Arcopallet.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать датчик протечки воды своими руками

Датчик протечки воды предназначен для контроля определенного объема резервуара, площади помещения, поверхности и других конструкций на предмет заполнения жидкостью. В зависимости от сферы применения отличаются типы и принцип действия устройств измерения. По назначению такие сенсоры используют для:

  • Контроля ванной и душевой комнаты на предмет затопления в случае повреждения водопровода;
  • Слежения за отопительными системами в части протечки и затопления помещений;
  • Наблюдения за состоянием емкостей, наполненных агрессивными веществами, их герметичностью и окружающим пространством;
  • Для контроля герметичности корпуса лодок и транспортных судов, объектов судоходного хозяйства, позволяют сигнализировать о наполнении трюма;
  • Отслеживания состояния сухих емкостей и резервуаров, которые в ходе эксплуатации не должны наполняться жидкостью, но могут контактировать с водой;
  • Контроля наполнения поливных систем, систем орошения и прочего вспомогательного оборудования;
  • Слежения за строительными конструкциями, цокольными и подвальными помещениями для сигнализации о наполнении грунтовыми водами.

Помимо этого датчики протечки воды могут устанавливаться в труднодоступных местах, где визуальный осмотр затруднен или невозможен из-за конструктивных особенностей. Также они предназначены для проверки цистерн железнодорожного и автомобильного транспорта, баков для хранения материалов, сырья и прочей продукции.

Как собрать датчик протечки своими руками

Для изготовления датчика протечки Arduino нам понадобится:

  • Плата Arduino Uno;
  • плата макетная;
  • USB-кабель;
  • датчик воды самодельный;
  • один светодиод;
  • один резистор на 220 Ом;
  • Провод «папа-папа» и «папа-мама».

Для сборки датчика от протечек воды также понадобится небольшой набор электромонтажного инструмента.

  1. От колодки отрезаем три клеммника. Клеммники делаются из негорючего пластика и служат для соединения проводов металлическими винтовыми зажимами. Контактами нужно соединить гвозди с проводами, а также резистором. Каркасом датчика при этом будет служить корпус клеммника.
  2. Ослабляем контакты, открутив винты, и в крайние клеммники вставляем гвозди и предварительно зачищенные концы проводов.
  3. Остается подготовить контакты проводов для подключения полученного водяного датчика к плате Ардуино.
  4. Чтобы проверить правильность работы собранного датчика, необходимо собрать электрическую схему со светодиодом, который включается и выключается автоматически после подключения датчика воды к Ардуино.
  5. Собрав схему, подключите плату Arduino к компьютеру и загрузите соответствующий скетч. В конце статьи есть подробная видео инструкция по сборке такого датчика.

Датчик протечки воды своими руками.

Датчик протечки воды своими руками.

Данную схему можно использовать в качестве датчика, контролирующего появление протечек воды, например в санузле квартиры, в подвальном помещении дома или погребе. При отсутствии влаги звуковой генератор не работает, транзистор VT1 закрыт, светодиод HL1 не светится. Срабатывание датчика происходит при появлении воды между контактами датчика F1, запускается генератор, звучит постоянный звуковой сигнал, транзистор VT1 открывается, загорается светодиод HL1. Для подбора нужной тональности звучания следует подобрать конденсатор С2.

Если устройство запитано от сетевого источника, то переключатель SA1 можно поставить в нижнее по схеме положение, в этом случае он будет светиться, когда устройство находится в дежурном режиме, и гаснуть при появлении протечки.

Устройство имеет большой разброс по питающему напряжению и работоспособно при Uпит от +5 до +15 вольт. В дежурном режиме схема потребляет примерно 1мкА, ток потребления тревожного режима не превышает 25 мА.

Датчик можно изготовить из небольшого кусочка фольгированного стеклотекстолита. Один из вариантов показан на рисунке ниже (с размерами можно экспериментировать),

или применить датчик заводского исполнения:

Звуковой датчик влажности на К561ЛН2.

Принципиальная схема прибора приведена на рисунке выше. Датчик обозначен буквой Э, это металлические перфорированные электроды, размер 15×40мм, данный размер не принципиален, его можно изменить под конкретные нужды. Между электродами прокладываются 2-4 слоя марли, после чего электроды скрепляются резиновыми колечками. С электронным устройством датчик соединяется посредством экранированного провода или витой парой.

Транзистор VT1 контролирует состояние датчика. При отсутствии влаги транзистор закрыт, напряжение на его коллекторе равно нулю, звуковой генератор, реализованный на микросхеме DD1 (К561ЛН2), не работает. Номера выводов микросхемы смотри в справочном материале в конце статьи.
При появлении влаги на датчике его сопротивление снизится, транзистор откроется, и напряжение на его коллекторе станет близко к напряжению источника питания. При этом запустится звуковой генератор и будет звучать сигнал тревоги.

Читать еще:  Виды вентиляции в современных сооружениях и ее характеристики

С конструкцией датчика можно экспериментировать, но имейте ввиду, что чрезмерное уменьшение его размеров может привести к неуверенному срабатыванию устройства.

Запитать устройство можно от любой батарейки напряжением от 6 до 9 вольт или от сетевого преобразователя напряжения. В режиме контроля устройство потребляет очень маленький ток (порядка нескольких микроампер), в тревожном режиме ток потребления составляет около 3 миллиампер.

Цифровая интегральная микросхема КМОП логики, производства советских времен. Широко применялась в бытовой аппаратуре. Часто использовалась радиолюбителями при создании различных устройств на основе цифровых микросхем.

Содержит 4 логических элемента 2И-НЕ.

Нумерация ног начинается от ключа на корпусе против часовой стрелки.


Аналоги К561ЛА7 — CD4011A, CD4011, HEF4011BP, HCF4011BE, 564ЛА7, К176ЛА7,164ЛА7

Основные технические параметры К561ЛН2:

Цифровая микросхема серии КМОП.
Микросхемы К561ЛН2 представляют собой шесть логических элементов НЕ с буферным выходом.
ИС не имеют защитных диодов, подключенных анодами к шине питания, что позволяет подавать на вход микросхем напряжение, превышающее напряжение питания. Поэтому они могут быть использованы для согласования выходных уровней КМОП с входами ТТЛ-схем.
Содержат 19 интегральных элементов.

Датчики протечки

Детектор протечки имеет простое, если не сказать примитивное устройство. Два его основных элемента — пара электродов, при намокании которых замыкается цепь, а также усилитель сигнала, в качестве которого обычно используется биполярный транзистор с низким током насыщения. Питание датчика осуществляется по двум проводам, по третьему аварийный сигнал передаётся к управляющему блоку. Некоторые датчики имеют встроенный звуковой и световой сигнализаторы, также в одном корпусе может устанавливаться гальванически развязанный коммутатор в виде реле для подачи питания напрямую на исполнительное устройство.

Устройство датчиков протечки воды GIDROLOCK

Наиболее распространёнными, в первую очередь благодаря своей дешевизне (около 500 руб./шт.), считаются датчики «H2O Контакт», «Водолей-Р» и Equation. Они имеют несколько исполнений для подключения как к аналоговым входам управляющих устройств, так и к входам типа «сухой контакт» в нормально открытом и нормально закрытом состояниях. Детекторы имеют встроенную сигнальную индикацию, но их главный недостаток в том, что они не способны коммутировать значительную нагрузку, то есть не могут напрямую управлять клапанами.

Датчики протечки воды: 1 — «Водолей-Р»; 2 — «H2O Контакт»; 3 — Equation

Более совершенные, но и более дорогие (от 1,5 до 2,5 тыс. руб.) датчики — Ajax LeaksProtect, Ezviz T10, Neptun RSW+ и другие устройства беспроводного типа. Как правило, эти детекторы питаются от батарейки типа «Крона», у некоторых моделей продолжительность автономной работы может достигать двух лет. Большинство детекторов рассчитаны на работу в составе системы защиты того же производителя, для некоторых указывается рабочая частота и есть возможность настройки для подключения к универсальным радиоприёмникам. Определённая часть автономных моделей работает в режиме сигнализатора — издаёт звуковой сигнал или отправляет уведомление по мобильной связи при обнаружении протечки.

Беспроводные датчики протечки воды: 1 — Ajax LeaksProtect; 2 — Ezviz T10; 3 — Neptun RSW+

В обиходе наибольшую популярность приобрели не отдельные датчики, а комплекты для монтажа систем защиты от протечек. В них может входить до трёх датчиков, один или два электрических клапана, блок питания и центральное управляющее устройство. Подобные комплекты поставляются на рынок под торговыми марками Neptun, «Аквасторож» и Gidrolock.

