वेंटिलेटर को संशोधित करना या कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर से वेंटिलेशन को नियंत्रित करना

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का स्तर इनडोर वायु गुणवत्ता के महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है। इसके अलावा, वेंटिलेशन नियंत्रण के लिए इसका स्तर बहुत सुविधाजनक है।

लेख में मैं वेंटिलेटर के शोधन और माइक्रोकंट्रोलर और एक सीओ 2 सेंसर के माध्यम से प्रशंसकों के रिमोट कंट्रोल के बारे में बताऊंगा।
इसके अलावा, अगर वांछित, थोड़ा शोधन के बाद, आपूर्ति और निकास प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए एक ही योजना लागू की जा सकती है।



औसत अपार्टमेंट आमतौर पर प्राकृतिक वेंटिलेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह तब होता है जब हवा खिड़कियों में दरार के माध्यम से प्रवेश करती है और रसोई, शौचालय, आदि के क्षेत्र में एक निकास छेद के माध्यम से बाहर निकलती है।
एक नियम के रूप में, प्लास्टिक की खिड़कियों के साथ एक अपार्टमेंट में कोई अंतराल नहीं है, और वेंटिलेशन को काम करने के लिए, आपको खिड़कियां या खिड़कियां खोलनी होंगी, जो सामान्य रूप से काम करने वाले हुड के साथ हवा की स्थिति में सुधार करती हैं।
लेकिन इस तरह हम सड़क के शोर को जोड़ते हैं।

आप बिना शोर मचाए कमरे में ताजी हवा प्राप्त कर सकते हैं:

1. आपूर्ति प्रणाली
2. वेंटिलेटर मुख्य दीवार में एक छेद के माध्यम से सड़क से हवा की आपूर्ति करते हैं

पहला विकल्प सभी समस्याओं को हल करता है, लेकिन यह महंगा है और उपकरण, वेंटिलेशन नलिकाओं के लिए जगह की आवश्यकता होती है।
दूसरा विकल्प सरल है, लेकिन चूंकि वेंटिलेटर की इकाई सीमित आकार की है, इसलिए शोर इसके ऑपरेटिंग मोड पर निर्भर करेगा।
यहां यह विकल्प है और विचार करें।

यहाँ कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर और इसके स्वास्थ्य प्रभावों की एक तालिका है, यह जानने के लिए कि इसके लिए क्या प्रयास करना है:



इस प्रकार, हम कमरे के लिए 450-1000 पीपीएम इष्टतम के बराबर सीओ 2 स्तर पर विचार करेंगे।
मैं आपको अपने स्वयं के अनुभव से बताता हूं कि बंद खिड़कियों और दरवाजों के साथ, कम से कम वेंटिलेटर पर बदल गया और जब दो लोग कमरे में होते हैं, तो सुबह तक यह लगभग 1200-1500 पीपीएम के आसपास हो जाता है, जो थोड़ा अधिक है।

कार्य एल्गोरिथ्म

वेंटिलेशन प्रदर्शन के प्रबंधन के लिए लागू एल्गोरिथ्म काफी सरल है, लेकिन आप चाहें तो इसे जटिल कर सकते हैं:

• यह समय के साथ सेंसर से प्राप्त औसत सीओ 2 स्तर लेता है।
• 6 थ्रेशोल्ड मान हैं, और इसके आधार पर, प्रशंसक गति का चयन किया जाता है, जो प्रशंसकों को नियंत्रित करने वाले माइक्रोकंट्रोलर्स को हवा में प्रसारित किया जाता है।
• सीओ 2 के स्तर को कम करते समय, एक निश्चित सीमा होती है, जिसके बाद ही गति में कमी होती है।
• रात में, अधिकतम प्रशंसक गति शोर को कम करने के लिए सीमित है।
• रिमोट कंट्रोल से कमांड द्वारा, आप समग्र वेंटिलेशन प्रदर्शन और विशेष रूप से प्रत्येक प्रशंसक को बढ़ा या घटा सकते हैं।

कार्बन मोनोऑक्साइड डिटेक्टर MIC 98130 का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर के रूप में किया गया था।
एयर की आपूर्ति एयरोपैक 90 ए के माध्यम से की जाती है।
हुड को एक सिस्टमएयर आईएफ 150 डक्ट फैन के साथ प्रबलित किया गया है।

नियंत्रण के लिए, माइक्रोकंट्रोलर Atmel AVR ATtiny44A का उपयोग किया जाता है।
डेटा को CO2 मॉनिटर से जुड़े कंट्रोलर से स्थानांतरित किया जाता है जो NRF24L01 + ट्रांसीवर पर मॉड्यूल का उपयोग करके प्रशंसकों को नियंत्रित करता है।
ऑपरेटिंग मोड की स्थापना और सेटिंग किसी भी आईआर रिमोट कंट्रोल, या तो एक चुंबक या एक बटन का उपयोग करके संभव है।

रिफाइनिंग CO2 मॉनिटर

ईबे पर सीओ 2 मॉनीटर ने आदेश दिया, जैसा कि यह निकला, एक सेंसएयर के 22 इंफ्रारेड गैस एनालाइजर है जिसमें काफी अच्छी सटीकता है।
और सबसे महत्वपूर्ण बात, इसमें CO2 स्तर के साथ एक विशेष आउटपुट है (चित्र में चार संपर्कों के साथ एक सफेद कनेक्टर है)।

इस कनेक्टर पर, बाएं से दाएं:

1. बिजली की आपूर्ति + 9 वी
2. संपूर्ण
3. PWM में 350 से 2000 पीपीएम तक CO2 उत्पादन

अंदर बहुत अधिक खाली जगह नहीं है, इसलिए, NRF24L01 + ट्रांसीवर के साथ एक मिनी-बोर्ड का उपयोग शोधन के लिए किया गया था और एक SOP14 पैकेज में एक माइक्रोकंट्रोलर एक हार्नेस के साथ सील किया गया था। सीलिंग से पहले, डिबग्यूयर प्रोटोकॉल का उपयोग करके प्रोग्रामिंग और डिबगिंग के लिए DWEN फ्यूज चालू किया गया था।

रेडियो मॉड्यूल पर एक टिप्पणी है - ट्रांसमिशन रेंज पर्याप्त बड़ी नहीं है।

खासकर अगर ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच दीवारें, दरवाजे हैं। इसलिए बाहरी एंटीना के साथ मॉड्यूल चुनना बेहतर होता है या ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच कम से कम बाधाएं रखने की कोशिश करना।

एक nRF24L01 + संगत चीनी चिप है जिसमें वृद्धि हुई शक्ति है - SI24R01।
इसके साथ मॉड्यूल आमतौर पर सस्ते होते हैं, इसलिए इसके साथ लेना बेहतर है।
सच है, मुझे इस चिप के साथ समझदार मिनी-मॉड्यूल नहीं मिले, और परियोजना देशी nRF24L01 + चिप के साथ मॉड्यूल का भी उपयोग करती है।
बढ़ी हुई संचारित शक्ति को सक्षम करने के लिए, SI24R01 RF_SETUP रजिस्टर के बिट 0 का उपयोग करता है।

सेंसर से प्राप्त वोल्टेज को कम करने के लिए एक डिवाइडर को प्रतिरोधों R1, R2 पर इकट्ठा किया जाता है।

सीओ 2 का मूल्य नियंत्रक के पैर पर स्तर के परिवर्तन के बीच के समय की गणना करके प्राप्त किया जाता है। समय 16-बिट टाइमर काउंटर से लिया जाता है।
कम गणना करने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर 8.192 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर काम करता है, और टाइमर डिवाइडर 1024 पर सेट है।
इस प्रकार, टाइमर काउंटर TCNT1 प्रत्येक 0.125ms बढ़ा है।
यह CO2 स्तर की गणना करने के लिए बाहर निकलता है - आपको टाइमर काउंटर को 4 से विभाजित करने और 4 को घटाने की आवश्यकता है।

सेंसर के आउटपुट पर PWM सिग्नल:


ड्राइविंग:


LDR1 फोटोरिस्टर का उपयोग अंधेरे की दहलीज को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, बटन का उपयोग आईआर रिमोट कंट्रोल कमांड के प्रारंभिक संस्मरण के लिए किया जाता है। एलईडी ट्रांसमिशन त्रुटियों के बारे में सूचित करता है, और ट्यूनिंग के लिए भी उपयोग किया जाता है।

नियंत्रण और कॉन्फ़िगर करने के लिए, मैंने एक पारंपरिक आईआर रिमोट कंट्रोल का उपयोग करने का निर्णय लिया, जिसके आदेशों को पहले माइक्रोकंट्रोलर में पंजीकृत होना चाहिए।
प्रोग्रामिंग मोड में प्रवेश - 3 सेकंड से अधिक के लिए बटन दबाए रखें। फिर, क्रम में, रिमोट कंट्रोल पर बटन दबाकर आईआर रिसीवर को विकिरणित करें।
आईआर आदेश:

1. ऊपर
2. नीचे
3. पसंद
4. प्रत्येक प्रशंसक की गति समायोजन की स्थापना।

सामान्य मोड में, अप और डाउन कमांड एक कदम से सभी प्रशंसकों की गति को बढ़ाते हैं या घटाते हैं।
कमांड "पसंद" - रीसेट।
कमांड 4 का उपयोग करते हुए, आप प्रत्येक पंखे की गति ऑफसेट के लिए सेटिंग मोड में प्रवेश करते हैं। सबसे पहले, प्रशंसक संख्या का चयन किया जाता है, फिर, चयन के बाद, ऑफसेट दर्ज किया जाता है। इस मोड में एलईडी वर्तमान चयन को ब्लिंक करता है।

कमांड की पहचान माइक्रोकंट्रोलर द्वारा निम्नानुसार की जाती है:

• टाइमर का उपयोग करते हुए 0 हमें पिछले सिग्नल एज (व्यवधान PCINT1) से समय मिलता है
• यदि यह पहला आवेग है, तो झूठी ट्रिगर को तुरंत समाप्त करने के लिए इसकी अवधि की जांच करें
• यदि पिछले मान की तुलना में 1.5 गुना की अवधि में परिवर्तन हुआ था, तो बिटमैप में 1 जोड़ें, अन्यथा 0।
• बिटमैप के हैश (2 बाइट्स) की गणना करें और कमांड की पहचान करने के लिए इसका उपयोग करें

नियंत्रक पर लोड को कम करने के लिए एक साधारण हैश फ़ंक्शन का उपयोग किया जाता है,

NRF24L01 रेडियो मॉड्यूल के साथ काम करने पर कई लेख लिखे गए हैं, इसलिए मैं इस विषय में नहीं जाऊँगा।
मैं केवल यह कह सकता हूं कि वे 1Mbps की गति से काम करने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए हैं, सीआरसी का उपयोग किया जाता है, और प्रत्येक ट्रांसमिशन को एसीके पैकेट द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए।
हार्डवेयर USI इंटरफ़ेस का उपयोग नियंत्रक और मॉड्यूल के बीच संचार के लिए किया जाता है।
IRQ आउटपुट का उपयोग नहीं किया जाता है, NRF24_Transmit फ़ंक्शन में पैकेट ट्रांसमिशन पुष्टिकरण का सत्यापन लूप में जाता है।

यह प्रत्येक पंखे - CO2 स्तर, पंखे की गति और रात का संकेत है।
वर्तमान परियोजना में, अब तक प्रशंसकों को नियंत्रित करने वाले नियंत्रक केवल गति का उपयोग करते हैं।

वेंटिलेटर को परिष्कृत करना

मैंने वेंटिलेटर Aeropac 90A कंपनी SIEGENIA-AUBI स्थापित किया है - यह एक काफी प्राचीन मॉडल है।
यह एक वर्ष से अधिक समय से काम कर रहा है और, जैसा कि अभ्यास ने दिखाया है, बात आम तौर पर उपयोगी है।
वह दीवार में 80 मिमी छेद के माध्यम से हवा चलाता है और एक कार्बन फिल्टर है।
सड़क से ध्वनियों से ध्वनिरोधी बहुत अच्छा है।

अंदर स्थापित केन्द्रापसारक प्रशंसक Ebmpapst R2E133-BH96-19।
प्रशंसक के सभी शोर के साथ, ऑपरेशन के इतने वर्षों के बाद, चीजें आसानी से नहीं हो रही हैं। कम रेव्स पर, कम फ्रिक्वेंसी वाला हम हो सकता है, और हाई रेव्स पर, कुछ हॉवेल।
इसके अलावा, यह व्यक्तिगत रूप से प्रकट होता है। एक पंखा कम गति पर अधिक बजता है, दूसरा उच्च पर सीटी बजाता है।
इस समस्या को गति सीमा द्वारा हल किया।

वेंटिलेटर में, इंजन की गति को समायोजित करने के लिए एक बहुत ही दिलचस्प योजना लागू की गई है - निम्न से मध्यम गति तक सुचारू रूप से, और फिर अधिकतम गति तुरंत शुरू होती है।
यदि न्यूनतम और मध्यम गति पर यह काफी शांत तरीके से काम करता है, तो अधिकतम गति पर यह कमरे में रहने के लिए आरामदायक नहीं है।
नए मॉडल में - एयरोपैक एसएन, डिजिटल चरण-दर-चरण समायोजन के बावजूद, गति नियंत्रण का सिद्धांत समान रहता है - 1 से 6 गति तक, गति को बीच में कहीं विनियमित किया जाता है, और फिर तुरंत अधिकतम।

आरेख में, वेंटिलेटर इलेक्ट्रॉनिक इकाई को धराशायी लाइन द्वारा परिचालित किया जाता है:


