо нейлоновых кабельных стяжек, я использовал металлический штифт, и после замачивания в лимонной кислоте, при окончательной сборке, я стану применять именно их.
Собственно, всё – уборка закончена, далее пойдет серия фотографий с пояснениями, на которых вы увидите процесс окончательной компиляции запчастей.
За ней, я поделюсь мыслями о том, что я сделал бы иначе и видео работы увлажнителя в сборе.

Узел электроники

Провода были перепаяны. При этом, слева, вы видите гнездо для подключения вентиля торного блока.

И крышка закрыта. Два нижних гнезда. Правое, выход на ультразвуковую головку, левое гнездо предназначается для подсоединения внешнего блока питания +12 вольт.

Ультразвуковая головка и система поплавка

Мне пришлось обрезать штатный провод из-за его плохой гибкости и срастить его с гибкими проводниками в силиконовой оболочке. Места пайки были щедро герметизированы горячим клеем. И, обратите внимание – провод пропущен через силиконовую крышечку которой укупоривают баночки с антибиотиками.
Вы видели сквозное отверстие в офисной корзине, крышечка с проводом по ее центру будет вставлена в него, что послужит не только препятствием для выхода мелкодисперсного тумана, но и позволит извлекать весь этот узел не перекусывая проводников.

А вот плавающую платформу пришлось полностью изменить. Металлический распылитель оказался тяжелым для нее и плавучесть была отрицательная.
Я взял, как вы видите пенопласт, мне повезло, это плотный пенопласт от пенопластовой же коробочки размером по ширине 24 мм и по сторонам 100 на 115 мм.
Корзиночку для ультразвуковой головки тоже пришлось заменить на целый стаканчик из-под йогурта. Распылитель был плотно вдавлен в стаканчик до дна, и паяльником, были прожжены отверстия для доступа воды внутрь этой небольшой емкости.
Вам придется экспериментальным путем выяснить плавучесть платформы, но скажу сразу – альтернативы пенопласту – нет.

Тестовый прогон

В корзину налита вода, ультразвуковой узел опущен на поверхность, штекер ультразвукового узла через силиконовую крышечку прошел стенку офисной корзины насквозь. Так же вы видите, что по внутреннему периметру корзины, наклеен всё тот же герметизирующий шнур.

Система на средних оборотах.

Потребление системы составило на максимальных оборотах вентилятора и при внешнем источнике питания 12V - 1.92A. Без вентилятора 1.72A.
Чтобы я изменил теперь.
Во-первых – крышка, мне кажется вышла не совсем удачно. Поднимитесь вверх до картинки, на которой я показал перевернутую крышку. Будет лучше, если из цельного листа пластика, вы вырежете заготовку размеров с внутренний бортик (ступеньку) крышки. После проклейки и проверки на герметизацию, узел вентилятора можно разместить в образовавшемся месте под вращающимся клапаном крышки офисной корзины. Думаю, что там же хватило места и для другой электроники. Какой?
Например – датчика влажности. Есть модули с датчиками влажности совмещенными с реле, и после калибровки и установки модуля на влажность 40% можно будет забыть об играх с выключателем. Влажность всегда будет автоматически поддерживаться на оптимальном уровне.
Во-вторых, - система безопасности. Я догадываюсь, отчего прогорел прежний генератор тумана в пластиковом корпусе. На нем (как и на этом), в виде скобки установлен датчик емкости и вероятно, генератор тумана из-за своей легкости перекосило – датчик емкости оказался в воде, а пьезо-мембрана оказалась частью в воздухе, что и привело к перегреву всей головки. На микросхеме TTP223 выпускают компактные датчики емкости, его можно и нужно наклеить на минимальном уровне воды в корзине с внешней стороны, при котором гарантированно, эта ультразвуковая головка, пусть и тяжелая, но все равно, была бы в воде. Сам датчик, может управлять повышающим модулем, у повышающего модуля есть управляемый вход.
В-третьих, повышающий модуль может быть и дешевле, не обязательно такой, который использовал я – больше ничего под рукой не было.
Примерная стоимость всего набора:

• - 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.

Итого: примерно 12 долларов.
Все остальное у меня было в наличии. Я считаю, что эта самоделка, не претендующая на центр праздничного стола как самовар, тем не менее, имеет все необходимые потребительские качества, которые за эти деньги, в готовом варианте скорее всего не найти.
Спасибо за внимание.
Руслан.

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.

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.

Ультразвуковая пушка собрана своими руками всего на двух логических инверторах и имеет минимальное количество комплектующих компонентов. Не смотря на простоту сборки, конструкция достаточно мощная и может применяться против пьяных алкашей, собак или подростков, которые засиживаются и поют в чужих подъездах.

Схема ультразвуковой пушки

Для генератора подойдут микросхемы СD4049 (HEF4049), CD4069, или отечественные микросхемы К561ЛН2, К176ПУ1, К176ПУ3, К561ПУ4 или любые другие микросхемы стандартной логики с 6-ю или 4-я логическими инверторами, но придется менять цоколевку.

Наша схема ультразвуковой пушки выполнена на микросхеме HEF4049. Как уже было сказано, нам нужно задействовать всего два логических инвертора, а какие из шести инверторов задействовать – вам решать.

Сигнал с выхода последней логики усиливается транзисторами. Для раскачки последнего (силового) транзистора в моем случае применены два маломощных транзистора КТ315, но выбор огромный, можно ставить любые NPN транзисторы малой и средней мощности .

Выбор силового ключа тоже не критичен, можно ставить транзисторы из серии KT815, KT817, KT819, KT805, КТ829 — последний является составным и будет работать без дополнительного усилителя на маломощных транзисторах. С целью повышения выходной мощности можно использовать мощные составные транзисторы типа КТ827 — но для его раскачки дополнительный усилитель все-таки будет нужен.

В качестве излучателя можно использовать любые СЧ и ВЧ головки с мощностью 3-20 Ватт, можно также задействовать пьезоизлучатели от сирен (как в моем случае).

Подбором конденсатора и сопротивления подстроечного резистора — настраивается частота.

Такая ультразвуковая пушка собранная своими руками вполне подойдет для охраны дачной территории или частного дома. Но не нужно забывать — ультразвуковой диапазон опасен! Мы не можем слышать его, но организм чувствует. Дело в том, что уши принимают сигнал, но мозг не способен раскодировать его, отсюда и такая реакция нашего организма.

Собирайте, тестируйте, радуйтесь — но будьте предельно осторожны, а я с вами прощаюсь, но ненадолго — АКА КАСЬЯН.