Часть 1 здесь
В блоге Электрошамана https://cs-cs.net увидел как реализована защита от протечек у него дома. Без всякой автоматики, по принципу «уходя – гасите всех свет». То есть установлены краны с электроприводом, которые управляются выключателем. Уходишь из дома – щелкнул выключатель, вода перекрылась. Вернулся домой, нажал кнопку – вода есть. Идея мне очень понравилась. Недорого, и в то же время сердито и эффективно.
На тот момент, а это был 2013 год, самые недорогие, и в то же время надежные краны с электроприводом были у производителя Нептун. Кроме того, у них оказалась очень удобная система управления по трехпроводной схеме — один провод общий, второй на закрытие крана, третий на открытие. Можно управлять с реле, можно с переключателя (в магазинах он же - проходной выключатель). Производитель предлагает два варианта – с питанием от 12 вольт, и от 220. Чтобы не заморачиваться с блоками питания и аккумуляторами, выбрал 220-вольтовые краны. Конечно пришлось пожертвовать автономностью – ведь при отключении электричества краны уже не работали. Но раз уж решено автоматику не ставить, то какая разница? Ведь свет отключают нечасто.
Итак, установил краны. Выключатель поставил у входной двери. В семье у всех достаточно быстро выработалась привычка перекрывать воду уходя из дома. Так и работало все это больше пяти лет. Исправно, без всяких сбоев. Разве что порой забывали (или забивали) выключать воду, уходя ненадолго из квартиры
Ну а дальше все-таки решил я установить автоматику, чтобы убрать человеческий фактор. Ну и конечно же, сделать всё на ардуино.
Посмотрев несколько видеороликов про такие системы, решил для начала определить основные требования к функционалу:
1. Возможность ручного управления кранами.
2. Раздельное перекрывание воды при протечках в разных санузлах и на кухне. Ведь в моей квартире ванная и туалет расположены не рядом, и в них проходят отдельные стояки. И нужно чтобы система перекрывала краны только на тех стояках, в зоне обслуживания которых сработал датчик протечки.
3. Автоматическое закрывание\открывание кранов через определенный период времени с целью предотвращения их закисания.
4. Включение режима аварии через временную задержку в несколько секунд после намокания датчика. Требуется для того, чтобы система не срабатывала при кратковременном попадании мелких капель воды при приеме душа либо умывании.
5. Звуковая сигнализация аварии. Световая сигнализация конкретного датчика, с которого идет сигнал о протечке. Световая сигнализация режимов работы устройства и состояния кранов.
6. Возможность расширения системы — например установка GSM модуля для отправки смс с информацией об аварии.
7. Возврат к последнему состоянию при перебоях питания.
Датчики взял на алиэкспрессе.
Сенсор выполнен в виде пластины из стеклотекстолита, на котором с двух сторон имеются полоски, попеременно подключенные к выходам. При намокании датчика через него начинает течь ток. Плата имеет 2 выхода – цифровой и аналоговый. Аналоговый выход выдает сигнал напрямую с датчика, уровень его обратно пропорционален намоканию – чем больше датчик погружен в воду, тем ближе напряжение к нулю. При сухом же датчике напряжение на выходе равно напряжению питания. Цифровой выход выдает логический ноль при определенном пороге намокания, который можно регулировать переменным резистором. За это отвечает микросхема компаратора LM393. Я настраивал порог срабатывания таким образом, чтобы сигнал появлялся при погружении пластины в воду наполовину.
Следует отметить, что для соединения пластины сенсора с платой совсем необязательно использовать идущий в комплекте провод. С этой задачей вполне справляется витая пара. Максимальная длина, использованная мной, была около 4 метров, и все исправно работало. А платы размещены в распределительной коробке в сантехшкафу на достаточном расстоянии от пола, чтобы в случае аварии на них не попала вода.
В моей системе задействованы оба выхода датчиков. К аналоговым подключены индикаторные светодиоды, по свечению которых можно узнать какой именно датчик сработал. Светиться они начинают при малейшем намокании датчика. Цифровые же выходы подключены к ардуино через диоды.
Кранами управляет релейный модуль, состоящий из двух реле. Ноль подключен к общим проводам кранов, фаза – к центральным контактам реле. Входы закрывания кранов подключены к нормально разомкнутым контактам реле, открывания – к нормально замкнутым. Почему так, будет расписано в следующей части.
Получилось следующее. Система имеет 2 режима работы — автоматический и ручной. Режим работы переключается нажатием кнопки.
При включении ручного режима загорается синий светодиод. В нем нажатием кнопок управления кранами можно управлять открытием либо закрытием каждой группы кранов. Об открытии крана сигнализирует зеленый светодиод над кнопкой. Статус открытия\закрытия каждой группы фиксируется в EEPROM.
В автоматическом режиме синий светодиод гаснет. Система опрашивает датчики.
При появлении сигнала с какого-либо датчика загорается желтый светодиод, соответствующий этому датчику, и через небольшую задержку в 5 секунд включается режим аварии – звучит сигнал тревоги, загорается красный светодиод, и закрывается группа кранов, в зоне обслуживания которой сработал датчик. Закрытие крана фиксируется в EEPROM. Сигнал тревоги отключается переходом в ручной режим.
При открытых кранах независимо от включенного режима 1 раз в 2 недели включается функция антизакисания - подается сигнал на закрывание кранов, и через минуту — на открывание.
Очень важное замечание. В работе системы обнаружились проблемы в виде ложных срабатываний. При каждом ложном срабатывании микросхемы компараторов LM393 на платах датчиков начинали нагреваться. Такая проблема была даже в разных партиях, заказанных у разных продавцов в разное время. По-видимому, в обоих случаях китайцы установили на платы некондиционные микросхемы, так как они давали сбой сами по себе, ведь никакой повышенной нагрузки к их выходам не подключалось. Только замена микросхем на новые, купленные на радиорынке, решила проблему. Ложные срабатывания прекратились.
Ну а дальше возникла мысль: а почему бы не объединить функционал защиты от протечек и регистратора счетчиков в одном устройстве? Количество выводов ардуино нано позволяет все подключить, да и обе программы занимают совсем немного памяти - меньше 10%.
Об этом будет написано в третьей части, там же будут приведены схема устройства и скетч.