Измеритель влажности воздуха своими руками: инструктаж по сборке гигрометра

Чтобы поддерживать комфортный микроклимат в помещении, требуются специальные приборы. Среди них — устройства, позволяющие контролировать содержание водяного пара в воздухе.

Нужно признать: вред приносит не только чрезмерно сухой воздух, но и его избыточная влажность — это сказывается на здоровье людей, живущих или работающих в помещении. Поэтому имеет смысл попробовать сделать самодельный измеритель влажности воздуха, который пригодится в различных ситуациях.

Далее поясним принцип работы гигрометра и приведём инструкции по сборке нескольких простых самодельных приборов.

Коротко о принципах работы гигрометров

Гигрометры измеряют относительную влажность (RH) — долю максимального количества влаги, которое может содержаться в воздухе при текущей температуре. Существуют разные принципы измерения:

• Механический (волосяной) — изменения длины человеческого или животного волоса при изменении влажности передаются на стрелку.
• Психрометр (мокрый/сухой термометр) — по разнице температур между сухим и увлажнённым термометром рассчитывают влажность.
• Электронный — ёмкостные или резистивные датчики меняют электрические параметры в зависимости от влажности.
• Точки росы и гигрометры на основе конденсации — определяют влажность через измерение температуры, при которой возникает конденсат.

Простейшие самодельные варианты и как их собрать

1. Волосяной (механо-волосковый) гигрометр

Преимущества: простой, не требует электроники. Недостатки: менее точен, требует калибровки и ухода.

Материалы:

• Несколько чистых человеческих или животных волос (длинных, без лака и загрязнений).
• Небольшая пружинка или рычажный механизм, тонкая пластина/стрелка и опорная панель.
• Крепёж и линейка/шкала.

Порядок сборки:

• Промойте и высушите волосы, свяжите несколько прядей для прочности или уложите их параллельно.
• Закрепите один конец волоса жёстко на неподвижной опоре, другой — на рычаге/пружине, чтобы при удлинении волоса рычаг поворачивался и показывал изменение.
• Сделайте стрелку и шкалу. Шкалу можно оставить без делений и калибровать позже (см. раздел «Калибровка»).
• Дайте волосу «подстроиться» (несколько дней) при нормальной комнате, периодически проверяйте работу.

2. Психрометр (мокрый и сухой термометры)

Очень надёжный метод, подходящий без электроники. Подойдёт, если у вас есть два одинаковых термометра.

Материалы и инструмент:

• Два одинаковых термометра (лучше ртутные или спиртовые для бытовых задач).
• Хлопковая ткань или марля, вода, небольшая воронка/контейнер.
• Небольшой вентилятор для ускорения процессов (опционально).

Как пользоваться:

• Оберните колбу одного термометра влажной марлей (мокрый термометр). Другой оставьте сухим.
• Обеспечьте небольшой поток воздуха (вентилятор или лёгкое веерное движение) — это важно для корректного измерения.
• Снимите показания обоих термометров через несколько минут. По разнице температур (сухой — мокрый) находят относительную влажность с помощью психрометрической таблицы или онлайн-калькулятора.

3. Электронный датчик с микроконтроллером (напр., DHT11, DHT22, SHT31)

Преимущества: точнее и быстрее выводит показания, легко подключается к Arduino/Raspberry Pi. Недостатки: требует электроники и программирования.

Необходимые компоненты:

• Датчик влажности (DHT11 — дешевле и менее точный; DHT22/SHT31 — лучше по точности).
• Микроконтроллер (Arduino, ESP8266/ESP32) или Raspberry Pi.
• Соединительные провода, макетная плата, резистор подтяжки (обычно 4.7 кОм для DHT).

Краткие шаги:

• Подключите питание датчика (обычно 3.3–5 В), землю и сигнальный вывод к цифровому пину контроллера. Для DHT-датчиков нужен резистор подтяжки между VCC и DATA.
• Установите библиотеку для выбранного датчика (например, библиотека DHT для Arduino) и загрузите простой скетч для чтения температуры и влажности.
• Поместите датчик в корпус с отверстиями для воздуха, избегая прямого солнечного света и источников тепла/влажности.

Калибровка и проверка точности

Любой самодельный прибор требует проверки и, возможно, калибровки. Один из практичных методов — использование насыщенных солевых растворов, создающих известную относительную влажность в герметичной ёмкости при заданной температуре. Примеры ориентировочных равновесных RH при 25 °C:

• LiCl (литий-хлорид) ≈ 11% RH
• MgCl2 (магний-хлорид) ≈ 33% RH
• NaCl (поваренная соль) ≈ 75% RH
• KCl (калий-хлорид) ≈ 84% RH

Порядок калибровки:

• Поместите прибор в герметичный контейнер вместе с небольшим количеством насыщенного солевого раствора (не допускайте прямого контакта раствора с прибором).
• Дайте установиться равновесию (несколько часов — сутки).
• Сравните показания прибора с ожидаемым RH и при необходимости внесите поправку (смещение шкалы или корректировка ПО для электронных датчиков).

Советы по размещению и эксплуатации

• Размещайте прибор вдали от прямого солнечного света, отопительных приборов, кондиционеров и вытяжек — это искажает показания.
• Оптимальная высота установки — около 1–1,5 м от пола в центральной части комнаты.
• Для мониторинга влажности в шкафах, подвалах или теплицах учитывайте местные особенности (локальные влажные зоны могут отличаться от среднего по комнате).
• Регулярно проверяйте и при необходимости очищайте датчики от пыли и плесени; электронные датчики чувствительны к загрязнениям и конденсату.

Проблемы и их устранение

• Показания прыгают — проверьте стабильность источника питания, убедитесь, что вокруг нет резких колебаний температуры и потоков воздуха.
• Низкая точность волосяного гигрометра — повторная калибровка и замена волоса (волос теряет чувствительность со временем).
• Электронные датчики дают смещённые значения — выполните двухточечную калибровку (например, при ~30% и ~75% RH) или сравните с эталоном.

Когда стоит выбрать готовый прибор

Самодельный гигрометр хорош для обучения, бытовых задач и временных замеров. Если нужна высокая точность, автономная работа, сетевое подключение или длительный мониторинг с хранением данных — лучше использовать сертифицированные коммерческие датчики и измерители.

Подводя итог: самые простые варианты (волосовой и психрометр) доступны каждому и не требуют сложных компонентов, а сочетание электронного датчика с микроконтроллером даёт удобство и точность. Выбор метода зависит от ваших задач, бюджета и желаемой точности.

Для чего нужен гигрометр?

Сначала стоит понять, зачем вообще нужен измеритель влажности воздуха. В продаже доступны готовые устройства — гигрометры, а иногда используют и психрометры.

Тем не менее большинству привычнее простые приборы. Наиболее удобными считаются гигрометры, поскольку они дают готовый числовой показатель и не требуют сложных вычислений.

Можно приобрести механический гигрометр или выбрать многофункциональный электронный прибор, который помимо влажности показывает и другие параметры микроклимата.

Показатели влажности воздуха имеют большое значение. Для человека комфортный уровень обычно находится в пределах 40–60%, но это применимо к здоровым людям.

Если уровень опустится ниже нормы, потребуется включить увлажнитель, что приведёт к расходам. При чрезмерной влажности понадобится осушитель — тоже дополнительные траты. Более удобно, когда влажность регулируется автоматически.

Измеритель влажности воздуха полезен в самых разных обстоятельствах.

Не стоит забывать, что и избыток влаги, и её недостаток наносят вред:

• здоровью людей;
• комнатным растениям;
• мебели;
• пище;

Кроме того, это влияет и на бытовую технику, которая есть почти в каждой городской квартире и частном доме.

Если растения уже страдают от неподходящей влажности, то влияние на человека будет ещё более ощутимым.

Это особенно важно для людей с проблемами здоровья. Самочувствие во многом зависит от влажности: при пониженных значениях даже здоровому человеку становится труднее дышать.

Обязательно пересыхают слизистые оболочки — это критично для людей с заболеваниями дыхательных путей: астмы, хронического бронхита и т.п. Не стоит забывать и о сердечно-сосудистых заболеваниях — для них уровень влажности тоже имеет значение.

Подробнее о том, как влажность воздуха влияет на здоровье, читайте далее.

Необходимость измерения влажности

Измеритель влажности пригодится и жителям небольшой городской квартиры, и владельцам фермерских хозяйств, особенно тем, кто использует инкубаторы и занимается выращиванием птенцов.

Вместо покупки готового прибора можно попытаться сделать его самостоятельно. Это несложно — справится даже тот, кто раньше не занимался подобными вещами. Однако потребуются некоторые детали или готовые элементы, в зависимости от того, какой вариант прибора выбран.

