Lazarev-granit.ru

Лазарев Гранит
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подключить аквасторож к умному дому

С появлением smart-устройств стало возможным не только своевременно узнавать о протечках, но и предотвращать затопление, даже если вы находитесь далеко от дома. Достаточно обезопасить кухню и санузлы путем установки следующих устройств:

  • контроллер (мозг Умного дома);
  • проводной или беспроводной датчик протечки;
  • шаровые краны с электроприводом.

Датчики протечки устанавливаются на уровне пола. Если вода попадает на устройство, контроллер дает команду шаровым кранам перекрыть трубы. Система простая и эффективная, а при покупке беспроводного оборудования, установка не потребует много времени и труда.

Подключение «Аквасторожа» к «умному дому» на Z-Wave

В прошлом году купил оборудование для аварийного перекрытия кранов при обнаружении протечки от «Аквасторож». Долго не мог его поставить. Была идея интегрировать его в Z-Wave сеть и получить аналог gidrolock, но работающий на батарейках. Наконец-то руки дошли…

Аквасторож представляет собой базу с подключаемыми кранами и датчиками протечки. Данный комплекс может работать, как от сети 220 В через адаптер, так и от батареек. Разработчики предусмотрели возможность подклюения к системам «умный дом». Путём замыкания одной пары контактов в Ethernet розетке можно открыть краны, а другой закрыть их. Контакты реле замыкаются на 1 секунду при обнаружении протечки. На плате есть не распаянный разъём UART, но в данной статье расскажу о реализации документированных функций.

Задачи разработки

  • Дистанционное включениевыключение кранов.
  • Информирование о протечке.
  • Два счётчика воды.
  • Не нарушать работу «Аквасторожа».

Делать решил на базе ZUNo shield. Поставляется в герметичным корпусе с гермовводом, на борту имеет клеммники и свободное место для установки батарейки и дополнительных электронных компонентов. Ардуино подобный.

Ethernet разъём

Один из замыкаемых проводов это «земля» «аквасторожа». Можно объединить земли ZUNo и «Аквасторожа» и управлять кранами непосредственно через GPIO ZUNo. Так я и сделал. Но в случае выхода ZUNo из строя (например села батарейка) на управляющие линии «Аквасторожа» подаётся «ноль» и он начинает циклически перезагружаться. Подобный вариант подключения сильно влияет на надёжность всей системы, поэтому немного усложнив схему перешёл на два герконовых реле, которые обеспечили гальваническую развязку от «Аквасторожа». Потребляют реле около 7 мА во включенном состоянии. Чтобы переключить краны нужно на одну секунду включить одно реле, что вполне приемлемо. Заряда батарейки хватило на несколько тысяч переключений. (Сейчас у меня на руках есть электромагнитные импульсные однокатушечные реле. Для их переключения нужно подать импульс 1 мс, что гораздо энергоэффективнее. Но для управления нужно 4 транзистора и две ножки ввода/вывода на реле).

Сон в Z-wave

Немного расскажу о том как спят Z-Wave устройства и о вытекающей отсюда проблеме.
Z-wave устройства могут быть спящими или часто просыпающимися. Спящее устройство самое энергоэффективное, но ему нельзя послать команду (в моём случае на переключение кранов). Мне подходит второй тип. Устройство FLiRS — Frequently Listening Routing Slaves. Настроенное на такой режим работы устройство просыпается каждую секунду и если за короткий промежуток времени не получает сигнал на полное просыпание от контроллера – засыпает. Например: шлю команду на открытие кранов. Контроллер понимает, что моё устройство, часто слушающее, и посылает в течение секунды особый короткий пакет (wakeup beam), чтобы все FLIRS устройства в сети проснулись. Как только моё устройство примет этот пакет оно отправляет отчёт о том, что проснулось и готово принять команду. Получает команду на закрытие кранов. Снова засыпает. И так каждый раз, когда происходит управление устройством. Недостаток в том, что устройство может принять wakeup beam как в конце рассылки контроллером, так и в начале. Контроллер шлёт его около секунды. В худшем случае устройство проснётся в начале этой рассылки, и будет ждать почти секунду, до поступления команды. Но поскольку открывать и закрывать краны часто не нужно, это не является серьёзным недостатком.

Читать еще:  Проект дома с мансардой с красного кирпича

Реализация

ZUNo Shield имеет небольшую макетную плату, на которой можно разместить необходимые компоненты.

Схема содержит два реле и два транзистора для их управления. Простенькая схемка.

Пара слов об энергопотреблении.

ZUNo shield содержит микросхему драйвер для протокола RS-485 и подтягивающий резистор для пина «11» на нижней колодке, для протокола One Wire. После удаления этих компонентов основным потребителем остаётся ZUNo.

