Привет 🙂

Медленно, но верно, мы подошли к завершающей статье , посвященной .

В данной статье мы рассмотрим процесс создания датчика обнаружения воды из подручных материалов .

В рассмотренном ранее системы автоматического отключения насоса применяется принцип электрической проводимости водной среды . Вода является очень хорошим проводником электрического тока. Поэтому для изготовления датчика обнаружения воды нам необходимо обеспечить контакт между выводами логического модуля и предполагаемым местом утечки воды .

Изготовление датчика обнаружения воды

Для изготовления датчика нам потребуются:

Болты М4 – 2 шт
Гайки М4 – 2 шт
Шайбы М4 – 4 шт
Двухжильный медный провод – 3 метра
Крышка от питьевой воды (больший диаметр) – 1 шт
Крышка от кефира или молока (меньший диаметр) – 1 шт
Термоклей (или герметик)

Размеры крышек подбираются таким образом, чтобы одна из них легко вставлялась в другую, образуя при этом закрытый корпус датчика воды . При необходимости можно удалить заводские надписи и логотипы с крышек при помощи ацетона.

Высверливаем отверстия диаметром 3,5 мм в крышках на одинаковом расстоянии от центра каждой крышки. Обращаю внимание, что отверстия в крышках на 0,5 мм меньше диаметра болтов . Это сделано для лучшей герметичности и фиксации болтов. Для удобства можно вставить одну крышку в другую и высверливать отверстия попарно.

Сбоку на каждой крышке делаем отверстия для провода. Можно сделать одно отверстие, если сечение провода невелико. В данном случае используется провод с утолщенной изоляцией, и поэтому под каждую жилу провода сделано свое отверстие.

Вставляем болты в большую крышку, пропускаем провода через боковые отверстия.

Припаиваем концы провода к шайбам, и надеваем эти шайбы на болты.

Сверху устанавливаем дополнительные шайбы.

Фиксируем весь этот “бутерброд” при помощи гаек 🙂

Одеваем вторую крышку на болты.

Заполним пространство между двумя крышками герметиком или термоклеем, обеспечив тем самым гидроизоляцию корпуса , и дополнительный вес всей конструкции для лучшего контакта с поверхностью , на которую будет установлен датчик.

Вот так выглядит готовый датчик обнаружения воды, собранный из подручных материалов. Ничего сложного 🙂

Один или несколько подобных датчиков можно подключить к , процесс сборки которой был описан в . Также подобный датчик можно использовать в защитной системе для маломощных насосов

В статье представлен прагматичный подход по созданию одного из элементов Умного Дома - экономной защиты от потопа (антипротечки) на базе универсального контроллера домашней автоматизации.

Главные отличия от ранее представленных на хабре решений данной задачи – простота реализации, относительно дешево + для повторения не надо быть программистом. Правда паять все равно придется, но всего 2 раза.

Введение

На хабре, как на ресурсе технически активных людей, на который страждущие идут за советом и решением проблем, размещено множество статей по теме Умный Дом.
И часто в комментариях встречаются сожаления о том, что мол никто пока не родил одновременно мощный, простой в освоении и экономный способ реализации Умного Дома для обывателей. То надо паять, то кодить, причем часто на разных языках: и для микроконтроллера, и для веб и так далее.
А так чтоб взял, купил запчасти-кубики за недорого и сам лично запустил – такое редко встречается.

Вот я и решил вставить свои 5 копеек, так как похоже, мне как раз попался один из вариантов реализации Умного Дома, который может подойти для многих прагматически настроенных потребителей.

Я расскажу на примере реализации защиты от потопа, хотя уже, на этом же контроллере у меня функционирует система охранной сигнализации, регистрации температуры и автоматического отключения нужных розеток при уходе из дома.

Итак, по моей «пирамиде потребностей Маслоу для Умного Дома» (с) – важность сигнализации и предотвращения потопа находится на том же уровне, что и важность сигнализации о вторжении или появлении дыма.

Пирамида потребностей Маслоу для Умного Дома

Ибо масштаб трагедии может быть ужасающим:

Ввиду того, что я недавно обзавелся универсальным контроллером умного дома и уже реализовал более важный функционал - я решил, что пора «постелить соломки».

Проблема

Итак, захотелось в случае обнаружения протечки воды – получать оповещение (смс и/или email) и, чтобы автоматически перекрывалась подача воды в квартиру. А также иметь возможность открывать и перекрывать воду «вручную», в том числе удаленно через интернет.

Решение

Существует ряд готовых наборов для полного или частичного решения данной задачи, но, во-первых, они мягко говоря дороговаты, во-вторых, имея в руках универсальный контроллер управления умным домом все это можно сделать самому и будет не хуже, а даже лучше ввиду того, что все будет интегрировано в единую систему и будет взаимодействовать именно так как мне хочется, а не так, как решил производитель системы. А учитывая, что самая дорогостоящая часть систему уже есть (контроллер), то избавляемся от дублирования и избыточности.

Текущая структура моей системы Умный Дом. Красным выделены компоненты непосредственно участвующие в системе Антипротечки.

Настольный макет прикладной части системы антипротечки выглядел так:

У меня сейчас горячая вода получается путем нагрева в бойлере холодной воды. Поэтому перекрывать нужно только одну трубу.

При необходимости, систему можно будет элементарно нарастить и сделать перекрытие второй трубы просто добавив еще один клапан и подключив его параллельно к радиореле.

Датчик протечки

Самый сложный момент во всей системе.
Беда в том, что если вопросы по контролю вторжения и появления дыма или газа элементарно решаются стандартными датчиками, то с контролем утечки воды все несколько иначе. В перечне совместимых датчиков моего универсального контроллера пока нет датчика протечки воды. По крайней мере не было…

Поиск на хабре быстро показал путь наименьшего сопротивления : взять стандартный беспроводной герконовый датчик и вместо геркона, а точнее параллельно ему, вывести провода с контактами и замыкать их водой.

Данный подход имеет ряд недостатков: одним из главных является окисление не позолоченных контактов со временем.

Ранее читал в интернете, что существуют другие способы определения протечки воды, например, бесконтактные, но дешевизна, оперативность и элементарность реализации описанного выше варианта прервала полет инженерной мысли в сторону инновационных подходов.

За основу был взят китайский беспроводной магнитоконтактный (герконовый) датчик MD-209R. В моем случае был выбран относительно дешевый датчик-клон, совместимый с протоколом передачи PowerCode (фирмы Visonic), так как это один из беспроводных протоколов, поддерживаемых моим контроллером.

Параллельно встроенному геркону я подпаял 2 провода, замыкание которых фактически приводят к срабатыванию датчика.

Итак, после нехитрых манипуляций с паяльником получилось это:

Клапан с электроприводом

В качестве клапана, перекрывающего воду, можно использовать любой клапан, имеющий электропривод и соответствующий размер соединения с трубой.

Свой макет я испытывал на китайском клапане с электроприводом под трубу на 1/2 дюйма .

Конструкция электропривода клапана автоматически отключает питание на катушку после открытия или закрытия. Таким образом, нет необходимости командами с контроллера снимать напряжение через радиореле после выполнения операции.

Радиореле

Для подачи питания на привод я закупил на ebay вот такое двухканальное радиореле из списка совместимых с контроллером. Тип YKT-02XX-433

Внутри установлена так любимая китайскими производителями микросхема-кодер 1527.

В нем стоят 10-амперные реле, поэтому, в принципе, ими можно коммутировать почти любую бытовую нагрузку до 250В. Ограничение 2 кВт.

Для управления электроприводом этого более чем достаточно, так как привод клапана питается от 12 В и по паспорту потребляет всего 4 Вт, причем только во время изменения состояния клапана.

Данное радиореле может работать в нескольких режимах, один из которых нам как раз и надо: взаимная блокировка каналов. В этом режиме - при включении реле одного канала, автоматически выключается реле другого канала. Таким образом, мы «почти аппаратно» защищаемся от одновременной подачи напряжения на «открытие» и «закрытие» на соленоид электропривода клапана вследствие каких-либо глюков.

Схема подключения клапана, приемника:

Управление

В качестве «мозгов» системы я применил Наносервер NS1000 - универсальный контроллер отечественного производителя 1-М Умным Домом .

Возможности контроллера, которые так или иначе используются в данном проекте:
Поддержка сверхбюджетных беспроводных датчиков и радиореле.
Выполнение сценариев оффлайн (даже без интернет).
Оповещение о событиях через смс и по электронной почте.
Элементарное составление «сценариев» работы системы без написания кода.
Возможность управление устройствами со смартфона (Android).
Управление через WEB.
Ведение «логов».

Сценарии

В процессе настройки контроллера нужно учесть следующий нюанс:
Герконовый датчик посылает сообщение о срабатывании когда размыкается, а нам надо чтобы при замыкании. Соответственно, в условии запуска сценария нужно указать не включение датчика, а выключение. И не по состоянию, а по изменению. Чтобы оповещения не повторялись циклически.

Условие запуска сценария 1: Если Канал «Датчик протечки» выключился.
Шаги сценария:
. Оповещение «Хозяин, у нас потоп!»
. Включить канал «Клапан воды закрыть»

И сценарий на открытие клапана по команде с брелка или со смартфона:

Условие запуска сценария 2: Если Канал «Можно открыть клапан воды» включился.
Шаги сценария:
. Включить канал «Клапан воды открыть»

В WEB-интерфейсе облачного сервиса это выглядит так:

Для ручного управления устройствами ничего «программировать» не надо – после добавления в систему, управление каждым устройством автоматически становится доступно из Личного кабинета через WEB-интерфейс и с Android-приложения.

Вид панели WEB-управления Умным Домом через интернет:

Внешний вид Android-приложения

Что в результате?

Цель достигнута. При срабатывании датчика протечки, я получаю смс-оповещение вида «Хозяин, у нас потоп!» и клапан автоматически перекрывается в течение менее 30 секунд.
Так же, я имею возможность не автоматически открывать и закрывать клапан, путем нажатия на кнопки брелка, со смартфона или с браузера через интернет.
Срабатывание каждого датчика и устройства регистрируется в журнале логов.

При этом, не пришлось писать код и самостоятельное повторение данного решения вполне доступно для большинства (конечно, не считая установки клапанов на трубы).

Настройка системы, зная, что ты хочешь, занимает от силы 10 минут. Включая активацию датчика и радиореле, создание всех сценариев.

Понятно, что в том виде, как оно представлено на фотографиях, в реальности оно долго и надежно работать не сможет.
Блок питания привода клапана, радиореле, да и сам датчик нужно еще поместить в пластиковые коробочки с хоть какой-то степенью защиты.

Плюс уже возникают разные мысли по развитию системы, например, дублированию оповещения на световую сигнализацию, периодическую «тренировку» клапана чтобы «не застаивался» и тп. Кстати, лично у меня есть серьезные сомнения в необходимости функции резервного питания электроклапана, которой так хвастаются некоторые «покупные» комплекты антипротечки.

Другими словами - аппетит приходит во время еды.

Благо дело, что для наращивания функционала не надо звать «сертифицированных» специалистов, чтобы они что-то подкрутили в системе. Все это можно элементарно сделать самому, благодаря простоте принципов настройки универсального контроллера.

Немного о ценах:

Наносервер NS-1000 - 44$
Датчик магнитоконтактный MD-209R - 13$
Радиореле - 10$
Клапан- 15$

Итого (без учета доставки) = 82$

Не так уж и дешево. Но это если не учитывать, что наносервер используется не только для фукнции антипротечки. Ведь на нем реализована система охранной и пожарной сигнализации и другие возможности…

P.S.

В процессе реализации, уже купив клапан, я обнаружил, что существуют электроприводы , которые устанавливаются на обычные шар-краны с ручным управлением.
Дополнительный и немаловажный бонус такого подхода – в случае чего, за несколько минут можно вернуть ручное управление клапаном.
Мне тут же расхотелось врезать дополнительную запорную арматуру в систему водоснабжения и я заказал такой привод. Жду.

Update 2:
Пока соль да дело, производитель контроллера анонсировал датчик протечки.

Судя по информации , датчик использует бесконтактный принцип определения появления воды, что само по себе уже довольно необычно. Также он интересен тем, что не «заточен» под «бренд» и может использоваться не только с системой 1-М Умный Дом, а и с любой системой, работающей по протоколу PowerCode. Фактически он передает посылку аналогичную датчику MD-209R, который я применил для своей антипротечки.
Цена, похоже, тоже будет сравнима - 9.9$.

Неприятной ситуации с затоплением своего жилища, а также квартир, расположенных на нижних этажах, можно избежать, установив систему, перекрывающую входные вентили при появлении влаги на полу помещения. Такие устройства, разработанные специально для бытового применения, давно существуют на рынке под обобщающим названием «системы защиты от протечек». Повсеместному распространению этих приборов препятствует их дороговизна, связанная с наличием импортных компонентов и узлов. Защита от протечек, собранная своими руками , лишена этого недостатка и может быть изготовлена из деталей, которые можно найти в любом гараже.

Рассмотрим два типа устройств: механическое и электронное. Первое приспособление очень простое в изготовлении. Второе потребует некоторых знаний электроники и навыков работы с паяльником. Оба устройства неоднократно повторялись домашними умельцами и заслужили славу недорогих и эффективных систем для защиты от протечек воды.

Самодельный бумажно-пружинный механизм

Устройство защиты от протечек воды изобретателя Рудика А.В.

Самодельный механизм, который придумал изобретатель Александр Владимирович Рудик, чем-то напоминает мышеловку. В его конструкцию входит хитро изготовленный металлический корпус, пружина, бумажная лента и тросик, присоединенный к шаровому крану, который закрывает подачу воды. Работает этот механизм следующим образом: при размокании бумажной ленты вследствие попадания на неё влаги, она рвётся и высвобождает натянутую пружину. Сжимаясь, пружина натягивает тросик, который, в свою очередь, перекрывает вентиль.

Механизм Александра Рудика немного похож на мышеловку

Преимуществом такого устройства является то, что вмешательства в водопроводную систему не требуется, так как используются уже смонтированные в ней шаровые краны. К тому же при необходимости ничто не препятствует ручному перекрытию вентилей.

Установка тросика

Устройство защиты от протечек может быть установлено в любом месте: на кухне под мойкой, в ванной или в туалете. Его конструкция позволяет применять два тросика, для одновременного прекращения подачи холодной и горячей воды. При этом механизм не требует никакого обслуживания.

Изготовление механизма защиты от протечек

Для изготовления устройства защиты от протечек, понадобятся:

Слесарные тиски;
Ножовка по металлу;
Дрель;
Молоток
Пассатижи;
Электроточило.

Из материалов следует запастись листовым металлом (лучше оцинкованная или нержавеющая сталь). Также понадобятся: тросик, подходящий деревянный брусок размерами 360х50х30мм, пружина, бумага, шурупы, кнопки канцелярские.

Схема раскроя металлического листа

Основанием механизма служит брусок, край которого срезан по короткой стороне под углом 93°. На нём смонтированы элементы 3, 4, 5, а также пружина и тросик.

В качестве чувствительного датчика используется бумажная полоса, которая крепится к деревянному основанию кнопками.

В качестве сигнализатора используется обычная бумага

Чтобы изготовить элемент №3 можно воспользоваться прочным бруском размерами 150х20х50мм. Вырезанную из листа заготовку изгибают вокруг этого бруска, делают прорези для установки тросика, а затем снимают с деревянного приспособления.

Третий и четвертый элементы конструкции лучше изготовить из нержавеющей стали, так как этот материал имеет более скользкую поверхность. Места, по которым детали необходимо сгибать, показаны на чертеже красными линиями.

В прорези деталей 4a и 4b установите тросик

В прорези деталей 4a и 4b устанавливается тросик. Затем детали 4, 4a, 4b и пружину необходимо соединить снизу винтом.

Регулировка механизма

Изготавливать и регулировать устройство удобно при помощи простого приспособления, имитирующего часть водопровода. Для этого понадобится 20-мм труба с резьбовой частью, на которую нужно установить шаровый кран.

Кронштейн для крепления механизма к трубопроводу

При помощи такого приспособления можно проверить и настроить работу механизма прямо в мастерской. Также труба понадобится при сверлении отверстий в элементах 2 и 2a. Для этого между ними устанавливают трубу и зажимают детали в тисках. При этом следят за тем, чтобы рукоятка крана (элемент 1 и 1a) была в закрытом состоянии, а пазы для троса и элемент 2 совмещают. После этого приступают к сверлению сквозных отверстий элементов 2 и 2a.

Рукоятка крана позволит настроить работу механизма прямо в мастерской

Элемент 5 имеет отверстие под палец (для установки пружины) и отверстие для зацепа. Прокручивая по виткам, деталью 5 можно отрегулировать жёсткость пружины.

Механизм в «заряженном» состоянии

Сила натяжения пружины в рабочем положении должна быть не менее 10кг. Основное условие: усилие, приходящееся на бумажную ленту, должно составлять 1-1,5кг. Чтобы измерить его величину, можно воспользоваться бытовыми пружинными весами («кантером»). При необходимости, величину усилия можно изменить, уменьшив или увеличив угол на коротком торце бруска. Такой же угол должен быть и у элементов 3,4 на участке касания.

Кронштейн пружины с отверстием под палец

Хорошая пружина получается при отрезании необходимого куска от дверной пружины, которые продаются в любом хозмаге. Тросик можно использовать велосипедный, укоротив его до нужной длины.

Для проверки работоспособности собранной системы бумажную ленту смачивают водой. При размокании она должна разорваться и освободить пружинный механизм.

Требования к установке механической системы защиты от протечек

Если механизм сработал, последующую установку бумажной ленты следует производить только после полного удаления влаги с поверхности устройства.

Трос должен иметь длину не больше 2м, при этом следует избегать его многочисленных изгибов (допускается не более одного изгиба под прямым углом).

Крепить кронштейн к трубе необходимо жёстко, поэтому лучше, если напорный трубопровод будет изготовлен из металлических труб.

Так выглядит механизм привода

Шаровой кран должен быть хорошего качества. Сопротивление усилию закрывания и рывки во время поворота его рукоятки не допускаются.

Работа механизма защиты от протечек (видео)

Электронная система противодействия затоплению

Электронная система состоит как минимум из трёх блоков. Это датчик протечки, устанавливаемый на полу помещения, блок управления и исполнительный механизм.

Работает такая система следующим образом: при появлении влаги замыкается цепь между электродами датчика. Это даёт команду блоку управления подать питающее напряжение на электрический привод, который и перекрывает подачу воды. Датчик протечки и блок управления можно изготовить самостоятельно. В качестве исполняющего механизма понадобится электроклапан или шаровый кран с сервоприводом.

Изготовления датчика

Простейший датчик протечки – это два расположенных на некотором удалении друг от друга проводника. Однако, согласитесь, что оголённые провода на полу ванной или туалета будут смотреться как минимум нелепо, а как максимум предоставлять опасность поражения электрическим током. Поэтому можно изготовить датчик, протравив дорожки на печатной плате из фольгированного текстолита, а в качестве корпуса использовать кнопку от дверного звонка.

Использование корпуса дверного звонка в качестве датчика протечки

Работу следует выполнять в следующем порядке:

Вырезать плату по размеру кнопки;
Методом ЛУТ или с помощью фоторезиста необходимо вытравить на поверхности плат дорожки;
Залудить печатные проводники при помощи паяльника;
Припаять к проводникам скобы в качестве ножек;
Подключить соединительный провод;
Установить печатную плату в корпус кнопки звонка.

Схема печатной платы

Саму кнопку при этом демонтировать не нужно, с её помощью можно замыкать линию для проверки работоспособности системы.

Электрическая схема блока управления

Питание системы осуществляется при помощи небольшого аккумулятора напряжением 12В. Главным требованием к источнику питания является его низкий саморазряд. Так как ток, потребляемый схемой в дежурном режиме ничтожно мал, то подзаряжать аккумулятор придется буквально пару раз в год.

Схема управления закрытием шарового крана работает следующим образом. В дежурном режиме тока через датчик нет, транзисторы закрыты, реле обесточено. При появлении воды на базе транзистора VT1 появляется напряжение смещения, вследствие чего транзистор открывается и подаёт питание на базу более мощного транзистора VT2. В свою очередь открытый транзистор VT2 управляет электромагнитным реле, которое подаёт питание на исполняющий механизм.

Пример схемы управления закрытием шарового крана

В электрической схеме можно использовать транзисторы структуры n-p-n с любой маркировкой. Транзистор VT2 должен быть средней мощности. Резисторы R1, R2 – маломощные.

Усовершенствованная электрическая схема показана на следующем рисунке. Она рассчитана на подключение двух мотор-редукторов.

Пример усовершенствованной электрическая схемы

Исполняющий механизм

Конечно же, исполняющий механизм можно собрать самостоятельно, используя для этого подходящий мотор-редуктор и концевые выключатели. Однако проще и надёжнее будет приобрести шаровой кран с сервоприводом заводского изготовления. Приобретая такое устройство, убедитесь в том, что его конструкцией предусмотрены концевые выключатели, размыкающие цепь в крайних положениях.

Конечно, цена этих приборов намного выше пластиковых собратьев, но и надежность их работы не вызывает нареканий.

Исполнительный механизм

После присоединения датчика, блока управления и электрического крана к источнику питания, производят испытание системы. Для этого наливают немного воды на место установки датчика.

Вода - это жизнь. Если она в кране, или в радиаторе отопления, это благо. А если она на полу вашей квартиры, или на потолке соседа снизу - это большие финансовые и моральные неприятности. Разумеется, необходимо регулярно проверять систему водоснабжения и отопления на предмет коррозии или трещин в пластиковых трубах. Однако прорыв воды обычно происходит внезапно, без признаков надвигающейся опасности. Хорошо, если в этот момент вы дома, и не спите. Но, по закону подлости, протечки возникают как раз в ночное время, или когда вас нет дома.

Простые правила борьбы с этой проблемой (особенно это касается старого жилого фонда, с изношенными сетями):

Регулярно осматривайте водопроводные трубы и элементы системы отопления на предмет дефектов, появления точечной ржавчины, герметичности соединений, и прочее.
Уходя из дому, перекрывайте входную задвижку на стояке.
Вне отопительного сезона закрывайте краны на батареях (если они имеются).
Используйте систему защиты от протечек.

Последний пункт списка мы рассмотрим подробнее.

Как сигнализировать об утечке воды

Решение вопроса пришло в быт из яхтенного мира. Поскольку судовые помещения нижнего яруса (особенно это касается трюмов) находятся ниже ватерлинии, в них регулярно скапливается вода. Последствия понятны, вопрос в том, как с этим бороться. Ставить для контроля отдельного вахтенного матроса нерационально. Тогда кто даст команду на включение откачной помпы?

Существуют эффективные тандемы: датчик наличия воды, и автоматическая помпа. Как только датчик обнаружит заполнение трюма, включается мотор помпы, и производится откачка.

Датчик воды - не что иное, как обычный поплавок на шарнире, соединенный с выключателем помпы. Когда уровень воды поднимается на 1–2 см, одновременно срабатывает сигнализация и мотор откачной помпы.

Удобно? Да. Безопасно? Разумеется. Однако такая система вряд ли подойдет для жилого дома.

Во-первых, если вода достигнет уровня 1–2 см по всей площади помещения, она через порог входной двери побежит на лестничную площадку (не говоря о соседях снизу).
Во-вторых, откачная помпа совершенно не нужна, поскольку необходимо немедленно найти и локализовать причину прорыва.
В-третьих, поплавковая система для помещений с плоским полом неэффективна (в отличие от плавсредств с килеватой формой днища). Пока наберется «нужный» для срабатывания уровень, от сырости развалится дом.

Стало быть, нужна более чувствительная система сигнализации от протечек. Это вопрос датчиков, а исполнительная часть бывает двух видов:

1. Только сигнализация. Она может быть световой, звуковой, или даже соединенной с GSM сетью. В этом случае вы получите сигнал на мобильный телефон, и сможете дистанционно вызвать аварийную бригаду.

2. Отключение подачи воды (к сожалению, такая конструкция не работает с системой отопления, только водопровод). После главной задвижки, которая подает воду от стояка в квартиру (не важно, до или после прибора учета), установлен электромагнитный клапан. При подаче сигнала от датчика, вода перекрывается, и дальнейший потоп останавливается.

Естественно, система отключения воды еще и сигнализирует о проблеме любым из вышеуказанных способов. Эти устройства в широком ассортименте предлагаются сантехническими магазинами. Казалось бы, материальный ущерб от потопа потенциально выше цены спокойствия. Однако большинство граждан живет по принципу «пока гром не грянет, мужик не перекрестится». А более прогрессивные (и рачительные) владельцы жилья, изготавливают датчик протечки воды своими руками.

Принцип работы датчиков протечек

Говоря о блок схеме - все очень просто. Некий элемент фиксирует жидкость в точке его размещения, и подает сигнал в исполнительный модуль. Который, в зависимости от настроек может подавать световые или звуковые сигналы, и (или) дать команду на перекрытие задвижки.

Как устроены датчики

Поплавковый механизм рассматривать не будем, поскольку в домашних условиях он не эффективен. Там все просто: основание закреплено на полу, на шарнире подвешен поплавок, который при всплытии замыкает контакты выключателя. Подобный принцип (только механический) применяется в бачке унитаза.

Чаще всего применяется контактный датчик, который использует естественную способность воды проводить электрический ток.

Разумеется, это не полноценный включатель, через который проходит напряжение 220 вольт. К двум контактным пластинам (см. иллюстрацию) подключается чувствительная схема, которая фиксирует даже небольшую силу тока. Датчик может быть отдельным (как на фотографии выше), или встроенным в общий корпус. Такое решение применяется на мобильных автономных датчиках, работающих от батарейки или аккумулятора.

Если у вас нет системы «умный дом», а вода подается без всяких электромагнитных клапанов, именно простейший датчик со звуковой сигнализацией можно использовать в качестве стартового варианта.

Самодельный датчик простейшей конструкции

Несмотря на примитивность, датчик достаточно эффективен. Домашних мастеров эта модель привлекает копеечной стоимостью радиодеталей, и возможностью сборки буквально «на коленке».

Базовый элемент (VT1) - NPN транзистор серии BC515 (517, 618 и им подобные). С его помощью подается питание на звуковой сигнализатор (B1). Это простейший готовый зуммер со встроенным генератором, который можно приобрести за копейки, или выпаять из какого-нибудь старого электроприбора. Питание требуется порядка 9 вольт (конкретно для этой схемы). Есть варианты под 3 или 12 вольтовые батарейки. В нашем случае используется элемент питания типа «Крона».

Как работает схема

Секрет в чувствительности перехода «коллектор-база». Как только через него начинает протекать минимальный ток, открывается эмиттер, и подается питание на звуковой элемент. Раздается писк. Параллельно можно подключить светодиод, добавляя визуальную сигнализацию.

Сигнал к открытию коллекторного перехода дает та самая вода, о наличии которой надо сигнализировать. Из металла, не подверженного коррозии, изготавливаются электроды. Это могут быть два кусочка медной проволоки, которую можно просто облудить. На схеме точки подключения: (Электроды).

Собрать такой датчик можно на макетной плате.

Затем прибор помещается в пластиковую коробочку (можно в мыльницу), в донышке которой проделаны отверстия. Желательно, чтобы при попадании воды, она не касалась монтажной платы. Если хочется эстетики, печатную плату можно вытравить.

Недостаток такого датчика - различная чувствительность к разным типам воды. Например, дистиллят от протекающего кондиционера может остаться незамеченным.

Исходя из концепции: недорогой автономный прибор, его нельзя интегрировать в единую систему защиты вашего дома, даже самодельную.

Более сложная схема, с регулятором чувствительности

Себестоимость такой схемы тоже минимальная. Выполняется на транзисторе КТ972А.

Принцип работы аналогичен предыдущему варианту, с одним отличием. Сформированный сигнал о наличии протечки (после открытия эмиттерного перехода транзистора), вместо сигнального устройства (светодиод или звуковой элемент), подается на обмотку реле. Подойдет любое слаботочное устройство, типа РЭС 60. Главное, чтобы напряжение питания схемы соответствовало характеристикам реле. А уже с его контактов, информацию можно подавать на исполнительное устройство: система «умный дом», сигнализация, GSM передатчик (на мобильный телефон), аварийный электромагнитный клапан.

Дополнительное преимущество такого исполнения - возможность настройки чувствительности. С помощью переменного резистора регулируется ток перехода «коллектор-база». Вы можете настроить порог срабатывания от появления росы или конденсата, до полноценного погружения датчика (контактной пластины) в воду.

Датчик протечки на микросхеме LM7555

Этот радиоэлемент является аналогом микросхемы LM555, только с меньшими параметрами потребления энергии. Информация о наличии влаги поступает с контактной площадки, обозначенной на иллюстрации, как «датчик»:

Для повышения порога срабатывания, ее лучше выполнить в виде отдельной пластины, соединенной с основной схемой проводами с минимальным сопротивлением.

Оптимальный вариант на фото:

Если вы не хотите тратить деньги на покупку подобного «концевика», его можно вытравить самостоятельно. Только обязательно покройте оловом контактные дорожки, для повышения коррозийной устойчивости.

Как только между дорожками появляется вода, пластина становится замкнутым проводником. Через встроенный в микросхему компаратор начинает протекать электрический ток. Напряжение быстро возрастает до порога срабатывания, при этом открывается транзистор (который выполняет роль ключа). Правая часть схемы - командно исполнительная. В зависимости от исполнения, происходит следующее:

Верхняя схема. Срабатывает сигнал на так называемом «бузере» (пищалке), и светится опционально подключенный светодиод. Есть еще один вариант использования: несколько датчиков объединяются в единую параллельную схему с общим звуковым сигнализатором, а светодиоды остаются на каждом блоке. При срабатывании звукового сигнала, вы безошибочно определите (по аварийному свечению), какой именно блок сработал.
Нижняя схема. Сигнал от датчика поступает на электромагнитный аварийный клапан, расположенный на стояке подачи воды. В этом случае, вода перекрывается автоматически, локализуя проблему. Если вас в момент аварии нет дома, потоп не случится, материальные потери будут минимальными.

Информация: Разумеется, можно своими руками изготовить и запорный клапан. Однако это сложное устройство лучше приобрести в готовом виде.

Схему можно выполнить по макету печатной платы, которая одинаково подойдет как для LM7555, так и для LM555. Устройство питается от напряжения 5 вольт.

Важно! Блок питания должен быть с гальванической развязкой от 220 вольт, чтобы опасное напряжение не попало в лужу воды при протечке.

На самом деле, идеальный вариант - использование зарядного устройства от старой мобилки.

Себестоимость подобной самоделки не превышает 50–100 рублей (на покупку деталей). При наличии в запасниках старой элементной базы, можно свести затраты к нулю.

Корпус - на ваше усмотрение. При таких компактных размерах, найти подходящую коробочку не составит труда. Главное, чтобы от общей платы до контактной пластины датчика, расстояние было не более 1 метра.

Общие принципы размещения датчиков протечки

Любой владелец помещения (жилого или офисного) знает, где проходят коммуникации водоснабжения или отопления. Потенциальных мест протечки не так много:

запорные краны, смесители;
соединительные муфты, тройники (особенно это касается пропиленовых труб, которые соединяются методом пайки);
вводные патрубки и фланцы бачка унитаза, стиральной или посудомоечной машины, гибкие шланги кухонных смесителей;
места подключения приборов учета (счетчиков воды);
радиаторы отопления (могут протекать как по всей поверхности, так и в местах соединения с магистралью).

Разумеется, в идеале, датчики должны быть расположены именно под этими устройствами. Но тогда их может быть слишком много, даже для варианта самостоятельного изготовления.

На самом деле, достаточно 1–2 датчиков на потенциально опасное помещение. Если это ванная комната, или туалет - как правило, имеется порожек входной двери. В этом случае, вода набирается, как в поддон, слой может достигать 1–2 см, пока жидкость не прольется через порог. В этом случае, место установки не критично, главное, чтобы датчик не мешал передвигаться по комнате.

На кухне датчики устанавливаются на пол под раковиной, за стиральной или посудомоечной машиной. Если возникнет протечка, она сначала образует лужицу, в которой и сработает сигнализация.

В остальных помещениях прибор устанавливается под радиаторами отопления, поскольку через спальню или гостиную трубы водоснабжения не прокладываются.

Не лишним будет установка датчика в нишу, по которой проходят стояки трубопроводов и канализации.

Наиболее критичные точки прорыва воды

При равномерном рабочем давлении, риск протечки минимален. Тоже самое относится к смесителям и кранам, если вы открываете (закрываете) воду плавно. Слабое место системы трубопроводов проявляет себя при гидроударах:

клапан подачи воды в стиральную машину при запирании создает давление, в 2–3 раза превышающее номинал водопровода;
то же самое, но в меньшей степени, относится к запирающей арматуре бачка унитаза;
радиаторы отопления (а также места их подключения к системе) зачастую не выдерживают тестовую опрессовку, которую проводят предприятия теплоснабжения.

Как правильно размещать датчики

Контактная пластина должна располагаться как можно ближе к поверхности пола, не касаясь его. Оптимальная дистанция: 2–3 мм. Если контакты разместить непосредственно на полу, будут возникать постоянные ложные срабатывания из-за конденсата. Большое расстояние снижает эффективность защиты. 20–30 миллиметров воды, это уже проблема. Чем раньше сработает датчик, тем меньше потери.

Справочная информация

Вне зависимости от того, приобретается система защиты от протечек в магазине, или изготавливается своими руками, надо знать единые стандарты ее работы.

Классификация устройств

По количеству вторичных защитных устройств на объекте (запорных аварийных кранов с электромагнитным приводом). Датчики протечки не должны перекрывать все водоснабжение, если запорные системы разнесены по потребителям. Локализуется только линия, на которой обнаружена протечка.
По способу подачи информации об аварии водопровода (системы отопления). Местная сигнализация предполагает нахождение людей на объекте. Дистанционно передаваемая информация организуется с учетом оперативного прибытия владельца или ремонтной группы. В противном случае, она бесполезна.
Способ оповещения: локальная звуковая или световая сигнализация (на каждом датчике), или вывод информации на единый пульт.
Защита от ложных срабатываний. Как правило, точно настраиваемые датчики работают эффективнее.
Механическая или электрическая защита. Пример механики - системы «Аква стоп» на подающих шлангах стиральных машин. Сигнализация на таких устройствах отсутствует, сфера применения ограничена. Самостоятельное изготовление невозможно.

Вывод

Затратив немного времени, и минимум средств, вы сможете обезопасить себя от серьезных финансовых проблем, связанных с потопом в квартире.

Видео по теме

Всегда хорошо, когда инженерные системы твоей квартиры работают в штатном режиме, но случаются непредвиденные ситуации, когда все идет не по плану. Система водопровода в квартире состоит из труб, соединений и водоразборной арматуры. Соединения надежные, но в иду того что это соединение, может случиться протечка, которая может «вылиться» в дорогостоящий ремонт, причем как правило не только у себя, а еще и у соседей. Для того что бы не инвестировать, крупную сумму, в повторный ремонт и ремонт у соседей, лучше инвестировать небольшую сумму в систему от протечки воды. Дом у меня новый, но я решил перестраховаться, тем более что ремонт еще не был закончен.

Существуют разные системы, но как правило они все работают по одинаковому принципу. На вводе ставятся краны с приводом, которые закрываются при сигнале от датчиков о протечке. Очень дорогую систему я себе позволить не мог, поэтому сразу из списка убрались системы с беспроводными датчиками и GSM связью.
Поискав в интернете, нашел несколько систем, остановился на отечественном производителе SPYHEAT и его системе контроля протечки воды «Тритон».

Комплект поставляется в небольшом картонном чемоданчике с ручкой. В чемоданчике находиться четыре коробки и инструкция. В двух коробках находятся шаровые краны с электроприводом, в третьей коробке- комплект из четырех датчиков, в четвертой - контроллер.

Шаровые краны выполнены из латуни, электроприводы защищены корпусом, выполненным из пластмассы оранжевого цвета. На корпусе находиться ручка для ручного закрытия крана. Для использования ручки, ее необходимо потянуть на себя и произвести поворот до закрытия или открытия шарового крана. Индикатор в окошке указывает положение заслонки.

Контролер находиться в пластмассовом корпусе и имеет возможность установки в стандартную панель типа Legrand. На лицевой панели контроллера расположены жидкокристаллический индикатор и кнопки управления.
Кнопка «Вкл/выкл» – кнопка включения и выключения системы (система включается и выключается при длительном нажатии на данную кнопку).
«Сброс» – сброс аварийного состояния. После нажатия этой кнопки контроллер даёт команду на открытие шаровых кранов вне зависимости от состояния датчиков. Если через 3 минуты после открытия аварийная ситуация (вода на датчиках) сохраняется, контроллер продолжит работу по алгоритму «авария».
«Реверс» – изменение положения крана на противоположное. Если кран в момент нажатия этой кнопки был закрыт, то контроллер откроет его и наоборот.
«Блок» – блокировка работы контроллера. Блокировка будет действовать до тех пор, пока все датчики не станут сухими, после этого контроллер перейдёт в дежурный режим.
«Замок» – блокировка клавиш контроллера от случайного нажатия. Осуществляется одновременным нажатием кнопок «вкл/выкл» и «блок», на дисплее отображается «замок» (очень хорошая функция, особенно когда в доме маленькие дети).

Датчики пластмассовые с отверстием посередине. При помощи шурупа или дюбеля датчик можно закрепить к полу. Длина провода составляет 3 м, но при необходимости можно увеличить.

Установка системы не вызывает особых трудностей и с ней может справиться любой человек. Для начала надо определиться с местами вероятной протечки, к ним как правило относятся участки труб с большим количеством соединений, места установки водоразборных кранов и бытовой техники, типа посудомоечной и стиральной машин. Я решил установить датчики в месте установки стиральной машины, под кухонной мойкой, в санитарном узле (около узла ввода) и ванной комнате. Датчики лучше закрепить к основанию, что бы они были параллельны плоскости пола. Если позволяет возможность, можно закрепить при помощи небольшого самореза непосредственно к основанию, если соморез использовать нельзя, можно просверлить отверстие под дюбель и закрепить с помощью его.

В соответствии с инструкцией, в первую очередь необходимо подключить встроенную батарею, именно она отвечает за работоспособность системы в случае отключения сети 220В. Для этого необходимо открутить два винта с задней части контролера и соединить контакты батареи и контролера. Аккумулятор в системе используется литий-полимерный емкостью 1000 мА*ч. На заряде из «коробки», без подключения сети 220В батарея смогла открыть и закрыть краны три раза, дальше не пробовал.

Контроллер я решил устанавливать недалеко от водораспределительного узла в санитарном узле. Для этого в шкафу, коронкой, вырезал отверстие диаметром 64 мм, и установил контроллер.

Для врезки шаровых кранов в систему водопровода, я вызвал сантехника. Врезка кранов не труднее установки счетчиков, поэтому особых трудностей не вызывает. В моем случае сантехник поставил краны после счетчиков, что как мне кажется, не совсем правильно, так как лучше их поставить до всех мест возможной протечки. Возможно в будущем я данную оплошность исправлю.

Согласно инструкции необходимо подключить все провода к контроллеру. Все места подключения помечены и трудностей данная процедура не вызывает. Хочу обратить внимание, провода от кранов, можно объединить и к контролеру подключить только три, а не шесть. Так же система рассчитана на подключение заземляющего провода, поэтому раз таковая есть, лучше подключить.

После установки системы, необходимо проверить ее работоспособность, для этого необходимо намочить датчик. Как только датчик почувствует влагу, контроллер подает сигнал привадам и шаровые краны автоматически закрываются. При этом раздается звуковой и световой сигнал. Процедура закрытия крана приблизительно ровняется семи секундам (несколько раз проверил). За такое короткое время вряд ли случиться трагедия.

Проверив работоспособность системы, по всем датчикам, я оставил систему на дежурство. Система с периодичностью в автоматическом режиме открывает и закрывает краны, тем самым предотвращая закисания шаровых кранов. При необходимости нажатием кнопок на контролере, можно перекрыть водоснабжение принудительно. Данная функция очень удобна, когда например, собираешься в отпуск, нажал на кнопку и краны автоматически закроются. Вводные краны хоть и рекомендуют периодически закрывать и открывать, но это мало кто делает, вследствии чего они закисают и закрыть их иногда не представляется возможным.

В итоге мы получаем достаточно бюджетную, работоспособную систему, которая поможет в случае протечки избежать, больших финансовых потерь.

Что еще хочется отметить. Система контроля протечки воды «Тритон» - это отечественная разработка и полностью производиться на заводе в РФ. Гарантия на систему 5 лет, но думаю прослужит намного больше.
Хочу выразить особую благодарность коллективу компании spyheat.ru за консультацию в установке системы и хороший позитивный настрой.