Даже человеческий волос может послужить рабочим элементом для самодельного прибора, позволяющего измерять влажность.

Далее описаны несколько вариантов самодельных измерителей влажности воздуха, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы.

Часть устройств сделать очень просто, над другими придётся немного поработать. В результате можно получить либо приблизительный, либо достаточно точный показатель влажности — всё зависит от типа прибора.

Для сборки более сложных самодельных приборов может понадобиться паяльник и другие инструменты.

Сборка самодельных приборов

Не все упомянутые ниже варианты одинаково полезны, поэтому остановимся на тех, которые проще в исполнении и дают более адекватные результаты.

Вариант 1 — простейший гигрометр

Многие, кто носит очки, замечали, что при переходе с холода в тёплое помещение стекла запотевают. Тут роль играет не только температура, но и влажность воздуха.

Иногда очки покрываются влагой так, что её приходится вытирать — в других случаях запотевание проходит довольно быстро.

Принцип простейшего самодельного прибора основан на том же явлении: он позволяет определить влажность приблизительно, но не даёт точных значений.

Для эксперимента понадобятся:

• прозрачный стеклянный стакан;
• немного чистой воды;
• холодильник.

Следует учитывать, что такой метод одноразовый: чтобы получить новые показания, эксперимент придётся повторить.

Берут стеклянный стакан (подойдёт и рюмка) и почти полностью заполняют его водой. Затем сосуд помещают в холодильник на несколько часов при температуре от 3 до 5 °С.

После этого стакан вынимают и ставят в комнате, где нужно проверить влажность. Располагать его следует подальше от обогревателей, иначе результаты будут искажены.

Если на стенках стакана образуются струйки воды — капли, стекающие по поверхности,— это свидетельствует о повышенной влажности в помещении.

Обычно в результате такого простого опыта получают один из трёх вариантов:

1. При слишком сухом воздухе на стенках стакана в течение 5-8 минут появится конденсат, который затем постепенно исчезнет.
2. При избытке влаги сосуд в течение 5-8 минут покроется каплями, которые будут стекать вниз по стенкам.
3. Если на стенках нет ни конденсата, ни капель, это означает, что влажность находится в норме.

Определить точный процент влажности таким способом нельзя — можно лишь установить, понижен он, повышен или находится в пределах приемлемого значения.

Вариант 2 — устройство из природных материалов

Мало кто знает, что многие растения по-разному реагируют на изменения влажности. Чтобы сделать измеритель из природных материалов, не требуется особых навыков — достаточно наблюдательности.

Процент влажности можно определять по шишкам: их чешуйки раскрываются или смыкаются в зависимости от уровня влаги. Это работает и с собранными шишками, принесёнными в дом.

Шишка реагирует на изменение влажности как на улице, так и в помещении — нужно лишь следить за положением её чешуек.

Для простого эксперимента потребуется небольшой кусок фанеры. В его центре фиксируют шишку — можно прибить маленьким гвоздём или приклеить скотчем.

Если чешуйки шишки полностью раскрыты, это говорит о низкой влажности окружающего воздуха. При нормальных показателях чешуйки остаются закрытыми.

Важно наблюдать скорость изменения положения чешуек:

• быстрое раскрытие указывает на недостаток влаги;
• если кончики чешуек поднимаются вверх — это признак повышенной влажности;
• если чешуйки долго не изменяют своего положения — влажность в норме.

И в этом случае результат носит качественный характер: он позволяет судить о тенденциях, но не даёт точных численных данных.

Вариант 3 — гигрометр из салфетки

Самый простой домашний гигрометр можно сделать из подручных материалов. Он даст более точные показания, поскольку в нём используется собственная шкала — её нужно правильно откалибровать.

Для изготовления понадобятся:

• обычная белая салфетка;
• кусок фанеры;
• несколько гвоздей;
• проволока длиной 3-4 см.

Также нужен клей, чтобы прикрепить салфетку к фанере и зафиксировать её, чтобы она не смещалась.

С обеих концов салфетки в фанеру вбивают по гвоздю. Затем к салфетке крепят два отрезка проволоки, причём один из них прикреплён и к гвоздю — он выполняет роль стрелки.

Принцип работы такого гигрометра основан на способности бумаги впитывать влагу из воздуха, что изменяет её длину и форму.

Для повышения точности сначала рекомендуется свериться с настоящим механическим гигрометром и на основе его показаний нанести соответствующую шкалу на фанеру. Такой самодельный прибор можно использовать многократно.

Проволока, закреплённая с одной стороны на гвозде, а с другой — на салфетке, будет смещаться при изменении влажности. Чтобы убедиться в работоспособности, достаточно поставить устройство на кухне во время приготовления пищи.

Также предлагается вариант устройства на основе волоса для определения относительной влажности воздуха. Однако у него есть свои минусы. Во-первых, для его изготовления потребуется заметно больше различных материалов.

Во-вторых, потребуется дополнительное время на сборку. Третья трудность — нужен длинный волос длиной порядка 40–50 см. Конструктивно этот способ опирается на способность человеческого волоса реагировать на изменения влажности. Гораздо проще сделать прибор в виде психрометра своими руками.

Вариант 4 — самодельный психрометр

Хотя сборка психрометра отнимет некоторое время, готовый прибор будет давать более точные результаты.

Схематическое изображение изготовления точного психрометра для измерения влажности воздуха, где помимо двух термометров понадобится еще несколько простых конструкционных элементов

Для его сборки понадобятся следующие элементы:

• два ртутных или спиртовых термометра;
• стеклянная емкость с дистиллированной водой;
• небольшой кусок хлопчатобумажной ткани;
• небольшая фанерная дощечка;
• несколько шурупов и нитка.

Термометры фиксируют вертикально на доске так, чтобы они стояли строго параллельно друг другу. Для надежного крепления кроме дощечки могут потребоваться деревянные планки.

Далее один из термометров необходимо сделать «влажным». Под ним устанавливают колбу или пузырек с дистиллированной водой. Полоской ткани обматывают чувствительную часть термометра — ртутный шарик или колбочку спиртового прибора.

Чтобы ткань не распустилась со временем, ее закрепляют ниткой. Свободный конец полоски опускают в сосуд с водой так, чтобы он погружался на глубину около 5–6 мм.

Принцип работы этого самодельного прибора аналогичен обычному психрометру. Для определения влажности потребуется заранее составленная таблица: сравниваются показания «сухого» и «влажного» термометров и по ним выполняются расчеты.

Чтобы самодельный гигрометр служил дольше, его лучше прочно закрепить на подставке — эту деталь стоит продумать ещё на этапе подготовки материалов.

По показаниям «сухого» и «влажного» термометров, произведя соответствующие вычисления, получают величину относительной влажности в помещении. Преимущество такого прибора в том, что он способнен выдавать более правильные и точные показания.

Вариант 5 — сложные датчики влажности

Возможно собрать и более сложный датчик влажности своими руками, но тогда понадобятся паяльник и электронные компоненты. При аккуратной работе изготовление не представляет особых трудностей.

В качестве основы используют лист фольгированного стеклотекстолита, на котором наносятся две контактные площадки. Они должны быть полностью изолированы друг от друга и не иметь контактных мест между собой.

К контактам припаивают по проводу, после чего на плату капают каплю туши для рисования. Изменения влажности определяются по сопротивлению засохшей «кляксы».

При увеличении сопротивления можно судить о росте влажности, при уменьшении — о её недостатке.

Опытный мастер способен сделать корпус такого датчика из дерева — он может выглядеть как элемент интерьера. Но и здесь есть минусы.

Во-первых, для качественной корпуса потребуется определённая еловая древесина. Во-вторых, необходима хорошо оснащённая мастерская с циркулярной и ленточной пилой, сверлильным станком или, как минимум, электрической дрелью. Поэтому этот вариант самодельного гигрометра следует отнести к более сложным.

Выводы и полезное видео по теме

Пример изготовления волосяного гигрометра своими руками:

О том, как сделать психрометр в домашних условиях пойдет речь в следующем видеоролике:

Все перечисленные способы создания приборов для измерения влажности — достаточно просты и выполнимы самостоятельно. Даже электронный гигрометр можно собрать своими руками, но для этого потребуется плата управления и другие электронные компоненты.

Не каждый справится с изготовлением электронной версии, хотя она и даст более точные показатели. Из всех описанных методов наиболее рациональным и простым в исполнении является психрометр на основе двух термометров.

А приходилось ли вам собирать самодельный гигрометр? Расскажите читателям, какой прибор у вас получился и с какими трудностями вы столкнулись. Оставляйте комментарии и делитесь фотографиями своих поделок — блок для обратной связи расположен ниже.

Видео:

Гениальная самоделка — ГИГРОМЕТР Датчик влажности — Как сделать своими руками