Потребление в режиме сна составляет около 5-10 мкА, а в активном режиме до 60 мА (реле активно и ZUNa работает на передачу).

Осциллограммы потребления тока для разных режимов работы

Направление оси тока сверху вниз.

Устройство в ожидании команды:

Примерно каждую секунду видны короткие пики, в течение которых устройство просыпается и проверяет, не пришёл ли wakeUp beam.

Устройство получило команду:

Сначала устройство проснулось, получило wakeUp beam, дождалось получения команды (от 0 до 1 секунды), если команда на управление кранами, то включает соответствующее реле на 1 секунду (на этом этапе нужно контроллер переводить в сон с сохранением ножек в текущем состоянии, но я побоялся и поленился) и остальное время тратится на внутреннюю работу чипа, после чего ZUNо засыпает. Итого почти 3,5 секунды на одну операцию открытия или закрытия кранами. Ужасно долго, но из-за того, что подобные операции будут выполняться крайне редко, оптимизацией можно пренебречь. Да и даст она мало, потому-что скетч в Arduino ide это лишь малая часть того, что «ворочается» в этом маленьком микроконтроллере, и что надёжно спрятано производителем от любопытных.

Схема подключения к «Аквасторожу»

Заключение

Получилось добавить достаточно аккуратно «Аквасторож» в существующую Z-Wave сеть. Главным минусом является отсутствие обратной связи от «Аквасторожа». На данном этапе жду новой версии библиотеки ZUNo, в которой будет исправлен баг, не дающий нормально спать ZUNo, поэтому вместо фотографии с установленным и подключенным «Аквасторожем» картинка с отладочным процессом.

Место установки датчиков протечки

Устанавливают датчики в местах наиболее вероятного появления протечек: под стиральной машиной, на полу за унитазом, вод ванной и раковиной. Соединение датчиков с блоком управления может быть проводным и беспроводным. Беспроводные удобнее, но их работоспособность нельзя контролировать. Проводные датчики подключаются к блоку управления проводами, что может создавать некоторые неудобства, но при этом контролер «видит» датчики и передаст предупреждающий сигнал при их потере.

Блок управления располагают на стене в любом удобном месте, стремясь сократить протяженность используемых при монтаже проводов.

Читать еще:  Как установить уличную дверь в деревянном доме

Отсекающие краны устанавливают на вводе воды в квартиру сразу после счетчиков. Система может работать от обычной электрической сети напряжением 220В ( что считается небезопасным) или (предпочтительнее) от источника питания напряжением 12 В.

Типовая комплектация защитной системы

В момент подтопления важно не только установить факт аварии, но и оперативно перекрыть водоснабжение. Поэтому производители защитных систем предлагают комплекты, включающие все необходимое для обнаружения и устранения неконтролируемой подачи воды.

Типовая комплектация систем сигнализации включает:

  • Контроллер – блок управления. Его основная задача – блокировка крана при возникновении аварийной ситуации и получении сигнала от контактов датчика.
  • Шаровые краны. Их оснащают электроприводом и располагают в непосредственной близости к входу воды в квартиру. Во время аварии краны должны оперативно отключать водоснабжение. После устранения неполадок их снова переводят в рабочий режим с помощью контроллера или вручную. В редких случаях в автономных системах подачи воды вместо кранов используют насосы, которые останавливаются при получении аварийного сигнала. Для этого в систему добавляют специальный релейный механизм.
  • Датчики протечки. Главные извещатели системы защиты фиксируют сигнал о наличии влаги и передают его на контроллер.

Существует два типа таких датчиков, существенно отличающихся в цене:

  • Проводные приборы общаются с контроллером при помощи провода
  • Беспроводные системы посылают радиосигнал, что упрощает процесс их установки.

Комплекты с проводными устройствами дешевле, но не так удобны в монтаже.

Быстро остановить протечку

Если дополнить систему умной розеткой или выключателем Aqara и краном или клапаном, система станет ещё совершеннее: центр умного дома получает сигнал о протечке, отправляет команду розетке, подключённый к ней кран или клапан перекрывает воду:

Для выключения воды подойдут такие устройства:

Электромагнитный клапан. Оптимальное решение. Прост в управлении, срабатывает моментально. Важно выбрать подходящий клапан: некоторые перекрывают воду при подаче тока, Другие — наоборот, при отсутствии. Второй вариант менее предпочтителен: если в доме отключат свет, можно заодно остаться и без воды. В описании нужного нам клапана обязательно должно быть написано «нормально открытый» — это означает, что в обесточенном состоянии клапан пропускает воду.

Кран с электроприводом. Самое популярное решение. Обычный кран, дополненный управляемым механизмом перекрытия. Ток подаётся по одному из двух каналов: один канал отвечает за отключение воды, другой — за включение. Для управления таким устройством проще всего использовать двухкнопочный выключатель Aqara . Подробное описание такой схемы — на форуме 4pda.

Поворотный электропривод. Это решение более простое в установке: механизм просто устанавливается на действующий кран универсальным креплением. Управление — как и в прошлом случае, через два канала, поэтому и здесь двухкнопочный выключатель Aqara будет кстати.

Популярные системы для интеграции

Чтобы обеспечить сантехнику «Умного дома» контролем протечки воды, необходимо выбрать оборудование с подходящим функционалом. На рынке представлено несколько видов оборудования, среди которых самые оптимальные цены предлагают следующие российские бренды:

  1. «Аквасторож» — линейка модулей от ООО «Суперсистема», с помощью которых контролируется работа водопровода, кранов и канализации. Протечки блокируются в автоматическом режиме, даже если течь незначительная. Есть возможность установить дополнительные датчики, модуль GSM и беспроводное управление посредством радиоблока.
  2. Neptun — еще одна российская разработка, обеспечивающая комфорт и безопасность пользования системой водоснабжения. Оборудования срабатывает в автоматическом режиме.
  3. Gidrolock — оборудование от ООО «Гидроресурс», которое устанавливается в общественных и административных зданиях, многоквартирных домах и загородных коттеджах на горячее и холодное водоснабжение. Автоматический режим позволяет контролировать одновременно 8 зон и фиксировать обрыв в цепи датчиков. Всего можно подключить 200 датчиков утечки, 20 шаровых электроприводов, а также световую и звуковую сигнализацию.
Читать еще:  Кирпич облицовка домов кирпичом

Подробнее о составных частях системы «Аквасторож».

Контроллеры (модули управления)

  • Классика
  • Эксперт

Оба контроллера способны полноценно управлять системой защиты от потопа, как при питании от сети, так и при автономной работе от батареек. К «Классике» можно подключить 6 кранов, к «Эксперту» — 5 кранов. Оба модуля осуществляют экстренное перекрытие кранов при внештатных ситуациях, имеют регулировку чувствительности датчиков воды, функции «Сон» и временное отключение датчиков.

Расчетное автономное время работы на одном комплекте батареек — 3 года, потребление энергии при этом составляет всего 0,22 мВт, при этом выходная мощность, подаваемая на кран, составляет 40 Вт.

Модули управления «Аквасторож» оснащены слаботочным реле и пятиконтактным интерфейсом, что позволяет подключать систему как к относительно простым защитным протоколам охранных сигнализаций, так и к различным типам «Умного дома».

Отличие версии «Эксперт» в больших возможностях индикации и управления, в неё дополнительно встроена индивидуальная индикация для датчиков и кранов, контроль обрыва проводных датчиков, а также определение положения шаровой заслонки крана. Защитное автозакрытие срабатывает при истощении запаса энергии в любом случае, но в контроллере «Эксперт» также возможна настройка автозакрытия при потере сигнала с одного или нескольких датчиков.

Шаровые краны

Три типа кранов «Аквасторож Эксперт» бывают трёх типов и предназначены для трех типоразмеров труб: ½ дюйма, ¾ дюйма и 1 дюйм, это соответствует условному диаметру прохода 14, 20 и 25 мм.
Остальные характеристики у всех трех кранов совпадают: они закрываются за 2,5 секунды, работают с безопасным напряжением 5 В, выдерживают давление до 16-ти атмосфер (бар). В соединении с контроллером «Аквасторож Эксперт», умные краны поддерживают постоянную связь, сигнализируют о поломках и обрыве цепи.

Датчики протечки

Проводные датчики системы «Аквасторож» бывают двух типов: «Классика» и «Эксперт». Под стильным хромированным декоративным корпусом расположены контактные площадки. Когда вода заливается под датчик, контакт замыкается и датчик передаёт сигнал на пульт управления.

Также выпускается радиодатчик «Аквасторож Радио»: помимо беспроводной связи, этот датчик оснащен встроенной звуковой индикацией.

Дополнительные комплектующие

Модули управления «Аквасторож» могут дополняться увеличенным батарейным блоком и радиобазой. Первый девайс втрое увеличивает срок автономной работы, рассчетно до девяти лет! Радиобаза предназначена для работы с беспроводными датчиками, осуществляет управление и индикацию восемью датчиками «Аквасторож Радио».

Для непосредственного управления положением кранов, в ассортименте производителя есть проводная кнопка, которая выглядит как выключатель, а также беспроводная кнопка, больше похожая на брелок.

Продукция сертифицирована.

Компания ООО «Обогрев Люкс» является официальным представителем завода «ССТ»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector