Датчик уровня воды. Подключение защиты от протечек «Аквасторож» в систему Умный Дом Arduino протечка воды

На этапе ремонта была установлена защита от протечек «Аквасторож». Два крана (горячая, холодная вода) и 4 проводных датчика. В Аквастороже предусмотрено реле, которое срабатывает если возникает аварийная ситуация (сработка датчика протечки) и имеется разъем RJ45 через который можно управлять открытием и закрытием кранов, подачей управляющих сигналов на соответствующие контакты. Вполне вероятно есть возможность прочитать данные и напрямую из микроконтроллера по интерфейсу UART, т.к. данный разъем присутствует на плате, но у меня не получилось прочитать какие либо данные, возможно что бы микроконтроллер выдал данные, нужно отправить ему команду запроса.

Интеграция Аквасторожа в умный дом по инструкции производителя не совсем умная, так как нет возможности узнать текущее состояние параметров блока управления, а именно состояние батарей, активный режим, режим неисправности датчиков и т.п. В итоге было решено подключится к панели управления напрямую для считывания состояния светодиодов на панели управления.

Первоначальная версия интеграции Аквасторожа в умный дом была построена на Arduino Nano и модуля nRF24L01. Такая интеграция была как временное решение, но нет ничего более постоянного, чем временное и на данном этапе я просто заменил модуль nRF24L01 на ESP8266, оставив ардуину. В планах избавиться от ардуины и сделать плату с ESP8266 + расширитель портов MCP23017 совместно с оптопарами.

На аналоговые входы ардуины подключены сигналы идущие на светодиоды лицевой панели (закрыто, открыто, отключение датчиков, готов, залив, неисправность, батареи разряжены), светодиоды с номерами 1, 2, 3, 4, 5 не подключены так как не хватает аналоговых портов на Ардуине, к цифровым их подключить не получится без дополнительных решений, так как вся электроника в Аквастороже питается от 2.5 Вольт, а нижняя граница логической единицы как раз находится на этом уровне и получить стабильные данные не получилось. В следующий раз я поставлю оптопары для согласования уровней.

Три выхода Ардуины через резисторы подключены параллельно кнопкам, при нажатии кнопки замыкаются на землю.

Ардуина считывает состояния светодиодов и каждые 2 секунды передает их по UART в ESP8266, которая считывает эти данные и передает по MQTT на сервер умного дома.

Пищалку заклеил изолентой так как она очень громкая.

Схема подключения «Аквасторожа» к GSM сигнализации по инструкции производителя

Систему «Аквасторож» можно подключить практически к любой GSM-сигнализации.
Схема подключения предельно проста и состоит всего из 3х цепей:
Цепь «In4» – «GRD»: получение GSM-сигнализацией информации о срабатывании системы Аквасторож на «Залив»
Цепи «R1-1» – «R1-2» / «R2-1» – «R2-2»: передача от GSM-сигнализации команды на «закрытие» / «открытие» кранов системы «Аквасторож»

Для дистанционного «Открытия» кранов необходимо замкнуть
цепь «R2-1» – «R2-2» в течение не более 2 секунд.
Для дистанционного «Закрытия» кранов необходимо замкнуть
цепь «R1-1» – «R1-2» в течение не более 2 секунд.

Подключение системы «Аквасторож» к Умному дому по инструкции производителя

Класический блок управления:

При «Заливе» система «Аквасторож» на 2 секунды замкнет/разомкнёт контакты 1-2 / 2-3 низковольтного реле, а затем вернёт их в исходное состояние.
Для дистанционного «Открытия» кранов необходимо замкнуть контакты 1-6 разъёма RJ-45 в течение не более 2 секунд.
Для дистанционного «Закрытия» кранов необходимо замкнуть контакты 1-5 разъёма RJ-45 в течение не более 2 секунд.

Блок управления«Аквасторож ЭКСПЕРТ» PRO*:

*Данный вариант исполнения контроллера «Аквасторож Эксперт» позволяет получать информацию о положении кранов
«Аквасторож».

При «Заливе» система «Аквасторож» замкнет/разомкнёт контакты 1-2 / 2-3 бистабильного реле и останется в этом состоянии, сигнализируя о «Закрытии» кранов «Аквасторож».
Если будет подан сигнал на «Открытие» кранов, то система «Аквасторож» разомкнёт/замкнёт контакты 1-2 / 2-3 бистабильного реле, сигнализируя об «Открытии» кранов
«Аквасторож».

Джампер #4 на плате контроллера «Эксперт PRO» в данном варианте должен быть надет!

Пример визуализации панели управления Аквасторожом на домашней веб странице.

Задержки чисто программные и от них можно избавится если переписать немного код.

Салют мусковчане!

Хочу кратко рассказать Вам о своем 2-х летнем опыте использования системы защиты от протечки (Water leakage detector), ведь часть информации о ней я почерпнул с этого сайта и, пожалуй, из кучи купленного мною хлама в интернете, эта покупка стоящая. Если кратко - то все хорошо, если хотите подробностей, то прошу подкат.

Данная система уже подробно обозревалась , так же отдельно есть обзор по китайским шаровым кранам со вскрытием , поэтому я на уже освещенных в обзорах моментах останавливаться не буду.

Итак, система была куплена (2500р. + 1700р. за доставку) и установлена в конце лета 2014 года и с тех пор исправно бережет мой домашний покой.

Информация о заказе

Предыстория банальна – как то среди ночи прохудилась соединительная втулка на аквафоровском питьевом кране и вода веселыми весенними ручьями защебетала по неровностям кухонного пола. Несмотря на малый диаметр подводящий к крану трубки, буквально за пять минут воды набежало порядочно. Чуткий сон супруги позволил избежать серьезного подтопления. Это событие и наличие последнего 9-го этажа навеяли тяжкие думы.

Про муки выбора, изучения оффлайн продукции, отзывов и т.д писать не буду. В целом после пару недель вникания в тему, в том числе и чтения муськи, был сделан выбор в пользу продукции из поднебесной.
Изначально хотел еще про запас заказать один кран, но договориться с продавцом об не увеличении стоимости доставки не вышло, а жаль.
С доставкой проблем особых не было, сколько шло уж не помню, но не долго.
В комплекте было, как и обещано:
- два шаровых крана Дн15 с приводами
- блок управления, адаптер питания 220В
- 8 датчиков с очень длинными проводами.

У меня один стояк и восемь датчиков, пожалуй, даже много. Краны в стояке разместил после счетчиков воды, по-хорошему нужно бы до, но счетчики трогать не хотелось.

Трудностей с монтажом не возникло. Датчики равномерно раскидал по кухне-ване-туалету в местах вероятных протечек, а блок разместил на кухне под мойкой возле розетки.

Я не догадался сразу подписать провода от датчиков, что, конечно нужно сделать, дабы точно знать какой сработал. Датчики оказались весьма чувствительными, даже небольшого количества воды хватает для их пробуждения и перекрытию кранов. Поэтому при размещении датчиков стоит подумать над исключением ложных срабатываний, например при мытье полов. Можно поставить их на каких-то возвышенностях или придумать иные защитные приспособы.

За два года эксплуатации аварий, тьфу-тьфу не было, а вот ложные срабатывания случались. Пару раз приходилось полностью вытаскивать все штекеры датчиков, дабы система успокоилась, так как было решительно не понятно, почему срабатывает сигнализация. Так же, всем кто решиться ставить подобные вещи дома, хочу посоветовать тщательно проинструктировать домочадцев на предмет управления системой, желательно со сдачей экзамена по действиям в аварийных ситуациях))) так к объяснять по телефону, что надо сделать дабы открыть краны при обильных купаниях дочки в ванне еще то занятие.

Привод со снятой крышкой

За все время систему никак не обслуживал, краны проворачиваю с пульта раз в месяц, когда лезу списывать показания счетчиков.
В целом, как писал в начале, покупкой я вполне доволен и могу рекомендовать данную систему, тем более продавец все еще присутствует с ней на рынке. Так же отдельно можно купить кран с приводом (~2000 с доставкой) и иные компоненты системы.
Из недостатков отметил бы конструкцию датчиков, в них нет никакой защиты от ложных срабатываний при незначительных бытовых проливах воды на пол.
При отъездах семьей на день два и более, воду перекрываю ручными – китайцам доверяй да сам не оплошай!

Небольшое видео о работе системы:

На этом все, надеюсь, информация будет кому-то полезна. Мир Вашему дому.

Планирую купить +106 Добавить в избранное Обзор понравился +74 +147

Продолжаю серию статей о компонентах умного дома. Сегодня поговорим о датчике протечки, какие электро краны купить и как этим управлять.

Для реализации проекта по защите от потопа в квартире я заказа у китайцев два электрических крана под резьбу 1/2 "" (DN15) схемой подключения DC3 и питанием 5 вольт.
Можно было заказать и на 12 вольт (они почему-то дешевле), но у меня не было подходящего блока питания. Для 5-и вольт подойдет любая зарядка от старого телефона.

Электрический кран

Кран имеет 3 провода:

Красный - плюс 5 вольт
Зеленый - минус
Желтый - управляющий (плюс - закрыт, разрыв - открыт)

Электрическая схема

Управлять этими кранами будет ESP8266-01. Это очень удобное и дешевое решение, но требующее подключения стабилизатора на 3.3 вольта. Управление мы будем осуществлять по протоколу MQTT с мобильного телефона на android.
Подробно о том как подготовить ESP к прошивке скетчем из Arduino IDE и настройке брокер-сервера cloudmqtt.com для обмена данными между устройствами я описывал в статье "ESP + MQTT как основа умного дома " и по тому повторяться не буду.

Управлять нашими электрическими кранами будет микроконтроллер ESP8266. Порт RxD будет управлять открытием/закрытием крана. Порт GPIO0 будет измерять сопротивление между ним и землей - датчик воды. Краны подключены не напрямую, а через транзистор КТ316. Ток для этих кранов не большой и этого маломощного транзистора хватает. Принципиальная схема устройства:

Датчик воды представляет собой кусок текстолита с двумя контактами. Он двухсторонним скотчем приклеен в укромном низком месте где может появиться вода.

Принцип работы

При включении устройства оно проверяет сопротивление на датчике. Если оно мало - включает тревогу и отключает подачу воды, если в норме - работает в следящем режиме.
Параллельно с этим устройство соединяется к домашнему роутеру и через интернет находит подключение к брокер серверу. Подписывается на топики "valve/1", "valve/alarm". Если на брокер сервер с мобильного клиента приходит топик "valve/alarm" = true - кран открывается, false - закрывается. Топик "valve/alarm" = true искусственно вызывает срабатывание тревоги и краны закрываются. "valve/alarm" = false отключает тревогу, если датчик не касается воды.

Скетч программы для Arduino IDE

#include #include Const char *ssid = "xxxxxx"; // Имя роутера const char *pass = "xxxxxx"; // Пароль роутера const char *mqtt_server = "m13.cloudmqtt.com"; // Имя сервера MQTT const int mqtt_port = 14483; // Порт для подключения к серверу MQTT const char *mqtt_user = "xxxxxx"; // Логи для подключения к серверу MQTT const char *mqtt_pass = "xxxxxx"; // Пароль для подключения к серверу MQTT const int sensor = 0; // датчик воды const int drive1 = 3; // кран const int led = 5; // диод на плате #define BUFFER_SIZE 100 int tm = 300; float temp = 0; bool sensor_is_alarm = false; bool drive1_is_close = false; WiFiClient wclient; PubSubClient client(wclient); // Функция получения данных от сервера void callback(char* topic, byte* bpayload, unsigned int length) { // конвертируем byte в sting String payload = ""; for (int i = 0; i < length; i++) { payload = payload + (char)bpayload[i]; } Serial.print(topic); // выводим в сериал порт название топика Serial.print(" => "); Serial.println(payload); // выводим в сериал порт значение полученных данных // проверяем из нужного ли нам топика пришли данные if(topic == "valve/1" && sensor_is_alarm == false) { int value = payload.toInt(); if (value == 0) drive1_is_close = true; else drive1_is_close = false; } if(topic == "valve/alarm") { int value = payload.toInt(); if (value == 0) { sensor_is_alarm = false; } else { sensor_is_alarm = true; drive1_is_close = true; } } } void setup() { Serial.begin(115200); client.setServer(mqtt_server, mqtt_port); client.setCallback(callback); delay(10); Serial.println(); Serial.println(); pinMode(led, OUTPUT); pinMode(sensor, INPUT_PULLUP); pinMode(drive1, OUTPUT); digitalWrite(drive1, LOW); } // Функция проверка датчика воды void readSensor() { int sensorValue = analogRead(sensor); if (sensorValue < 1023 && sensor_is_alarm == false) { // сработал датчик потопа sensor_is_alarm = true; drive1_is_close = true; Serial.println("Alarm on"); } if (drive1_is_close == true) digitalWrite(drive1, HIGH); else digitalWrite(drive1, LOW); digitalWrite(led, sensor_is_alarm); } // Функция отправки показаний void sendCurrentValue() { if (tm == 0) { // отсылаем текущий статус //client.publish("valve/alarm", String(sensor_is_alarm)); //client.publish("valve/1", String(!drive1_is_close)); tm = 3000; // пауза меду отправками 3 секунды } tm--; } void loop() { // подключаемся к wi-fi if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.print("Connecting to "); Serial.print(ssid); Serial.println("..."); WiFi.begin(ssid, pass); if (WiFi.waitForConnectResult() != WL_CONNECTED) return; Serial.println("WiFi connected"); } // подключаемся к MQTT серверу if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { if (!client.connected()) { Serial.print("Connecting to MQTT server "); Serial.print(mqtt_server); Serial.println("..."); if (client.connect("arduinoClient", mqtt_user, mqtt_pass)) { Serial.println("Connected to MQTT server"); // подписываемся по топики client.subscribe("valve/1"); client.subscribe("valve/alarm"); } else { Serial.println("Could not connect to MQTT server"); } } readSensor(); if (client.connected()){ client.loop(); sendCurrentValue(); delay(1); } } }

Управление на телефона

Скачал на свой Android программу - IoT MQTT Dashboard. В ней настроил отображение значения топиков "valve/1", "valve/alarm", которые присылаются раз в 3 секунды. Для управления кранами создал два переключателя "valve/1" и "valve/alarm", которые отсылают строки "true" и "false" при переключении.
Теперь остается спаять схемку и подключить. Тратить время на печатную плату было лень и сделал все по простому.

Устройство закрепил в техническом шкафу санузла. Подвел питание 5 вольт от блока питания, что бы лишний раз не светить фазой возле водяных труб.

Модернизация

В планах на доработку системы - отказ от проводных датчиков и использовать радио модули 433 МГц датчиков охраны двери с герконом. Геркон выпаивается и подпаивается самопальный сенсор воды (Контакты на плате уже есть. Такой же датчик для воды стоит вдвое дороже но практически ничем не отличается.)

На плату нужно будет добавить приемник 433 МГц и доработать код.

Библиотека pubsubclient.h в приложении. Она используются в скетче. Если выйдет более свежая версия библиотеки - может потеряться обратная совместимость с кодом и тогда можно использовать pubsubclient.h из архива.

Arduino Датчик уровня воды предназначен для определения уровня воды в различных емкостях, где недоступен визуальный контроль, с целью предупреждения перенаполнения емкости водой через критическую отметку.

Конструкции датчиков уровня воды могут быть различными – поплавковые, погруженные, врезные. Данный датчик воды – погруженный. Чем больше погружение датчика в воду, тем меньше сопротивление между двумя соседними проводами. Датчик имеет три контакта для подключения к контроллеру.

+ – питание датчика;
- – земля;
S - аналоговое значение.

На вывод S подается аналоговое значение, которое можно передавать в контроллер для дальнейшей обработки, анализа и принятия решений. Датчик имеет красный светодиод, сигнализирующих о наличие поступающего на датчик питания.

Технические характеристики модуля

Напряжение питания: 3.3-5 В;
Ток потребления 20 мА;
Выход: аналоговый;
Зона обнаружения: 16×30 мм;
Размеры: 62×20×8 мм;
Рабочая температура: 10 – 30 °С.

Пример использования

Рассмотрим подключение датчика уровня воды к Arduino. Создадим проект звуковой сигнализации затопления помещения. При погружении датчика в воду, сигнализация издает три вида звуковых сигналов (небольшое затопление, средний уровень, критический уровень), соответствуюший трем уровням воды. Для воспроизведения звуковых можно к цифровому выводу подключить пьезоизлучатель - электроакустическое устройства воспроизведения звука. Но при этом звук получается очень тихий. Чтобы получить громкость более приличного уровня, к цифровому выводу Arduino динамик, но не напрямую, а через транзистор. Для проекта нам понадобятся следующие детали:

Плата Arduino Uno
Датчик уровня воды
Динамик 8 Ом
Резистор 500 Ом
Транзистор КТ503е
Соединительные провода

Соберем схему, показанную на рисунке.

Запустим Arduino IDE. Создадим новый скетч и внесем в него следующие строчки // Датчик уровня воды // http://3d-diy.ru // контакт подключения аналогового выхода датчика int aPin=A0; // контакт подключения вывода реле int soundPin=11; // частота звукового сигнала int freq={587,466,293}; // переменная для сохранения значения датчика int avalue=0; // значение уровней int levels={600,500,400}; // текущий уровень int level=0; void setup() { // инициализация последовательного порта Serial.begin(9600); // настройка выводов индикации светодиодов // в режим OUTPUT pinMode(soundPin,OUTPUT); } void loop() { // получение значения с аналогового вывода датчика avalue=analogRead(aPin); // вывод значения в монитор последовательного порта Arduino Serial.print("avalue=");Serial.println(avalue); // вывод звука различной частоты для разных уровней погружения if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else noTone(soundPin); // пауза перед следующим получением значения 1000 мс delay(1000); } Аналоговый вывод датчика подключен к аналоговому входу Arduino, который представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с разрешением 10 бит, что позволяет на выходе получать значения от 0 до 1023. Значение аналоговых сигналов на аналоговом входе Arduino для трех уровней погружения были определены экспериментальным путем: > 400 – минимальное погружение; > 500 – средний уровень погружения; > 600 – большое погружение. Соответственно для каждого уровня погружения на динамике воспроизводится звуковой сигнал разной частоты: минимальное погружение – 293 Гц (нота ре 1 октавы); средний уровень погружения – 466 Гц (нота си-бимоль 1 октавы); большое погружение – 587 Гц (нота ре 2 октавы). При отсутствии погружения звуковой сигнал на динамике не воспроизводится.

Часто задаваемые вопросы FAQ

1. Не горит светодиод питания 2. При погружении в воду не изменяется значение выходного аналогового сигнала

Проверьте соединение датчика с входом Arduino.
Проверьте наличие и полярность подаваемого на датчик питания (3,3 – 5 В).

+ – питание датчика;
- – земля;
S - аналоговое значение.

Технические характеристики модуля

Напряжение питания: 3.3-5 В;
Ток потребления 20 мА;
Выход: аналоговый;
Зона обнаружения: 16×30 мм;
Размеры: 62×20×8 мм;
Рабочая температура: 10 – 30 °С.

Пример использования

Плата Arduino Uno
Датчик уровня воды
Динамик 8 Ом
Резистор 500 Ом
Транзистор КТ503е
Соединительные провода

Соберем схему, показанную на рисунке.

Запустим Arduino IDE. Создадим новый скетч и внесем в него следующие строчки // Датчик уровня воды // http://сайт // контакт подключения аналогового выхода датчика int aPin=A0; // контакт подключения вывода реле int soundPin=11; // частота звукового сигнала int freq={587,466,293}; // переменная для сохранения значения датчика int avalue=0; // значение уровней int levels={600,500,400}; // текущий уровень int level=0; void setup() { // инициализация последовательного порта Serial.begin(9600); // настройка выводов индикации светодиодов // в режим OUTPUT pinMode(soundPin,OUTPUT); } void loop() { // получение значения с аналогового вывода датчика avalue=analogRead(aPin); // вывод значения в монитор последовательного порта Arduino Serial.print("avalue=");Serial.println(avalue); // вывод звука различной частоты для разных уровней погружения if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else if(avalue>levels) tone(soundPin,freq,2000); else noTone(soundPin); // пауза перед следующим получением значения 1000 мс delay(1000); } Аналоговый вывод датчика подключен к аналоговому входу Arduino, который представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с разрешением 10 бит, что позволяет на выходе получать значения от 0 до 1023. Значение аналоговых сигналов на аналоговом входе Arduino для трех уровней погружения были определены экспериментальным путем: > 400 – минимальное погружение; > 500 – средний уровень погружения; > 600 – большое погружение. Соответственно для каждого уровня погружения на динамике воспроизводится звуковой сигнал разной частоты: минимальное погружение – 293 Гц (нота ре 1 октавы); средний уровень погружения – 466 Гц (нота си-бимоль 1 октавы); большое погружение – 587 Гц (нота ре 2 октавы). При отсутствии погружения звуковой сигнал на динамике не воспроизводится.