Датчик протечки воды установка своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

В загородном доме, особенно не предназначенном для постоянного проживания, утечка из водопровода может иметь весьма серьёзные последствия. На рынке защитных систем есть много готовых решений, тем не менее, сегодня речь пойдёт о самостоятельном построении схемы защиты от протечек.

Общее описание системы

Существует две основные топологии систем защиты от протечек. Главное отличие между ними — способ передачи сигнала между датчиком, контроллером и исполнительными устройствами. Системы, использующие проводную передачу, более просты и надёжны, но их не всегда удобно использовать при значительной удалённости мест вероятных протечек друг от друга, когда из-за значительной длины кабеля сигнал может не распознаваться контроллером. В свою очередь беспроводные системы не требуют прокладки кабелей, благодаря чему при монтаже не будут нарушены декоративные отделочные покрытия, однако стоит такая защита дороже.

В проводных системах связь между датчиком протечки и контроллером осуществляется по трёхжильному проводу. Кроме того, к управляющему выходу контроллера подключаются исполнительные устройства: электрические клапаны отсечки, устройства световой и звуковой сигнализации. При желании схема может быть дополнена устройствами связи для оповещения пользователя через мобильную или домашнюю беспроводную сеть.

Принципиальная схема защиты от протечек воды: 1 — блок управления; 2 — радиомодуль; 3 — шаровой электропривод; 4 — вводные краны; 5 — проводные датчики; 6 — радиодатчики

Главное отличие беспроводной системы в том, что совместно с датчиком затопления устанавливается модуль радиосвязи. При этом не требуется проводного соединения между контроллером и датчиком, однако сам детектор протечки и передатчик нуждаются в стабилизированном питании от внешнего блока или батарейки. Запирающие клапаны также могут управляться по радиоканалу, однако зачастую этого не требуется, ведь гораздо проще установить контроллер рядом с исполнительным устройством.

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.

Программируемое реле ОВЕН ПР110

Программируемые логические контроллеры — наиболее универсальный тип управляющих устройств, позволяющих реализовать более сложные алгоритмы работы системы защиты от протечек и взаимосвязать их с другими комплексами автоматизации. В этих же целях могут применяться дешёвые одноплатные компьютеры типа Arduino, с помощью которых могут быть реализованы такие функции, как принудительный слив воды из бака стиральной машины.

Один из каналов контроллера домашней автоматизации или охранно-пожарной сигнализации может использоваться для подключения датчика затопления. Единственная проблема заключается в несоответствии типа или уровня сигнала на выходе датчика, поэтому часто возникает необходимость дополнить схему усилителем или одноканальным дискретным преобразователем.

Пример схемы защиты от протечек на Ардуино

Простейшее управляющее устройство может быть изготовлено и собственноручно из распространённых электронных компонентов. Усиление сигнала от датчика может быть реализовано на транзисторах с пометкой Logic Level (серия IRL), использующих для управления очень низкие напряжения (порядка 2–3 В) и способных коммутировать до 20 А тока нагрузки. Во избежание случайных срабатываний между затвором и истоком устанавливается резистор подтяжки на 300–500 Ом. Схему желательно дополнить: ограничить управляющий сигнал стабилитроном на 50–70% максимального напряжения затвор-исток, а также снабдить шунтом с делителем напряжения между истоком и затвором для удержания ключа в открытом состоянии. В разрыв цепи шунта необходимо установить размыкающую кнопку сброса аварии. Такая схема может иметь практически неограниченное количество транзисторов и, соответственно, управлять рядом исполнительных устройств и индикаторов.

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

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

Исполнительные и вспомогательные устройства

Третий элемент системы — устройство, перекрывающее водопровод при обнаружении протечки. В этих целях используются либо моторизованные шаровые краны, либо электромеханические клапаны.

Шаровые краны с мотором управляются по трёхпроводной схеме, поэтому зачастую их удаётся применять только в системах, управляемых полноценным контроллером, ведь помимо сигнала на закрытие требуется подать открывающий сигнал при восстановлении исходного состояния системы. Впрочем, сигнал на открывание может подаваться через обратный контакт реле или вручную через кнопку — своего рода замена сброса аварии.

Шаровой кран с электроприводом GIDROLOCK PROFESSIONAL

Электромеханические клапаны нормально открытого типа однократно срабатывают при подаче управляющего сигнала и перекрывают проток. При этом напряжение на управляющем канале может оставаться неограниченное время, ведь во время срабатывания цепь размыкается контактной группой, механически связанной со штоком клапана. Нужно помнить, что именно нормально открытый клапан после срабатывания защиты остаётся в таком положении даже при исчезновении питания и взводится вручную после устранения протечки.

Электромагнитный клапан для воды

Исполнительные устройства не обязательно должны быть специализированными, подойдут любые краны или клапаны для водопроводных систем. Однако необходимо обратить внимание на рабочий диапазон напряжений, ведь некоторые релейные модули не могут управлять постоянным током, а коммутирующие выводы контроллеров могут работать только при ограниченном напряжении и силе тока.

Также в схеме могут присутствовать вспомогательные устройства:

Модули радиосвязи — комплект из передатчика и приёмника, например, серии MX на 433 МГц, позволит создать беспроводную связь между датчиком и управляющим блоком, используя оборудование, предназначенное для построения систем с проводной связью.
Усилители и модуляторы сигнала предназначены для согласования логических уровней между датчиками и блоком управления. В качестве усилителей наиболее популярны одноплатные модули на базе микросхемы LM358, для преобразования сигнала — модульные ЦАП/АЦП на PCF8591.
Промежуточные реле будут полезны, если релейная группа управляющего блока не позволяет коммутировать токи значительной величины. Наиболее предпочтительны реле, рассчитанные на низкое управляющее напряжение — 24 или 36 В.

Сборка схемы и монтаж

Нет никакой сложности в монтаже системы защиты от протечек, если используется готовый комплект: все элементы полностью совместимы, разъёмы подходят друг к другу, имеется подробная инструкция. Сборки индивидуальной конфигурации реализовать сложнее, поэтому рассмотрим топологию системы защиты с двумя датчиками и беспроводной связью.

Схема подключения системы защиты от протечек с двумя датчиками и беспроводной связью

Радиоприёмник MX-05V устанавливается возле управляющего устройства, в качестве которого будет использован программируемый релейный модуль FRM01. Клемма радиоприёмника RX подключается ко входу IN модуля усилителя LM358, клеммы GND и VCC — к отрицательному и положительному источнику питания 5 В. Модуль усилителя также нуждается в питании 12 В через клеммы VCC и GND. Выход из модуля усилителя подключается на входную клемму релейного модуля IN, который также подключается к источнику питания 12 В (схема защищена от переполюсовки).

В качестве исполнительного устройства рекомендуется использовать шаровый кран NT9047 с напряжением питания 24 В, который устанавливается на входе водопроводной магистрали. Нейтральный провод крана подключается к минусу источника питания, провод закрывающего контакта — к нормально открытому выходу реле, открывающего — к нормально закрытому. Реле необходимо настроить согласно инструкции — установить функцию № 10. Как видно, вся сборка требует для работы три уровня напряжения, что решается покупкой нескольких дешёвых блоков питания на 5, 12 и 24 В, последний — с током до 2 А.

Датчик протечки воды — это доступный способ избежать непредвиденных расходов на устранение последствий прорыва труб и поломки сантехники. Устройство фиксирует аварийную ситуацию и в течение нескольких секунд передает информацию на управляющий контроллер, который блокирует вентили с электромеханическим клапаном на входах стояков.

Принцип работы системы против протечки

Принцип действия защитных контуров основан на способности воды проводить электричество. Когда жидкость попадает на закрепленные в датчиках электроды, электрическая цепь замыкается, и импульс поступает на контроллер, который обрабатывает информацию и подает сигнал на закрытие отсекающих клапанов. После того как причина утечки устранена, управляющее устройство перезагружают и восстанавливают работу комплекса.

Классификация систем защиты от протечек

Сигнализацию данного типа группируют по ряду признаков:

числу кранов;
форме обмена информации между определителями и контроллером;
методу оповещения о протечке.

Схема системы протечки воды.

Типы моделей по способу оповещения

Схема передачи информации о протечке может включать:

Проводные и беспроводные датчики

Сигнал от определителей утечки к контроллеру поступает по электрическим кабелям или посредством радиоканалов.

Исходя из этого различают 2 типа защитных комплексов:

Типовая комплектация защитной системы

В состав стандартного контура входят:

Краны шарового типа с электроприводом, предназначенные для блокировки линий трубопровода при угрозе аварии. В комплектации таких востребованных систем, как Нептун или Аквасторож, используются шаровые элементы с клапаном, размер которого может составлять ½, ¾ и 1″. Аппараты, установленные после вводных вентилей, не только их перекрывают, но и сообщают об аварийной ситуации. Недостатком является необходимость их монтажа как на холодную, так и на горячую воду.
Контроллер — управляющий модуль, который перекрывает шаровые краны после получения и преобразования импульса датчика, а также сообщает владельцам о наличии протечек. На панели устройства отражаются сведения о состоянии измерителей и уровне заряда их аккумуляторов. Монтируется блок в любом доступном месте.
Автономные и энергозависимые датчики. Устанавливают их там, где существует риск утечки воды.

Правила проведения монтажа системы против потопа

Порядок проведения работ включает в себя:

разметку точек монтажа;
прокладку проводов;
врезку кранов;
установку определителей протечки;
монтаж управляющего модуля;
подключение и проверку системы.

