Gör-det-själv skydd mot vattenläckage för ditt hem

I ett hus på landet, särskilt inte avsedd för permanent bostad, kan en läcka från ett vattenförsörjningssystem få mycket allvarliga konsekvenser. Det finns många färdiga lösningar på marknaden för skyddssystem, men idag kommer vi att prata om egenkonstruktion av ett läckskyddssystem.

Allmän beskrivning av systemet

Det finns två huvudtopologier för läckskyddssystem. Den största skillnaden mellan dem är metoden för signalöverföring mellan sensorn, regulatorn och ställdon. System som använder trådöverföring är enklare och mer pålitliga, men de är inte alltid praktiska att använda när platserna för troliga läckor är långt ifrån varandra, när signalen kanske inte känner igen av styrenheten på grund av kabelns betydande längd. I sin tur kräver trådlösa system inte kablar, så att dekorativa ytbeläggningar inte skadas under installationen, men detta skydd är dyrare.

I trådbundna system utförs kommunikation mellan läckagesensorn och styrenheten över en tretrådig tråd. Dessutom är exekutiva enheter anslutna till styrutgången på regulatorn: elektriska avstängningsventiler, ljus- och ljudlarmanordningar. Om så önskas kan schemat kompletteras med kommunikationsenheter för att varna användaren via ett mobil- eller hem trådlöst nätverk.

Schematiskt diagram över skydd mot vattenläckor: 1 – styrenhet; 2 – radiomodul; 3 – elektrisk kuldrivning; 4 – inloppskranar; 5 – trådbundna sensorer; 6 – radiosensorer

Huvudskillnaden mellan det trådlösa systemet är att en radiokommunikationsmodul är installerad tillsammans med översvämningssensorn. Detta kräver ingen kabelanslutning mellan regulatorn och sensorn, men läckedetektorn själv och sändaren behöver en stabiliserad strömförsörjning från en extern enhet eller ett batteri. Låsventilerna kan också styras via radio, men ofta krävs detta inte, eftersom det är mycket lättare att installera regulatorn bredvid ställdonet.

Val av styrenhet

Systemets hjärna är den elektroniska styrenheten. Dess huvudfunktion är att exakt känna igen förändringen i signalnivån från sensorn och matningsspänningen till ställdonet. I detta fall är det viktigt att regulatorn har funktionen att återställa från nödläge efter att orsaken till läckan har eliminerats. Som ni ser är logiken för styrenheten ganska enkel, och därför kan även de enklaste enheterna, inklusive hantverk, användas. I allmänhet kan tre alternativ föreslås.

Relämoduler är den enklaste klassen av styrenheter för anslutning av en eller två sensorer. Det finns ett antal nackdelar: bristen på att spara tillståndet när strömmen stängs av, behovet av att konvertera signalen från sensorn till rätt nivå och förse kretsen med en förbikoppling med manuell återställning för att hålla den i nödläget. Ändå är detta det mest budgetvänliga alternativet för att bygga en krets. Lämpliga lösningar inkluderar Omron relämoduler och Arduino expansionskort, samt dyrare OWEN PR110 programmerbara reläer för anslutning av upp till 12 sensorer.

Programmerbart relä ARIES PR110

Programmerbara logikregulatorer är den mest mångsidiga typen av styrenheter som gör att du kan implementera mer komplexa algoritmer för läckageskyddssystemet och koppla dem ihop med andra automatiseringssystem. För samma ändamål kan billiga enkeltavladatorer som Arduino användas, med hjälp av vilka funktioner som tvingad dränering av vatten från en tvättmaskinens tank..

En av kanalerna för en hemmeautomationskontroll eller ett brand- och säkerhetslarm kan användas för att ansluta en översvämningssensor. Det enda problemet är att typen eller nivån på signalen vid sensorutgången inte stämmer, så det blir ofta nödvändigt att komplettera kretsen med en förstärkare eller en en-kanals diskret omvandlare..

Ett exempel på ett läckskyddssystem på en Arduino

Den enklaste styrenheten kan göras med dina egna händer från vanliga elektroniska komponenter. Förstärkning av signalen från sensorn kan implementeras på transistorer märkta Logic Level (IRL-serien), som använder mycket låga spänningar (cirka 2-3 V) för styrning och kan växla upp till 20 A lastström. Ett utdragningsmotstånd på 300–500 ohm är installerat mellan grinden och källan för att undvika oavsiktlig bränning. Det är tillrådligt att komplettera kretsen: begränsa styrsignalen med en zenerdiod till 50–70% av den maximala grindkällspänningen, och ge även en shunt med en spänningsdelare mellan källan och grinden för att hålla nyckeln öppen. I shuntens öppna krets är det nödvändigt att installera en utlösningsknapp för att återställa olyckan. En sådan krets kan ha ett nästan obegränsat antal transistorer och följaktligen styra ett antal exekverande enheter och indikatorer..

Läckagesensorer

Läckagedetektorn har en enkel, om inte primitiv enhet. Dess två huvudelement är ett par elektroder, när de är våta, som stänger kretsen, samt en signalförstärkare, som vanligtvis är en bipolär transistor med låg mättningsström. Sensorn drivs av två ledningar, den tredje används för att sända larmsignalen till styrenheten. Vissa sensorer har inbyggda ljud- och ljussignalanordningar, och en galvaniskt isolerad strömbrytare i form av ett relä kan också installeras i ett hölje för att leverera ström direkt till ställdonet.

Enhet för vattenläckessensorer GIDROLOCK

De vanligaste, främst på grund av deras låga kostnad (cirka 500 rubel / bit), är sensorerna ”H2O Contact”, ”Aquarius-R” och Equation. De har flera versioner för anslutning till både analoga ingångar på styrenheter och till ingångar av typen ”torrkontakt” i normalt öppna och normalt stängda tillstånd. Detektorerna har inbyggd signalindikering, men deras huvudsakliga nackdel är att de inte kan växla en betydande belastning, det vill säga att de inte direkt kan styra ventiler..

Vattenläckagesensorer: 1 – ”Vodoley-R”; 2 – ”H2O-kontakt”; 3 – Ekvation

Mer avancerade, men också dyrare (från 1,5 till 2,5 tusen rubel) sensorer – Ajax LeaksProtect, Ezviz T10, Neptun RSW + och andra trådlösa enheter. Som regel drivs dessa detektorer av ett ”Krona” -batteri, med vissa modeller kan batteriets livslängd vara upp till två år. De flesta detektorer är utformade för att fungera som en del av samma tillverkares skyddssystem, för vissa indikeras driftsfrekvensen och det finns en möjlighet att ställa in anslutning till universalradiomottagare. En viss del av autonoma modeller fungerar i larmläget – pipar eller skickar ett meddelande via mobilkommunikation när en läcka upptäcks.

Trådlösa sensorer för vattenläckage: 1 – Ajax LeaksProtect; 2 – Ezviz T10; 3 – Neptun RSW+

I vardagen är de mest populära inte enskilda sensorer, utan kit för installation av läcksäkerhetssystem. De kan inkludera upp till tre sensorer, en eller två elektriska ventiler, en strömförsörjning och en central styrenhet. Sådana kit levereras till marknaden under varumärkena Neptun, Aquastorozh och Gidrolock.

System för vattenläckage ”Aquastorozh Classic 2×20”

Exekutiva och extra enheter

Det tredje elementet i systemet är en anordning som blockerar vattentillförseln när en läcka upptäcks. För detta ändamål används antingen motoriserade kulventiler eller elektromekaniska ventiler..

Kulventiler med en motor styrs enligt en tretrådskrets, så att de ofta endast kan användas i system som styrs av en fullfjädrad styrenhet, förutom förutom stängningssignalen krävs en öppningssignal när systemet återställs till sitt ursprungliga tillstånd. Signalen som ska öppnas kan emellertid ges via reläets returkontakt eller manuellt via knappen – en typ av ersättning för att återställa larmet.

Kulventil med elektrisk GIDROLOCK PROFESSIONAL

Normalt arbetar öppna elektromekaniska ventiler en gång när en styrsignal appliceras och stänger flödet. I detta fall kan spänningen på styrkanalen förbli på obestämd tid, eftersom kretsen under drift öppnas av en kontaktgrupp som är mekaniskt ansluten till ventilspindeln. Man måste komma ihåg att det är den normalt öppna ventilen som, efter att skyddet utlöses, förblir i detta läge även om strömförsörjningen misslyckas och laddas manuellt efter att läckan eliminerats.

Magnetventil för vatten

Ställdon behöver inte vara specialiserade, inga kranar eller ventiler för VVS-system gör det. Det är emellertid nödvändigt att uppmärksamma driftspänningsområdet, eftersom vissa relämoduler inte kan styra likström, och styrutgångarnas kopplingsutgångar endast kan arbeta med begränsad spänning och ström.

Dessutom kan hjälpanordningar finnas i kretsen:

1. Radiokommunikationsmoduler – en uppsättning av en sändare och en mottagare, till exempel MX-serien på 433 MHz, kommer att skapa en trådlös anslutning mellan sensorn och styrenheten, med hjälp av utrustning designad för att bygga system med trådbunden kommunikation.
2. Förstärkare och signalmodulatorer är utformade för att matcha logiska nivåer mellan sensorer och en styrenhet. Som förstärkare är de mest populära enkeltavlsmodulerna baserade på mikrokretsen LM358, för signalomvandling – modulär DAC / ADC på PCF8591.
3. Mellanreläer är användbara om styrenhetens relagrupp inte tillåter omkoppling av betydande strömmar. De mest föredragna reläerna är konstruerade för låg styrspänning – 24 eller 36 V.

Kretsmontering och installation

Det finns inga svårigheter att installera läckskyddssystemet om ett färdigt kit används: alla element är helt kompatibla, anslutningarna passar varandra, det finns detaljerade instruktioner. Montering av en individuell konfiguration är svårare att implementera, så tänk på topologin i ett skyddssystem med två sensorer och trådlös kommunikation..

”H2O-kontakt” i fyrtrådsversion med normalt öppen kontakt kommer att användas som översvämningssensor. De bruna (+) och vita (-) ledningarna är anslutna till en strömkälla – ett batteri på 9 V. En av de återstående ledningarna är ansluten till den positiva strömförsörjningen, den andra till TX DATA-stiftet på radiosändaren MX-FS-03V. Löd 10-15 cm lindad koppartråd till ANT-dynan på sändarkortet. Sensorn är fixerad med skruvar eller på dubbelsidig tejp, elektroderna måste pressas ordentligt mot golvet. Tråden från sensorn dirigeras längs väggen till ett litet plasthölje som innehåller radiosändare och strömförsörjning.

Kopplingsschema för anti-läckagesystem med två sensorer och trådlös kommunikation

MX-05V-radiomottagaren installeras nära styrenheten, som kommer att användas som FRM01-programmerbar relämodul. RX-terminalen på radiomottagaren är ansluten till IN-ingången till LM358-förstärkarmodulen, GND- och VCC-terminalerna är anslutna till den negativa och positiva 5V-matningen. Utgången från förstärkarmodulen är ansluten till IN-relämodulens ingång, som också ansluts till en 12V strömförsörjning (kretsen är skyddad mot polaritetsomvändning).

Det rekommenderas att använda en NT9047 kulventil med en matningsspänning på 24 V som ett ställdon, som är installerat vid inloppet till vattenledningen. Kranens neutrala ledning är ansluten till strömförsörjningens minus, stängkontaktens tråd är ansluten till reläets normalt öppna utgång, som öppnas till den normalt stängda. Reläet måste konfigureras enligt instruktionerna – ställ in funktion nr 10. Som ni ser kräver hela aggregatet tre spänningsnivåer för drift, vilket löses genom att köpa flera billiga strömförsörjningar för 5, 12 och 24 V, den senare med en ström på upp till 2 A.