Digitrode

Портативные увлажнители воздуха очень популярны сегодня для использования в различных средах, и производители этих устройств обещают не только увлажнение, но и очистку воздуха при использовании их продуктов. Но насколько эффективно использование увлажнителя?

Это можно проверить, собрав свое устройство оценки работы эффективности увлажнителя воздуха на основе Arduino, что и будет описано в данном материале.

В данном случае оценка будет осуществляться на примере небольшого закрытого площадью 10 квадратных метров. Увлажнитель при этом используется стандартный, который можно купить во многих магазинах бытовой электроники. Его параметры следующие:

• размеры: 110 х 110 х 115 мм
  
• объем: 300 мл
  
• производительность: 35 мл/ч
  

Его внешний вид:

Для проверки эффективности увлажнителя воздуха использовалась плата Arduino Uno, шилд Grove и три датчика:

• DHT11 – для получения данных о температуре и влажности в помещении
  
• Датчик газа SGP30 – для проверки концентрации углекислого газа (CO2) в помещении
  
• Датчик температуры DS18B20 – для анализа температуры тела
  

Вот эти компоненты:

Схема подключения следующая:

А далее представлено фото всей установки с работающим увлажнителем и электронной аппаратурой.

Для работы установки использовался следующий код Arduino:

#include <Wire.h>
#include <DHT.h>
#include <Adafruit_SGP30.h>
#include <OneWire.h>

DHT dht_8(8, DHT11);
Adafruit_SGP30 sgp30;
enum DS18B20_RCODES {
  READ_OK,
  NO_SENSOR_FOUND,
  INVALID_ADDRESS,
  INVALID_SENSOR
};
OneWire ds18b20_4(4);

void serial_setupConnection(int baudrate) {
  Serial.begin(baudrate);
  while (!Serial) {
    Serial.println("Serial...");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("Port is active: " + String(baudrate));
}

uint16_t sgp30_readCO2() {
  if (!sgp30.IAQmeasure()) {
    Serial.println("Measurement failed");
    return 0;
  }
  else return sgp30.eCO2;
}

byte ds18b20_measure(OneWire ds, float *temperature, byte reset_search) {
  byte data[9], addr[8];
  if (reset_search) ds.reset_search();
  if (!ds.search(addr)) return NO_SENSOR_FOUND;
  if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) return INVALID_ADDRESS;
  if (addr[0] != 0x28) return INVALID_SENSOR;
  ds.reset();
  ds.select(addr);
  ds.write(0x44, 1);
  delay(800);
  ds.reset();
  ds.select(addr);
  ds.write(0xBE);
  for (byte i=0; i<9; i++) data[i] = ds.read();
  *temperature = (int16_t) ((data[1] << 8) | data[0]) * 0.0625;
  return READ_OK;
}

float ds18b20_readTemperature(OneWire ds) {
  float temp;
  if (ds18b20_measure(ds, &temp, true) != READ_OK) {
    Serial.println(F("Error"));
    return;
  }
  return temp;
}


void setup() {
  serial_setupConnection(9600);
  dht_8.begin();
  while (!sgp30.begin()) {
    Serial.println("Capture data SGP30...");
    delay(1000);
  }
}

void loop() {
  Serial.print("@Graph:");
  Serial.print("Room temperature:");
  Serial.print(dht_8.readTemperature());
  Serial.print("|");
  Serial.print("Room humidity:");
  Serial.print(dht_8.readHumidity());
  Serial.print("|");
  Serial.print("Room CO2:");
  Serial.print(sgp30_readCO2());
  Serial.print("|");
  Serial.print("Body temperature:");
  Serial.print(ds18b20_readTemperature(ds18b20_4));
  Serial.print("|");
  Serial.print("\n");
  delay(50);
  delay(1000*30);
}

Для анализа данных использовалась платформа Vittascience. Был проведен анализ комнатных условий и температуры тела в течение трех разных периодов: до использования увлажнителя воздуха, после одного часа включенного увлажнителя воздуха и после трех часов работы устройства. Были сделаны три сбора данных за три периода, чтобы получить точную информацию – всего 9 экспериментов. Условия эксперимента оставались прежними:

• 3 метра между рабочим увлажнителем и платой с датчиками
  
• продолжительность сбора данных составляла 30 мин
  
• дверь комнаты 10 м², где проводился эксперимент, была закрыта на все время эксперимента
  

Вот как выглядели собранные данные – это данные, которые получены во время эксперимента, то есть были предоставлены через час после работы увлажни

Были проанализированы 9 файлов Excel, и получены следующие результаты:

• Средние параметры до использования увлажнителя были: температура в помещении - 25 ° C, уровень влажности - 51%, уровень CO2 - 400 ppm, температура тела - 37 ° C
  
• Средние параметры после часа использования увлажнителя: температура в помещении - 25 ° C, уровень влажности - 58%, уровень CO2 - 400 ppm, температура тела - 36,8 ° C
  
• Средние параметры после трех часов использования увлажнителя: температура в помещении - 24 ° C, уровень влажности - 71%, уровень CO2 - 400 ppm, температура тела - 36,6 ° C
  
• Общие результаты: через час уровень влажности увеличился на 13% и через три часа достиг 139% от базового значения; немного снизилась и комнатная температура, и температура тела; уровень CO2 не изменился.
  

Эксперимент показал, что даже увлажнитель воздуха небольшой мощности может повысить уровень влажности в помещении на 40% после трех часов работы, что может положительно сказаться как на температуре помещения, так и на температуре тела. Но это совершенно не влияет на уровень СО2.

© digitrode.ru

Теги: Arduino, датчик температуры, датчик влажности, датчик газа