Система защиты от протечек воды «Аквасторож Классика 2х20»

Материалы для датчика протечки воды

Чтобы сделать аквасторож своими руками необходимо собрать следующие материалы, найти их нет никакой сложности, самое дорогое из этого списка – это бутылка, которую придется купить (если у вас ее нет). Итак, нужны следующие материалы, рекомендуем свою фантазию не проявлять и покупать все строго по списку:

  1. Батарейка на три Вольта, нужно использовать CR1632.
  2. Транзистор BC816 или BC517 с NPN соствной.
  3. Резистор 1-2 мегаома.
  4. Пьеза излучатель с генератором.
  5. защита от протечек воды своими руками
Читать еще:  Что такое заземление

Типовая комплектация системы защиты от протечек

Типовая система защиты от протечек, например, такая как «Аквасторож» или Gidrolock состоит из следующих элементов:

Датчик протечки воды Аквасторож

  • Проводных или дистанционных датчиков (причем предполагается установка датчика протечки воды в пол или плинтусы).
  • Шаровых кранов с электроприводом (вентиль соединен с валом электромотора парой конических шестерней или муфтой).
  • Контролера, выполненного в виде отдельного блока или платы, интегрируемой в систему управления умного дома.

Причем датчики могут быть энергозависимыми, как у дешевого «Нептуна» или полностью автономными, как у системы Gidrolock, которая комплектуется приборами с 10-летней автономностью. Но в любом случае они работают от низковольтного источника электроэнергии, что исключает риск поражения электрическим током.

Типовое место установки датчика – это пространство под ванной или раковиной. Не меньшей популярностью пользуется и площадка у «фасада» стиральной или посудомоечной машины, зона у душевого поддона или отрезок плинтуса под батареей.

Шаровые краны обычно рассчитаны на пропускной диаметр от ½ до 1 дюйма. Ведь в бытовых системах отопления или водоводах редко встречаются трубы большего диаметра. Причем краны всегда подключены к электросети, но могут работать и от аккумулятора. Типовое месторасположения управляемого крана — это стык между отводом от центрального водопровода и первым сгоном горизонтального участка бытового водопровода. То есть, управляемый кран монтируют за монтажным вентилем, до счетчика воды.

Типовая комплектация системы защиты от протечек

Кроме того, в автономных системах водоснабжения роль «управляемого крана» может играть сам насос скважины, который проросту отключается после считывания и обработки сигнала с датчика. Но даже в этом случае пренебрегать управляемым шаровым краном не нужно. Ведь в протекающий водопровод может хлынуть вода из гидроаккумулятора.

Ну а контроллер – это типичный блок управления, рассчитанный на одну логическую операцию и принимающий решение о перекрытии водопровода по сигналу датчика. При этом он может сообщить всем окружающим о факте утечки с помощью звуковой и цветовой сигнализации.

Что входит в систему защиты от протечек?

Существует множество вариаций систем защиты жилья от протечек. Наиболее распространены Нептун, Аквасторож и Gidrolock (посмотреть подробнее можно в конце статьи). Принципы их работы сходны. Они предназначены для работы с шаровыми кранами на электроприводе диаметром 1”, ½” или ¾”. Устройства могут не только перекрывать воду, но и подавать при этом световой либо звуковой сигнал. Так же они легко совместимы с системами типа «умный дом» и могут быть в них интегрированы.

Любая система защиты от протечек воды включает в себя датчик утечки, управляющее устройство контроллер и шаровый кран с электроприводом

Поговорим более подробно об одном из таких устройств, о приборах Нептун. Они выпускаются в разных вариациях, однако во всех присутствует:

  • Контроллер. Предназначен для обработки сигнала, поступающего от датчиков, и подачи управляющего напряжения на шаровые краны с электроприводом. Кроме того устройство отвечает за питание всех датчиков, а так же за звуковое или световое оповещение об аварии. Контроллер может быть смонтирован в любом удобном для пользователя месте за исключением тех, где на него может попасть вода. Выпускается в различных конструктивных исполнениях.
  • Датчик утечки воды. При попадании влаги устройство подает сигнал контроллеру. Подключается только к безопасному источнику питания, поэтому при случайном касании пластин безопасно для окружающих. Устанавливается в местах, где наиболее вероятны протечки: около стиральных машин, ванн, душевых кабин, раковин и т.п. Производитель обычно рекомендует не реже чем раз в 3 месяца протирать пластины датчика влажной губкой. Эта операция проводится для профилактики и с целью проверки работоспособности всей системы.
  • Шаровой кран с электроприводом. Узел предназначен для блокировки отопления либо водоснабжения в случае протечки. Устройство надежно удерживает воду вплоть до устранения аварии. Прибор устанавливается сразу после вводных вентилей в водоразборном шкафу. Для его монтажа лучше всего привлекать специалиста сантехника, поскольку соединение выполняется только силовым кабелем ПВС 3х0,5 либо его аналогом через распаечную коробку.
Читать еще:  Особенности трудоустройства на морское судно

Количество элементов системы может варьироваться в зависимости от особенностей места ее установки.

Классификация датчиков по характеру работы

Различают устройства разными способами, один из них — это возможности и поведение гаджета в критической ситуации.

  1. В корпусе устройства сконцентрированы все функциональные возможности, обеспечивающие его автономную работу. Оповещение о протечке обозначается звуковым или световым сигналом. Существуют модели подающие сигнал о наличии отклонений в работе водопровода в виде SMS сообщения на телефон.
  2. Информация о протечке через проводную систему посылается на пульт управления. Этот электронный прибор после получения оповещения, обрабатывает данные и дает команду на электромагнитный клапан, который может отключать подачу воды. По такому принципу работает система защиты от протечек воды аквасторож.
  3. Беспроводная система защиты от протечек отличается от предыдущей тем, что датчики отправляют сигналы на пульт, используя радиосвязь.

Принцип действия датчика затопления

Датчик имеет 2 контакта для анализа влажности поверхности, которые касаются непосредственно пола. Контакты лучше выполнить из нержавейки, либо сделать из меди, а после залудить оловом. То есть, контакты не должны быть сильно подвержены окислению.

Эти контакты подключены к + питания и ко входу встроенного в микросхему компаратора. Как только контакты погружаются в воду, от плюсового контакта через резистор и «сопротивление воды» начинает течь ток ко входу компаратора, напряжение на 2-й ножке микросхемы начинает расти до порога переключения. В результате чего на 3-й ножке микросхемы напряжение падает (появляется логический ноль) при этом открывается транзистор Т1 и через него начинает течь ток в нагрузку, в частности засвечивается светодиод, на коллекторе Т1 появляется логическая единица.

Способы сигнализации затопления и варианты применения датчика.

Рассматриваемый в этой статье датчик протечки может применяться автономно, либо как составной элемент охранной системы. Если датчик применяется автономно, в качестве вида оповещения о сработке можно рассматривать установку в каждый датчик звуковой пищалки — «бузера» со встроенным генератором. Прогнозируемое время работы от 3 качественных щелочных батареек типоразмера АА (расчетная емкость 2500 мАч) составляет 2500/0,4мА=6250 часов 6250/24=260 дней. Можно так же применить 3-4 Ni-Mh аккумулятора с малым током саморазряда.

Если рассматривать датчик как элемент полнофункциональной охранной системы, логично будет соединить все датчики в параллельную цепь при помощи сигнализационного кабеля и сделать звуковое оповещение только на центральном блоке сигнализации. При этом оставить световую индикацию сработки на каждом датчике для возможности контроля их работоспособности. Каждый раз делая влажную уборку в помещении вы сможете убедиться в том, что датчик находится в работоспособном состоянии и сторожит ваш покой:)

Корпус и печатная плата датчика протечки

Вы можете скачать печатную плату датчика затопления в формате sprint layout 6, эскиз печатной смотрите на рисунке, ссылку на файл с печатной платой, а так же ссылку на программу найдете в конце статьи.

Габариты печатной платы 22х12(мм), что позволяет разместить наш датчик в корпусе стандартного электромагнитного дачика открытия двери, или любой имеющейся коробочке подходящей по размерам. Пример монтажа датчика затопления в корпусе дверного датчика вы можете увидеть на фото.

В качестве сенсора (контактов обнаруживающих воду) использована залуженная проволока диаметром 1 (мм) которая припаяна к полоскам текстолита закрепленных внутри корпуса при помощи супер клея.

После сборки и проверки работоспособности, корпус датчика необходимо герметизировать при помощи обычного силиконового герметика

Где устанавливать датчики протечки воды?

Датчик затопления устанавливают в местах наиболее вероятного появления протечек:

  • под радиаторами (батареями) отопления
  • под стиральными и посудомоечными машинами
  • в местах установки хомутов и кранов
  • в местах где водоснабжение ведется шлангами например подводы к бойлеру, подвод воды к смесителю на кухне, подвод к бачку унитаза т.п.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector