Датчики протечки воды

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.

Как выбрать датчик протечки воды

Чтобы покупка оказалась максимально полезной, рекомендуем изучить критерии выбора, предложенные в статье ниже.

Датчики протечки воды могут иметь различное устройство и несколько различаться принципами работы. Всех их можно классифицировать по нескольким признакам:

1. Способ оповещения об аварии. Это включение звуковой и световой сигнализации, передача тревоги на смартфоны и планшеты владельцев, либо комбинированная сигнализация, включающая все перечисленные действия.
2. Конструктивно датчики выполняются в виде прибора, заключённого в пластиковый корпус, либо в виде ленты-детектора, подключенной к электронному блоку.
3. По области применения детекторы утечек бывают промышленными и бытовыми. Первые монтируются на магистральных трубопроводах, подающих воду в многоэтажные здания, на промышленных предприятиях. Бытовые датчики предназначаются для квартир и частных домов, так сказать, для индивидуального использования.
4. По типу соединения сенсорного датчика с электронным контроллером. Соединение обеспечивается одним из двух способов: по проводам, и без использования проводки.

Беспроводные устройства. Беспроводной датчик протечки воды обеспечивается питанием от автономных источников энергии: аккумуляторов или батарей. Он имеет встроенный передатчик и контроллер, фиксирующий колебания электромагнитного поля во внутренней цепи прибора. При протечке и замыкании контактов, сигнал об этом подается на встроенный транслятор. После обработки он отправляется в электронный блок управления в виде радиосигнала частотой в 400-500 мегагерц. Дальность действия устойчивой связи у беспроводных детекторов составляет до 100 метров. На практике это значение бывает несколько меньшим из-за препятствий в виде межкомнатных перегородок и мебели. Проводные датчики протечки воды менее удобны, с точки зрения монтажа. При их установке потребуется протягивать линии проводки, при этом заботясь о её маскировке, чтобы не портить интерьер помещения.
Проводные устройства. Сигнал тревоги от сенсора протечки к электронному контроллеру передаётся либо по проводному соединению, либо посредством радиосвязи. В первом случае провод является источником подачи электроэнергии, питающей датчик. При замыкании контактов в результате протечки воды, напряжение в питающей электрической цепи снижается, а сила тока, наоборот, растёт. Контроллер, соединенный с сенсором, воспринимает изменение параметров электричества, и отдает команду на принятие экстренных мер – перекрытие водопровода, включение оповещателя.
Количество кранов. Если говорить о количестве кранов для системы антипротечки, то для эффективной работы необходимо, как минимум, два шаровых крана с электромагнитными клапанами – один устанавливают на стояке с холодной водой, другой – с горячей водой сразу за входными вентилями

Защита проводных датчиков от неосторожного обращения. Провод, ведущий к датчику, может быть случайно оборван детьми, домашними питомцами или перегрызен мышами

Если контроллер не увидит в системе датчик, который больше не способен подавать сигнал, то протечка воды может быть замечена слишком поздно. Функция контроля обрыва цепи – важный элемент безопасности всей системы защиты от протечек воды.
Удобство. В целях удобства работы со всей системой контроллер может иметь ряд полезных функций: индикатор заряда, самоочистка кранов (предотвращает «закисание» металла), возможность на время отключить датчики (например, для уборки), доступные батарейки, индикация сработавших датчиков (для более быстрого обнаружения места протечки воды).

Устанавливаем датчики протечки

Проводковые датчики аквастоп устанавливаются с открытой и скрытой укладкой провода. Фиксировано и не фиксировано. Скрытая прокладка провода делается даже после ремонта, провода прокладываются в плинтусе или в шве кафельной плитки.

• провод датчика помещается в шов между плиткой;

• донышко на полу фиксируется с помощью винта или двустороннего скотча;

на донышко закрепляется пластина;

Закрепляется пластина

и надевается декоративный пластиковый колпачок.

Пластиковый колпачок

Беспроводные датчики удобны так как им не нужны провода, они связываются с контроллером с помощью радиосигнала.

Датчики раскладываются в местах возможных протечек, и если нужно, закрепляются на полу двусторонним скотчем.

Установка датчика на полу

Выбор контроллера

Мозгом системы служит электронный блок управления. Его основная функция — безошибочно распознать изменение уровня сигнала от датчика и подать напряжение на исполнительное устройство

При этом важно, чтобы контроллер имел функцию восстановления из аварийного режима после устранения причины протечки. Как видно, логика работы контроллера достаточно проста, а потому использоваться могут даже простейшие устройства, в том числе кустарного изготовления

В целом можно предложить три варианта.

Релейные модули — наиболее простой класс управляющих устройств для подключения одного или двух датчиков. Имеется ряд недостатков: отсутствие сохранения состояния при отключении питания, необходимость преобразования сигнала от датчика до корректного уровня и обеспечения схемы шунтированием с ручным сбросом для удержания в режиме аварии. Тем не менее, это наиболее бюджетный вариант построения схемы. В качестве подходящих решений можно привести релейные модули Omron и платы расширения Arduino, а также более дорогостоящие программируемые реле типа ОВЕН ПР110 для подключения до 12 датчиков.

Датчик протечки воды на микросхеме К561ЛН2

Он работает по схеме, подобной предыдущей, тоже обладает высокой чувствительностью и надежностью.

Состав деталей

Кроме датчика влажности и микросхемы К561ЛН2 потребуется:

• биполярный транзистор VT1 серии КТ3107Д;
• резисторы на 3 Мом и 30 К три штуки, 430 К — два, 430 К и 57К — по одному;
• полярный конденсатор на 100 микрофарад для работы под напряжением до 16 вольт;
• конденсатор на 0,01 мк — два и 0,1 мк— тоже два;
• генератор звуковых волн ЗП-22;
• источник питания на 6÷9 вольт.

Принцип работы электрической схемы

При сухих контактах датчика влажности транзистор VD1 закрыт, а при появлении на них воды его полупроводниковый переход открывается и происходит запуск звукового генератора, выдающего сигнал тревоги.

Эта схема тоже обладает небольшим потреблением мощности. В режиме ожидания ток нагрузки источника напряжения не превышает 1 мКА, а при срабатывании он составляет порядка 3 мА.

Датчик протечки воды, собранный своими руками по любой из вышеприведенных электрических схем, можно установить в любом проблемном месте, где высока вероятность создания аварийной ситуации в системе водоснабжения под:

• стиральной или посудомоечной машиной;
• раковиной;
• ванной;
• системой питающих трубопроводов водоснабжения.

Его звуковое предупреждение своевременно оповестит жильцов квартиры о начале протечки воды, но не обеспечит ее автоматическое отключение. Выполнять такую функцию предназначены другие устройства, о которых рассказывает владелец видеоролика Remontkv.pro “Как не затопить соседей”.

Полезные товары

• Спальный мешок
• Инструмент для вскрытия корпуса планшета
• Электровал с пультом для рулонной шторы

Полезные сервисы и программы

• Курсы по дизайну
• Онлайн изучение английского языка с репетитором или самостоятельно

Датчик протечки воды на микросхеме К561ЛА7

Он работает по более сложной, но вполне доступной схеме, обладающей более высокой надежностью и чувствительностью.

Состав деталей

Кроме датчика влажности и микросхемы К561ЛА7 для сборки потребуется:

• биполярный транзистор VT1 серии КТ315Г;
• резисторы на 1 Мом,100 Ом и килооомные: 1,5 К, 10 К, 300 К;
• два полярных конденсатора на 2,2 и 47 микрофарад для работы под напряжением до 16 вольт;
• конденсатор на 200 пикофарад;
• светодиод;
• генератор звуковых волн ЗП-1;
• переключатель SA-1;
• источник питания.

Аналогами К561ЛА7 являются К176ЛА7, 564ЛА7, 164ЛА6, HFF4011BP, HCF4011BE, СD4011A, СD4011.Схема не критична к уровню питающего напряжения и надежно работает при его пределах от 5 до 15 вольт.

Принцип работы электрической схемы

Когда на сухие контакты датчика влажности поступает напряжение от источника питания, то светодиод не горит, а звуковой генератор не вырабатывает сигналы: транзисторный переход эмиттер-коллектор находится в закрытом состоянии.

