Arduinoの気候制御

最近、大気質モニターの構築に関する多くの投稿がHabréに掲載されました。 同時に、大気の質を制御するための単一の試みは見つかりませんでした。受動的な監視から能動的な管理に移行すると、すぐに多くの興味深い問題と解決策が生じます。 この分野でのささやかな成果を共有したいと思います。



つまり、ガレージは加熱されておらず、断熱されておらず、内部の湿度が高い2階建てのレンガであり、そこから木製の床が崩壊し、冬の壁には雪のコートと他の不快な錆があります。



タスク:ガレージを「空にする」。



解決策。 ガレージの空気中のコンクリートやその他の湿気源による水の毛管吸引の詳細には触れません。すでに現れた湿気でできることに焦点を当てます。 除湿機など、ガレージには高すぎる家電製品を考慮しない場合、私が見つけた唯一の方法は、シンプルなファンを使用して、内部の湿った空気を乾燥した屋外の空気で置き換えることです。



Arduino、内側と外側の2つのDHT22センサー、ファン上のリレーモジュール、そして本当に興味深い問題が始まります。



ご存じのとおり、DHT22は温度と相対湿度を発します。 センサーの測定値を比較する方法は? 外気は内部よりも「乾燥」していますか? ガレージに吸い込まれた場合、空気はどうなりますか? おそらく非常に暖かく、外の相対湿度が低くても、内部の壁に結露が発生します。 内部温度は常に外部とは異なりますが、徐々に外部に向かっていきます。 「漸進性」の程度は不明です。 温度が上がるか下がるかは不明です。



最初の考えは、センサーの読み取り値の配列を構築し、内部の外気の影響を予測しようとすることでしたが、多数の描かれた論文では、実装のために頭の中でわかりやすいモデルを構築できませんでした。



しかし、次のアイデアが生まれました。 絶対湿度は絶対的であり、圧力、温度などに依存しません。 そして、外気の絶対湿度が内部の絶対湿度よりも低い場合、外気は間違いなく「乾燥」しており、その内部温度がどのように変化しても、交換された空気よりも「良好」です。



アイデアはアイデアですが、ここでも小さな問題がありました。 絶対湿度は、次のようなグラフに従って温度と相対湿度によって計算されることがわかります。



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また、正確に説明する方法はありません。 しかし、近似式にはかなり幅広い種類があります。 その結果、正と負の温度で式が異なるため、 この式、またはむしろ式が選択されました。



それがすべてのようです。 2つの絶対湿度を比較し、外が「乾燥」している場合-ファンをオンにしますが、ここにはありません。 最初の問題は、外気が一定の湿度を持っているが、内部に湿気はないが、生空気があると想像すると、ガレージを通過するときに外気がそこの空気と混ざり合い、内部湿度が無限に外部に近づくことです。届かないか、すぐに届くでしょう。 そして、これは電力において非常に非効率的です。 明らかな解決策は、ある種の湿度差を導入することです。到達すると、ファンがオフになり、内部空気が乾燥していると見なされますが、ここで2番目の問題が発生します。 温度差が+30〜-30の場合、絶対湿度値は千回変化します。 つまり、-30度では、空気1立方メートルあたり0.001グラムの差があると、露点を過ぎて、毛皮のコートが壁に落ちます。 そして、+ 30では、この1000分の1は何も意味しません。なぜなら、20グラムの水が1立方メートルにぶら下がることができるからです。



明確で根拠のあるソリューションは発明されていません。 強い意志のある科学的なポケでは、温度が上昇するとロボットが動作しているときに氷が単純に昇華し、残りの空気とともに除去されるため、壁の霜による害はあまりないため、1立方メートルあたり0.01グラムで差が取られました。 また、経験的な理由から、別の省エネ制限が導入されました。 相対外部湿度が90%を超える場合、外部の空気は送り出されません。 それは私たちの地域にとって異常に高い湿度だからであり、たとえこの空気が内部よりも乾燥していても、それは非常にすぐになり、また排気する必要があります。 図は、天井からも90%です。



結果。



ロボットの1年半がノンストップで耕します。



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銃のある箱に入ったArduinoには、電源もあります。 その上に正しい内部センサーがあります。 ソケット自体の中継ボックス。 スイッチは、ファンにリレーをバイパスさせます。 冬に冬の毛皮のコートが消えました。 木はすべて枯渇しました。 何も腐りません。 1か月あたり約2キロワット時を消費します。 「ドライ」ガレージで約15分間呼吸すると、ロボットはファンをオンにします。 一般に、すべてが機能します。



副作用-フリーズします。 さらに、凍結して霜が降りる毛皮のコートが定期的に外に出るようになり、5月に太陽が輝いて草が緑になると、ジャケットがなくても寒い中から揺れます。



最適化のためのフィールド。 SDカードをねじ込んで統計を収集すると、90%よりも適切なカットオフを選択できます。 温度に応じてカットオフに絶対湿度の差を考えて置くことができます。



そして今、最も興味深いのは開発です。



民家用の換気システムが開発されています。 タスクは、換気と暖房の両方のエネルギー消費を削減することです。 すべてがシンプルに思えます。 部屋のCO2センサー。 私たちは「呼吸」した部屋だけを換気しますが、まだ答えが出ていない質問がたくさんあります。 喜んでお手伝いします。



1.ストーブからの流出を制御する方法は? 供給ファンにchastotnikがあり、排気ファンにあります。 ストーブ用でない場合は、1つを行い、ファンを同期して回転させることができます。 しかし、炉からの流出はどうでしょうか? (炉の流入用に別個のダクトを提供しないでください);

2.(ストーブを除く)ファン速度制御アルゴリズム? 現在の考え方は、回転速度はCO2の濃度に依存するのではなく、濃度の増加率に依存するというものです。 つまり、濃度が増加すると-運動量が増加し、減少し-何らかのカットオフ、たとえば500-600ppmが減少します。 カットオフを増やすと、CO2の濃度を高めて冬のエコノミーモードに入ることができます。

3.ストーブシャッターをCOセンサーに結び付けたいという要望があります。これは、シャッターを最大時間閉じたままにするという意味で、しかし怖いです。

4.純粋に技術的な質問:暖房制御のために各部屋にDHT22もあるので、この感覚の素晴らしさを家の周りにどのように安く掛けることができますか?



ご清聴ありがとうございました。 私はロボットのスキームを描きませんでした。スケッチを全員に送ります。建設的な提案を喜んで受け入れます。



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