परिशोधन R6 और R7 को रोकनेवाला चर आरवी 1 के मध्य टर्मिनल से जाने वाले ट्रैक को काटने में शामिल है। ऑप्टोकॉपर्स यू 2 और यू 3 गैप से जुड़े हैं, जो पंखे की गति को नियंत्रित करेगा।
ऑप्टोकॉपर्स को पीडब्लूएम नियंत्रण संकेत एक एकीकृत आरसी सर्किट के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर द्वारा आपूर्ति की जाती है।
ऑप्टोकॉप्लर में एलईडी केवल एक निश्चित वोल्टेज से वर्तमान का संचालन करना शुरू करता है, इसलिए प्रोग्राम में पीडब्लूएम सिग्नल के न्यूनतम मूल्य के लिए एक सेटिंग है।
चर रोकनेवाला रहता है, और वे, यदि वांछित है, तो अधिकतम गति को सीमित कर सकते हैं।

यदि मध्यम गति पर प्रदर्शन पर्याप्त नहीं है, तो कैपेसिटर C9 को बड़ी क्षमता के संधारित्र के साथ बदलकर बढ़ाया जा सकता है। बोर्ड विवेकपूर्ण रूप से कैपेसिटर के दो आकारों के लिए खुलता है - टर्मिनलों के बीच 27.5 मिमी और 22 मिमी की दूरी के साथ।



वेंटिलेटर के अंदर पर्याप्त जगह है - एक से अधिक बोर्ड फिट होंगे।
एकमात्र समस्या रेडियो मॉड्यूल के साथ उत्पन्न हो सकती है। मामला डबल है और मोटी प्लास्टिक से बना है।
देशी चिप nRF24L01 + पर रेडियो मॉड्यूल के साथ अगले कमरे के साथ कोई संबंध नहीं था।
मुझे इसे इस तरह से मिला - मैंने एक-कोर तांबे के तार को अंतर्निहित ऐन्टेना में मिलाया, इसे एलईडी के लिए छेद के माध्यम से बाहर लाया और एक चर रोकनेवाला के मोड़ के नीचे अंत रखा। एंटीना के समन्वय के साथ परेशान नहीं किया।
कनेक्शन दिखाई दिया है।

सेटिंग के लिए, बटन के बजाय, एक रीड स्विच (SW1) का उपयोग किया जाता है ताकि उपस्थिति को खराब न करें और ध्वनि इन्सुलेशन का उल्लंघन न करें।
हार्ड ड्राइव से चुंबक पर्याप्त है।

कुकर हुड

आने वाली हवा को अंततः कहीं जाना चाहिए। एक प्राकृतिक हुड, यहां तक ​​कि अगर यह किसी तरह सर्दियों में मुकाबला करता है, तो गर्मियों में यह सबसे अधिक संभावना नहीं होगा।
मेरे मामले में, मैंने एकल-चरण मोटर के साथ एक सिस्टमएयर आईएफ 150 डक्ट प्रशंसक का उपयोग किया। उसका बाहरी व्यास 15 सेमी है।

इसकी गति का समायोजन चरणबद्ध है और कैपेसिटर पर बनाया गया है। ऑप्टो-ट्राइक्स शंट कैपेसिटर, इस प्रकार प्रशंसक मोटर को आपूर्ति की गई वोल्टेज को बदलते हैं।
दो कैपेसिटर के साथ, 4 गति प्राप्त की जाती है।

ड्राइविंग:




चूंकि रसोई में हुड स्थापित है, इसलिए मैंने रिमोट कंट्रोल से अतिरिक्त प्रशंसक नियंत्रण बनाने के लिए एक ही समय में निर्णय लिया।
ताकि अगर चूल्हे पर कोई गंभीर चीज पक जाए, तो एक बटन दबाकर अधिकतम करने के लिए हुड को चालू करें।
हवा के ऊपर प्राप्त गति को अनदेखा किया जाता है।

प्रशंसक नियंत्रण कार्यक्रम सार्वभौमिक है और, गैर-वाष्पशील मेमोरी में सेटिंग्स के आधार पर, PWM या असतत मोड का उपयोग करके प्रशंसकों को नियंत्रित कर सकते हैं।
आईआर रिसीवर नियंत्रक से जुड़ा है या नहीं यह EEPROM में भी निर्दिष्ट है।

कार्यक्रम में प्राप्त पैकेट को फिर से रिले करने की क्षमता शामिल है - दूसरे प्रशंसक के लिए।
इस प्रकार, उदाहरण के लिए, CO2 सेंसर और निकास पंखे के बीच की दूरी को बढ़ाया जा सकता है।

C स्रोत (Atmel स्टूडियो 6.1 के लिए): github.com/vad7/WirelessCO2
दर्पण: vad-7.blogspot.com/2013/12/blog-post.html