При появлении тока через датчик влажности сквозь ключи микросхемы потечет ток на базу транзистора, и он откроется. Загорится светодиод и сработает звуковая сигнализация.

Когда схема питается от сети, а не от автономного источника, то переключатель SA1 лучше перевести в нижнее положение. В этом случае светодиод станет сразу светиться, указывая на готовность датчика протечки к срабатыванию, а погаснет он при открытии транзистора.

Изменением емкости конденсатора С2 регулируют тональность звукового генератора.

Потребление тока электрической схемой составляет:

• примерно 1 мКа в режиме ожидания;
• 25 мА при срабатывании.

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.

Из чего состоит комплекс?

 «Аквасторож» полностью укомплектован. Он включает в себя несколько элементов, которых достаточно для обеспечения защиты:

• контроллер, отключающий подачу водоснабжения при необходимости;
• шаровые электрокраны, управляющие водным потоком;
• датчики, фиксирующие факт потопа.

Пользователю предлагается две комплектации: «Классик» и «Премиум».

Комплектация классическая – это самый первый набор элементов системы. Она состоит из:

• контроллера – 1 шт;
• запорных кранов – 2 шт;
• датчиков для определения воды – 4 шт;
• блока для подключения к сети – 1 шт;
• батареи – 3 шт;
• проводов, которыми подсоединяются все элементы к главному аппарату.

Второй набор – «Премиум» – включает те же элементы, но некоторые из них поставляются в большем количестве. Так, если первый вариант системы включает в себя только один контроллер, то набор класса «Премиум» оснащен датчиками для фиксации протечек, которые предлагаются в количестве уже четырех штук. Второй вариант комплектации подходит для больших квартир или домов с несколькими санузлами, поэтому классический набор все же является лидером продаж среди всех комплексов защиты от потопа.

Преимуществом этого комплекса считается то, что купить дополнительные механизмы (например, датчики или контроллеры) можно позже, дополнив ими установленный аппарат. Так, например, производитель «Аквасторож» поставляет не только проводные, но и беспроводные датчики, которые можно купить и установить себе домой.

Для подсоединения беспроводных датчиков достаточно будет обзавестись радиобазой. Помимо этого, пользователь может собрать нужную систему, выбрав один контроллер среди четырех предложенных типов. Также производитель предлагает выбор из нескольких электрокранов, датчиков и так далее.

Видео – Обзор системы «Аквасторож»

Классическая комплектация, к тому же, имеет и самую низкую стоимость. Можно присоединить в систему почти бесконечное количество датчиков и не больше 6-ти электрокранов. Также можете дополнить внешними устройствами, используя слаботочное реле. У продвинутого класса системы реле силовое бистабильное — с его помощью можно присоединять к контроллеру мощность 220 Вольт. Такое требуется, к примеру, для того автоматического выключения работы насоса. Такая способность необходима для водоснабжения частного дома.

Независимо от класса системы, которой вы отдадите предпочтение, каждая из них будет обеспечиваться защиту от потопа, сможет гарантировать моментальное устранение воды.

Датчик протечки воды какой фирмы лучше выбрать

Опросы показали, что пользователи отдают предпочтение как российским, так и зарубежным торговым маркам, которые усиленно работают в направлении инноваций, создавая новые многофункциональные устройства. В рейтинге представлена краткая информация на каждый из них:

• Aqara — товарный знак известной корпорации Xiaomi, созданный в 2015 г., и выпускающий интеллектуальные домашние товары. Все устройства, созданные брендом, изготавливаются из экологичного пластика, они пожаробезопасны и не потребляют много энергии.
• Rubetek — производитель из России, который выпускает линейки умных устройств с 2014 года. Компания создает электронику не только для дома, но и предлагает много идей для малого и среднего бизнеса, а также для застройщиков, управляющих компаний, инсталляторов.
• Digma — торговая марка принадлежит компании Nippon Klick из Великобритании, которая признана международным производителем цифровой электроники. Разработкой и созданием умных устройств Digma стала заниматься начиная с 2005 г., достигнув на сегодня немалых высот в этом направлении.
• Hiper — еще один бренд из Великобритании, который выпускает бытовую технику и электронику начиная с 2001 года. Все товары компании сертифицированы, они соответствуют современным стандартам безопасности и экологическим нормам, имея при том отличные технические характеристики.
• Ajax — международная технологическая компания из Украины, основанная в 2011 г., и выпускающая беспроводные системы безопасности. Товары Ajax представлены более чем в 90 странах и пользуются большим спросом, благодаря качеству и инновационным технологиям.
• Neptun — российская компания, производящая системы электрообогрева, электротехническую продукцию и решения для инженерной инфраструктуры с 1991 года. Торговая марка имеет множество наград и премий, в том числе международных, подтверждающих качество товара.
• Neo — еще один производитель из России, выпускающий умную технику и электронику в серийном и единичном количестве. В своих разработках компания использует современные технологии в области навигации, электропитания и беспроводной связи, которые позволяют достичь хороших результатов качества.

Преимущества использования датчиков протечки воды

Основное преимущество использования датчиков протечки воды – возможность вовремя получить известие об аварии. Потоп, вызванный прохудившейся водопроводной трубой или забитой канализацией, способен доставить массу неприятностей не только владельцу квартиры, но и соседям снизу. При своевременном оповещении об утечке у жильцов есть возможность свести к минимуму её последствия.

Современные датчики протечки воды с W-iFi, помимо звукового и светового сигнала, способны передавать сообщения домовладельцам на удалённые мобильные устройства. Благодаря этому, жильцы будут оперативно извещены об аварии, даже находясь вне дома.

Ещё более удобны в эксплуатации детекторы, соединённые с запорными автоматическими клапанами. Таким образом, создаётся целая система безопасности, способная самостоятельно, без помощи человека, перекрывать аварийный участок трубопровода. Для этого применяются специальные краны-клапаны, снабжённые сервоприводами. Управление ими в системе возложено на электронный блок управления. В случае поступления сигнала тревоги от сенсора протечки, контроллер мгновенно перекрывает подачу воды, сводя к минимуму возможные негативные последствия аварии.

Таким образом, использование датчиков контроля протечки воды способно сэкономить немалые суммы, которые в противном случае, пришлось бы потратить на косметический ремонт и на компенсации ущерба соседям снизу. Даже самые дорогие системы безопасности, оснащённые аварийными кранами и Wi-Fi-связью, в случае аварии с лихвой окупят деньги, силы и время, потраченные на их приобретение и подключение.

Сборка сигнализатора протечки на практике

Начать сборку следует с двух деталей: пищалки и крышки для батарейки.

ФОТО: YouTube.comПлюсовой выход крышки для батарейки следует соединить с плюсовым выходом пищалки

Обратите внимание на маркировку на мелких деталях

ФОТО: YouTube.comМинусовой контакт пищалки припаивается к левой ноге транзистора, коллектору. А к правой ноге, эмиттеру, нужно припаять минусовой контакт батарейкиФОТО: YouTube.comДальше нужно поместить и припаять резистор между эмиттером и средней ногой резистора

ФОТО: YouTube.comСледующий этап – припаивание проводов

К средней ноге резистора припаивается один из проводковФОТО: YouTube.comА второй соединяется с минусовым контактом батарейки лёгкой пайкойФОТО: YouTube.comВ итоге готовая рабочая схема выглядит вот так. Это миниатюрное соединение, которое легко помещается в крышку от сока. При контакте с водой проводки, которые соприкасаются с влагой, замыкает, и срабатывает пищалка, которая получает энергию от встроенной батарейки

Правила проведения грамотного монтажа

Прежде, чем приступить к установке системы, следует составить подробную схему размещения всех ее элементов, на которой нужно будет отметить место расположения каждого устройства. В соответствии с ней еще раз проверяется, достаточно ли для установки длины идущих в комплекте соединительных проводов, если они предусмотрены конструкцией приборов. Собственно установка проводится в следующей последовательности:

• Размечаем участки установки датчиков, кранов и контроллера.
• Согласно схеме соединения прокладываем монтажные провода.
• Врезаем шаровые краны.
• Устанавливаем датчики.
• Монтируем контроллер.
• Подключаем систему.

Остановимся подробнее на самых важных этапах.

Этап #1 — врезка шарового крана

Как уже отмечалось, установку шарового крана с электроприводом лучше всего доверить специалисту. Устройство монтируется после ручных вентилей на вводе трубопровода. Категорически запрещено устанавливать конструкции вместо кранов на вводе.

Перед узлом рекомендуется поставить на трубопровод фильтры, очищающие воду. Так приборы прослужат дольше. Необходимо так же обеспечить для них бесперебойное питание. В рабочем режиме устройство потребляет порядка 3 Вт, в момент открывания/закрывания вентиля – около 12 Вт.

Этап #2 — установка датчика

Прибор может быть установлен двумя способами:

• Монтаж в пол. Такой способ рекомендуется производителем. Он предполагает врезку устройства в плитку или напольное покрытие на участках вероятного скопления воды при возможной протечке. Контактные пластины датчика в таком случае выводятся на поверхность пола так, чтобы они были приподняты на высоту порядка 3-4 мм. Такая установка исключает ложное срабатывание. Провод к прибору подводится в специальной гофрированной трубе.
• Установка на поверхность пола. В этом случае прибор укладывается прямо на поверхность напольного покрытия контактными пластинами вниз.

Установить датчик утечки воды своими руками достаточно просто, особенно если используется второй способ.

Производители рекомендуют устанавливать датчик протечки воды в пол. Так, чтобы панель с контактами была приподнята на 3-4 мм. Это исключает возможность ложного срабатывания

Этап #3 — монтаж контроллера

Питание на контроллер должно подаваться из силового шкафа. К прибору подводится ноль и фаза согласно схеме подключения. Для установки устройства требуется выполнить следующие операции:

Готовим отверстие в стене под монтаж коробки контроллера.
Штробим углубления под провода питания от места установки до силового шкафа, до каждого датчика и до шарового крана.
Устанавливаем на подготовленное в стене место монтажную коробку.
Готовим прибор к монтажу. Снимаем его лицевую крышку, поочередно надавив на защелки на лицевой части устройства тонкой шлицевой отверткой. Снимаем рамку и соединяем все провода в соответствии со схемой. Устанавливаем подготовленный контроллер в монтажную коробку и фиксируем его минимум двумя винтами.
Собираем прибор

Осторожно устанавливаем на место рамку. Накладываем лицевую крышку и давим на нее до тех пор, пока не сработают обе защелки.. Если система собрана правильно, после нажатия кнопки включения она начинает работать

Об этом обычно свидетельствует светящийся индикатор на контроллере. При протечке цвет индикации с зеленого меняется на красный, раздается звук зуммера и кран блокирует подачу воды

Если система собрана правильно, после нажатия кнопки включения она начинает работать. Об этом обычно свидетельствует светящийся индикатор на контроллере. При протечке цвет индикации с зеленого меняется на красный, раздается звук зуммера и кран блокирует подачу воды.

Чтобы устранить аварийную ситуацию, закрываются ручные вентили трубопровода и отключается питание контроллера. Затем устраняется причина аварии. Датчики протечки вытираются насухо, включается питание контроллера и открывается подача воды.

Грамотно установленная система защиты от протечек надежно защищает от всевозможных неприятностей, связанных с утечкой воды

Вывод

Несмотря на свою цену — система Аквазащита признанный отечественный продукт. Он сертифицирован многими компаниями. За историю своего существования производитель доказал, что отечественное производство защитных систем тоже может быть качественным и востребованным на рынке. Выбор всегда остается за потребителем, но в случае этой компании — просто нет аналогов за такую стоимость. Широкая возможность модификаций позволяет постепенно обновлять защитный контур, повышая общую безопасность жилого помещения.  Вариативность установки поможет поставить устройство в помещение любого назначения

Неважно, в ванную комнату, или на кухню. Рассмотренная система станет прекрасным дополнением вашего умного дома и незаменимым помощником в критических ситуациях