Врезка шарового крана

Самым трудоемким этапом считается крепление шарового крана, что объясняется необходимостью его использования на разных типах труб. Водопровод перерезают в непосредственной близости от предварительно перекрытого вентиля воды. Затем снимают счетчик и закрепляют отсекающий клапан на кране, после чего возвращают в первоначальное положение счетчик воды и участки трубопровода.

Металлопластиковые элементы прижимают контргайкой, полипропиленовые конструкции соединяют пайкой или с помощью разъемных муфт. Для подключения шаровых кранов к распределителю блока питания используют выделенную силовую линию.

Установка датчиков протечки воды

Датчики располагают в местах возможной протечки, при этом особое внимание необходимо уделить переходу между коробом, где помещаются трубы. Это необходимо для того, чтобы при аварии вода попала на датчик, а не продолжала течь мимо него.

Если поверхность пола идет под уклон, устройства располагают в самой нижней точке помещения.

Схемы подключения датчика протечки воды.

При внутреннем расположении устройства его контакты размещают на 3-4 мм выше уровня покрытия, что позволяет исключить срабатывание при случайном разбрызгивании воды или уборке. Соединяющий провод укладывают в гофрированную трубу, непроницаемую для воды. Производители гарантируют эффективность работы системы даже в том случае, когда определитель удален от управляющего модуля на 100 м.

Беспроводные аппараты монтируются на любой поверхности благодаря системе крепежа.

Правила монтажа контроллера

Аппарат размещают в нише или на стене рядом с электропроводкой и запорными вентилями. Блоком питания контроллера служит силовой шкаф, поэтому к устройству подводят фазу и ноль. Провода соединяют с помощью специальных клеммных разъемов, которые для удобства монтажа нумеруют и подписывают. Затем подключают определители протечки воды и приступают к диагностике.

Проверка работы системы

При включении модуля управления на его панели зажигается зеленый индикатор, свидетельствующий о готовности к работе. Если в этот момент намочить пластину датчика водой, свет лампочки изменится на красный, включится подача звукового импульса и отсекающие клапаны заблокируют пуск воды. Для разблокирования определитель протирают сухой тряпкой и перезагружают устройство. После проверки состояния контроллер будет готов к работе.

Как выбрать защиту против потопа

Стоимость комплекта увеличивается при использовании беспроводных датчиков контроля и дополнительных кранов.

Что нужно купить для датчика протечки воды, даже если вы − не электрик

Вы никогда не имели дела с электрикой? Не беда, здесь вам вполне достаточно знаний школьного курса физики и немного решимости. Если вы когда-нибудь собирали конструктор, у вас получится. Датчик состоит всего лишь из нескольких деталей, которые просто собрать при помощи небольшого паяльника. Ещё из инструментов неплохо было бы иметь под рукой клеевой пистолет.

А теперь о деталях. Вы найдёте их в любом магазине радиоэлектроники, и стоят они копейки.

Итак, смотрим, что вам нужно приобрести для одного датчика.

Кроме перечисленного вам потребуется миниатюрная пищалка с генератором, которая и оповестит вас об угрозе.

Простая схема для сигнализатора протечки

Схема понятна даже школьнику, остаётся только соединить все детали и поместить их в подходящий корпус

Сборка сигнализатора протечки на практике

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

Как и из чего сделать корпус для сигнализатора

Корпус для сигнализатора должен быть таким же миниатюрным. Самый подходящий по размерам вариант – крышка от литровой банки из-под молока или от упаковки с мыльными пузырями.

Наверное каждый сталкивался с протечкой воды будь то отопление или водоснабжение и хотел бы избежать повторения такой ситуации.

Сделать датчик протечки воды своими руками может каждый начинающий радиолюбитель. Самодельный датчик протекания воды поможет вовремя оповестить хозяев о возникшей ситуации и будет полезен в каждом доме.

Инструмент и материалы необходимые для изготовления датчика:

паяльник
припой
текстолит
бокорезы (кусачки)
провод (многожильный и одножильный)
радио компоненты (микросхема LM7555, светодиод, 6 резисторов, 2 конденсатора 1 транзистор, бузер с генератором)

Принципиальная схема самодельного датчика протечки воды

Принципиальная схема самодельного датчика протечки воды (датчика затопления) размещена на рисунке №1. На рисунке 2 варианта схемы:

со звуковой и световой индикацией
со световой индикацией (для применения в составе охранного комплекса)

В основе лежит микросхема таймер LM7555 это мало потребляющий аналог всем известной микросхемы LM555. Как видите в схеме датчика всего десяток не дефицитных копеечных радио компонентов Суммарная стоимость этого весьма полезной самоделки не превышает 0,5 доллара.

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.

Способы сигнализации затопления и варианты применения датчика.

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:

Читайте также: