В этой статье описывается изготовление квартиры.
Основной задачей этой автоматизированной системы является закрытие электрических клапанов на трубопроводах водоснабжения квартиры при аварийных ситуациях. Аварийные ситуации могут создаваться при порывах гибких (в оплетке) соединительных шлангов и неисправности вентилей, тройников, трубопроводов. Принцип работы системы заключается в обнаружении затопления сенсорными датчиками, которые с помощью электронного устройства закрывают клапана, на подающих воду трубопроводах.
Защита от протечек и затопления избавляет от значительных затрат времени и денежных средств и проблем с соседями. Затраты на приобретение и установку автоматизированной системы несоизмеримы с затратами по устранению последствий аварии.
Можно приобрести и установить готовую систему антизатопления. Такие системы имеются в продаже. Это «Аквасторож», «Нептун», «Гидролок». У каждой системы есть свои достоинства и недостатки, но основным недостатком их всех является их высокая стоимость 200$ – 500$, в зависимости от типов датчиков (проводные и радиодатчики) и типов контроллеров и исполнительных механизмов.
Я решил собрать систему своими руками. В подборе комплектущих предпочтение отдавалось надежности и практичности используемых компонентов.
В качестве электронного устройства, выполняющего функции контроля и управления по заданному алгоритму было выбрано «Устройство контроля уровня САУ-М7.Е».
«Прибор САУ-М7.Е предназначен для создания систем автоматизации технологических процессов, связанных с контролем и поддержанием заданного уровня жидких или сыпучих веществ в различного рода резервуарах, емкостях, контейнерах и т.п.» – цитата из инструкции.
Это устройство отличается надежностью, большим выбором и гибкостью настроек параметров, и небольшими габаритными размерами. А также максимально допустимым током нагрузки, коммутируемым контактами встроенного реле 8А, что позволяет управлять исполнительными устройствами без дополнительных пускателей.
Следующим шагом был подбор корпусов датчиков затопления и прорисовка печатных плат под подобранные корпуса. Для корпусов датчиков в магазине были приобретены четыре кнопки квартирного звонка.
Изготовление датчиков затопления.
Под размеры кнопки прорисован эскиз печатной платы датчика затопления.
Из фольгированного стеклотекстолита по приведенным размерам вырезаем четыре платы. С помощью рейсфедера, заполненного битумным лаком, рисуем на платах токопроводящие дорожки по эскизу. Просушиваем лак и помещаем платы в раствор хлорного железа для травления. Когда не покрытые лаком участки меди растворятся в хлорном железе, промываем платы и смываем битумный лак растворителем.
На жало паяльника прикрепляем комок многожильного провода и с его помощью облуживаем печатные проводник. Припой должен покрыть медные проводники тонкой блестящей пленкой.
Платы, вначале, планировалось устанавливать в крышку кнопки, о чем свидетельствуют проточки по бокам плат. Но потом было принято решение устанавливать платы в нижнюю выемку самой кнопки.
Внешний вид кнопки без крышки.
Устанавливаем плату на подготовленное место снизу кнопки и сверлом диаметром 0,8-1,0 мм просверливаем плату вместе с кнопкой по углам. В просверленные отверстия вставляем скобы из луженой медной проволоки диаметром 0,8 мм.
Протягиваем скобу в сторону печатной платы до упора и формируем по углам из проволоки скобы ножки высотой 2,5 – 3,0 мм. Припаиваем проволоку к печатной плате.
Отключаем от клемм светодиод с резистором. Припаиваем к отрезкам провода клеммные наконечники, подключаем их под винты клемника кнопки и припаиваем к скобам печатной платы.
Сама кнопка и ее контакты изменениям не подвергались и используются в датчике и служат для контроля целостности соединительной линии (при нажатии на кнопку любого датчика должна сработать авария и включиться сирена). Датчики затопления готовы, теперь нужно расположить датчики в местах предполагаемой утечки (под кабиной гидробокса, под стиральной машиной, под умывальником, под щитом распределения водоподачи) и провести от них до САУ-М7.Е соединительные линии. Я применил для линий плоский гибкий телефонный четырехжильный провод 4х0.75 мм 2 . Провод заводится в коробочку кнопки, проводники соединяются попарно, к парам припаиваются клеммные наконечники и крепятся под винты кнопки.
Все четыре провода проводятся под плинтусом к месту установки устройства САУ- М7.Е и присоединяется к параллельно к клеммам 1 и 4. Между клеммами 4 и 2 ставится перемычка. Эта перемычка нужна для включения второго реле устройства, которое при включении отключит насосную станцию. Но эта операция нужна только тем, у кого установлена насосная станция для повышения и стабилизации давления водопроводной сети при использовании душевых кабин и гидромассажных боксов.
Подключение и настройка устройства контроля уровня САУ- М7.Е.
Для подключения устройства применяем схему
При замыкании, пролившейся водой, любого датчика затопления, включаются выходные электромагнитные реле «Верх» и «Работа». Своими контактами реле отключают насосную станцию и подключают электромагнитные клапана ЭК1 и ЭК2, врезанные в трубопроводы подачи воды. Электроклапана я применил итальянские «СЕМЕ» 8715NN0206, нормально открытые. Закрываются при подаче на обмотку клапана напряжения 220 В.
Вместе с элетроклапанами контактами 10 и 11 реле Верх подключается реле времени Е17М-12, которое предназначено для ограничения времени звучания аварийной сирены до одной минуты (чтобы не нервничали соседи, когда никого нет дома). Контактами РВ 15 и 16 аварийная сирена отключается, сигнальная лампа аварии остается включенной до устранения аварии. Реле времени, сирену и сигнальные лампы можно применить любые. Для их питания можно использовать постоянное напряжение 12В на контактах 5 и 6 устройства САУ-М7Е.
Перед включением в работу устройство САУ-М7.Е необходимо настроить переключением перемычек на коммутаторах К1-К4.
На фото показано как необходимо расположить перемычки.
Подаем на схему напряжение питания и проверяем работоспособность. При отсутствии воды, датчики затопления сухие, система водопровода работает в штатном режиме.
Если на датчики затопления попадает вода сигнализация на передней панели САУ-М7Е имеет вид как на фото
Электроклапана должны перекрыть поток воды, звучит звуковая сигнализация, включена красная сигнальная лампа аварии.
Таким образом, система защиты от протечек и затопления собрана своими руками и протестирована. Стоимость системы на порядок меньше промышленной, но по надежности она ничуть не уступает. В этой системе защиты лучше применить устройства контроля уровня жидкости трехканальное САУ- М6 вместо САУ-М7Е. Этот прибор проще и удобнее в применении в данном случае. Он содержит три канала с отдельной регулировкой и три реле. Поэтому на нем проще реализовать алгоритм работы системы. Но я не смог найти такой прибор, поэтому применил САУ-М7Е.
Если решите собрать систему на САУ-М6 – обращайтесь [email protected] . Есть схема системы и инструкция САУ-М6. Пишите отзывы, делитесь новыми идеями.
Аварийная ситуация, возникающая в системе холодного или горячего водоснабжения, всегда доставляет много неприятностей не только владельцу квартиры, но и всем соседям, особенно проживающим на нижних этажах. После нарушения герметичности водопровода, растекающаяся из него вода проходит по строительным конструкциям, повреждает обои, натяжные потолки, декоративные покрытия.
Особую опасность она доставляет бытовой электропроводке, нарушая состояние изоляции и создавая непредвиденные токи утечек, которые снижают и дома.
Предотвратить развитие серьёзных последствий протечки воды позволяет система автоматического оповещения жильцов, оперативно срабатывающая при появлении первых признаков влаги. Собрать ее под силу любому домашнему мастеру, умеющему паять простые радиолюбительские устройства.
- биполярном транзисторе NPN конструкции 2N5551 ;
- микросхеме К561ЛА7 ;
- микросхеме К561ЛН2 .
Как сделать датчик влажности
Он является общим элементом для любой из трех рассматриваемых схем и работает за счет электропроводности воды.
Датчик делают из двух электродов, которые могут располагаться в или вертикали относительно друг друга.
Горизонтальная конструкция контактных площадок
В состав входят два сухих электрода, которые могут быть различной конфигурации. Их удобно вырезать из фольгированной стеклопластиковой или гетинаксовой платы, прорезав не ней изолирующие дорожки.
С формой и габаритами датчика влажности можно поэкспериментировать, тщательно подобрать их к конкретным условиям размещения. Если нет под рукой платы, то контактные площадки вырезают из обычной фольги или жести, наклеивая их на плоскую диэлектрическую поверхность.
На один электрод подводится положительный потенциал электроэнергии, а на другой - отрицательный. Они разнесены на одинаковое расстояние, отделены воздушным зазором, обладающим высокими диэлектрическими свойствами.
Когда на электродах появляется влага, то через ее слой начинает проходить электрический ток, который изменяет состояние электронной схемы датчика протечки, вызывая срабатывание световой и звуковой сигнализации.
Вертикальная конструкция контактных площадок
Две полоски фольги размерами примерно 10х40 мм (габариты условны и принципиального значения не имеют) закрепляют параллельными плоскостями на небольшом удалении так, чтобы исключить их самопроизвольное касание при работе.
Подключать датчик влажности к электронной схеме лучше короткими проводами или использовать экран или витую пару.
Совет! Повысить чувствительность самодельного датчика можно простым действием - положить его контактными площадками на кусочек туалетной бумаги или несколько слоев марли, расположенной в месте вероятной протечки воды на полу. За счет гигроскопичных свойств этих материалов даже при небольшой влажности возникает хороший токопроводящий слой.
Датчик протечки воды на транзисторе 2N5551
Это наиболее простая, но вполне надежная схема, которую может собрать даже начинающий радиолюбитель.
Состав деталей
Кроме датчика влажности для работы электрической схемы потребуется:
- биполярный NPN транзистор 2N5551 или один из его аналогов: ВС517, ВС618, ВС 879, 2SD1207, 2SD1853, 2SD2088;
- светодиод VD1;
- элемент питания на 3 вольта, например, плоская литиевая батарейка;
- трехвольтовый пьезоизлучатель;
- соединительные провода.
Все эти детали помещаются в небольшую пластиковую коробочку, служащую корпусом и соединяются пайкой навесным монтажом.
Алгоритм срабатывания датчика протечки довольно прост. В сухом положении контактных площадок транзистор VT1 закрыт и через его полупроводниковый переход коллектор-эмиттер ток не проходит.
При появлении воды в датчике влажности между электродами возникает замыкание, положительный потенциал элемента питания поступает на базу транзистора и открывает переход от коллектора к эмиттеру.
Через пьезоизлучатель и параллельно подключенный светодиод начинает протекать ток. Включается звуковой и световой сигнал, оповещающие жильцов о повышенной влажности.
Сборку и работу подобной схемы на базе транзистора BC517 можно посмотреть в коротком видеоролике владельца “Руки из плеч”.
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.
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”.
Своевременно обнаружить течь в системе водоснабжения и тем самым минимизировать ущерб от аварии Вам поможет датчик протечки воды. В зависимости от конструкции и назначения, устройство может работать автономно или быть подключено к системе, позволяющей оперативно отключить водоснабжение.
На рисунке показан пример реализации такого решения.
Датчики (они помечены зеленым цветом) устанавливаются в проблемных местах, как правило, это:
- места подключения сантехнического оборудования (душевая кабинка, ванна, смеситель и т.д.);
- возле бытовой техники, подключенной к системе водоснабжения (стиральные и посудомоечные машины);
- под батареями отопления.
Когда сухой контакт датчиков намокает (замыкается), подается сигнал на блок управления системы контроля протечки воды (отмечен на рисунке желтым цветом), и он включает кран аварийного отключения водоснабжения (красный цвет).
Во всех современных системах контроля протечки воды, например: Нептун (Neptun), Гидролок (Gidrolock), Flair, Jablotron, Gira, Waterguard и т.д., используются датчики. В набирающей популярности концепции «Умный дом» также нельзя обойтись без этих устройств.
Типы
В зависимости от назначения, эти устройства могут быть следующих типов:
- автономный, такой датчик функционируют самостоятельно, он подает звуковой сигнал при обнаружении протечки воды (например, сирена AL 150 и SW001 Neptun), есть также устройства с модулем GSM, отсылающим SMS при аварии (датчики SapSan);
- проводной, для подключения к блоку управления используется сигнальный провод или сеть 1-wire (WSP, Pic, SW003 Neptun, О-контакт, Астра 361 и т.д.);
- беспроводной датчик (например, радиодатчик RSW или детектор TX-3FS), обнаружив протечку воды, посылает радиосигнал на пульт управления.
Если необходимо контролировать определенную площадь, то для этой цели используется ленточный датчик.
В том случае, если в настоящее время у вас нет свободных средств на покупку системы контроля утечки воды или автономных устройств оповещения, их можно сделать самостоятельно.
Самодельные сигнализации
Собрать своими руками простой бытовой электрический датчик, подающий сигнал при обнаружении протечки воды, может практический любой человек, хоть раз державший в руках паяльник, в любом случае, это будет дешевле, чем купить готовое изделие.
Заметим, что мы специально сделали акцент на слове «электрический». До того как стала доступна широким кругам населения система, базирующаяся на электромеханической запорной трубной арматуре, наши умельцы делали много различных механических устройств с подобным функционалом.
В качестве основного механизма использовалась пружина, а обычный кусок листа из школьной тетради использовался в качестве датчика протечки. То есть, при размокании он отпускал пружину, которая закрывала заслонку. Ниже показан такой механизм во взведенном состоянии и после срабатывания.
Фото: сработавший механизм
Мы привели такое устройство в качестве примера, собирать его не имеет смысла из-за низкой надежности, громоздкости и, собственно, архаичности, да и установка такого механизма в современной квартире вызовет массу трудностей.
Сейчас есть масса простых, более элегантных решений, ниже представлена схема одного из них.
Электрическая схема: автономный сигнализатор протечки
Принцип, по которому работает этот звуковой автономный сигнализатор защиты довольно простой: как только вода замыкается контакт (датчик), срабатывает пищалка (бузер), и включается светодиод. Стоимость элементной базы будет существенно дешевле, чем цена готового датчика с подобным функционалом.
Как именно будет реализован датчик — неважно, желательно, чтобы материал, используемый для его изготовления, был устойчив к коррозии (например, нержавейка). За счет низкого энергопотребления такая схема может работать на батарейках АА в режиме ожидания до 3-4 месяцев, при срабатывании до двух суток (зависит от элементов питания).
Достоинства данной схемы:
- низкая стоимость элементной базы;
- размер собранного датчика довольно миниатюрен, поэтому ограничений по месту его установки нет. В частности, такой датчик можно установить под ванной или трубой, на которую установлен хомут, чтобы убедиться в полном устранении течи;
- правильно собранный датчик в настройке не нуждается.
Проводной самодельный датчик
При небольшом изменении выше опубликованной схемы датчик можно сделать проводным, в частности, его можно подключить системам Аквастоп и Аквасторож, управляющими аварийными клапанами. Во время монтажа следует учесть, что длинный сигнальный кабель может привести к затуханию сигнала.
Электрическая схема: проводной сигнализатор
Собственно, различие с предыдущей схемой заключается в том, что убран бузер, и вместо него прибор подключается к блоку управления, от которого он и получает питание. В некоторых системах предусмотрено подключение датчиков к автономному питанию, но это уже детали.
Видео: Датчики протечки воды h2o-Контакт.
Единственно, что потребуется, так это настройка уровня выходного сигнала, в соответствии с теми, что прописаны в паспорт системы контроля протечки воды, там же есть схема подключения датчиков и детальная инструкция.
Примеры схем датчиков на базе микроконтроллера мы рассматривать не будем, поскольку для их реализации потребуется программатор, соответственно, и навыки работы с ним. Такая тема требует отдельной статьи, тем более что перед датчиками, где используется контроллер, — будущее.
Анализ цен простого проводного устройства
Для подведения итога давайте рассмотрим среднюю стоимость в различных городах Российской Федерации проводного датчика h2o-Контакт исп. 1 (первого исполнения), сигнализирующего о протечке воды. Цена приводится в USD.
Учитывая, что большинство компаний могут выслать товар практически в любой регион, то стоимость этого устройства в Краснодаре, Красноярске, Воронеже, Тюмени или любом другом городе будет примерно в этих пределах.
Учитывая, что для самодельного датчика можно использовать недорогую элементную базу, можно с уверенностью констатировать, что такая конструкция будет значительно дешевле.
Выбирая датчик протечки воды, следует учесть, что системы отечественного производства, в частности, компании «Альянс Техническая Безопасность», во многом превосходят некоторые немецкие и израильские модели, не говоря уже о китайских аналогах.
Вода - это жизнь. Если она в кране, или в радиаторе отопления, это благо. А если она на полу вашей квартиры, или на потолке соседа снизу - это большие финансовые и моральные неприятности. Разумеется, необходимо регулярно проверять систему водоснабжения и отопления на предмет коррозии или трещин в пластиковых трубах. Однако прорыв воды обычно происходит внезапно, без признаков надвигающейся опасности. Хорошо, если в этот момент вы дома, и не спите. Но, по закону подлости, протечки возникают как раз в ночное время, или когда вас нет дома.
Простые правила борьбы с этой проблемой (особенно это касается старого жилого фонда, с изношенными сетями):
- Регулярно осматривайте водопроводные трубы и элементы системы отопления на предмет дефектов, появления точечной ржавчины, герметичности соединений, и прочее.
- Уходя из дому, перекрывайте входную задвижку на стояке.
- Вне отопительного сезона закрывайте краны на батареях (если они имеются).
- Используйте систему защиты от протечек.
Последний пункт списка мы рассмотрим подробнее.
Как сигнализировать об утечке воды
Решение вопроса пришло в быт из яхтенного мира. Поскольку судовые помещения нижнего яруса (особенно это касается трюмов) находятся ниже ватерлинии, в них регулярно скапливается вода. Последствия понятны, вопрос в том, как с этим бороться. Ставить для контроля отдельного вахтенного матроса нерационально. Тогда кто даст команду на включение откачной помпы?
Существуют эффективные тандемы: датчик наличия воды, и автоматическая помпа. Как только датчик обнаружит заполнение трюма, включается мотор помпы, и производится откачка.
Датчик воды - не что иное, как обычный поплавок на шарнире, соединенный с выключателем помпы. Когда уровень воды поднимается на 1–2 см, одновременно срабатывает сигнализация и мотор откачной помпы.
Удобно? Да. Безопасно? Разумеется. Однако такая система вряд ли подойдет для жилого дома.
- Во-первых, если вода достигнет уровня 1–2 см по всей площади помещения, она через порог входной двери побежит на лестничную площадку (не говоря о соседях снизу).
- Во-вторых, откачная помпа совершенно не нужна, поскольку необходимо немедленно найти и локализовать причину прорыва.
- В-третьих, поплавковая система для помещений с плоским полом неэффективна (в отличие от плавсредств с килеватой формой днища). Пока наберется «нужный» для срабатывания уровень, от сырости развалится дом.
Стало быть, нужна более чувствительная система сигнализации от протечек. Это вопрос датчиков, а исполнительная часть бывает двух видов:
1. Только сигнализация. Она может быть световой, звуковой, или даже соединенной с GSM сетью. В этом случае вы получите сигнал на мобильный телефон, и сможете дистанционно вызвать аварийную бригаду. 
2. Отключение подачи воды (к сожалению, такая конструкция не работает с системой отопления, только водопровод). После главной задвижки, которая подает воду от стояка в квартиру (не важно, до или после прибора учета), установлен электромагнитный клапан. При подаче сигнала от датчика, вода перекрывается, и дальнейший потоп останавливается. 
Естественно, система отключения воды еще и сигнализирует о проблеме любым из вышеуказанных способов. Эти устройства в широком ассортименте предлагаются сантехническими магазинами. Казалось бы, материальный ущерб от потопа потенциально выше цены спокойствия. Однако большинство граждан живет по принципу «пока гром не грянет, мужик не перекрестится». А более прогрессивные (и рачительные) владельцы жилья, изготавливают датчик протечки воды своими руками.
Принцип работы датчиков протечек
Говоря о блок схеме - все очень просто. Некий элемент фиксирует жидкость в точке его размещения, и подает сигнал в исполнительный модуль. Который, в зависимости от настроек может подавать световые или звуковые сигналы, и (или) дать команду на перекрытие задвижки.
Как устроены датчики
Поплавковый механизм рассматривать не будем, поскольку в домашних условиях он не эффективен. Там все просто: основание закреплено на полу, на шарнире подвешен поплавок, который при всплытии замыкает контакты выключателя. Подобный принцип (только механический) применяется в бачке унитаза.
Чаще всего применяется контактный датчик, который использует естественную способность воды проводить электрический ток.
Разумеется, это не полноценный включатель, через который проходит напряжение 220 вольт. К двум контактным пластинам (см. иллюстрацию) подключается чувствительная схема, которая фиксирует даже небольшую силу тока. Датчик может быть отдельным (как на фотографии выше), или встроенным в общий корпус. Такое решение применяется на мобильных автономных датчиках, работающих от батарейки или аккумулятора.
Если у вас нет системы «умный дом», а вода подается без всяких электромагнитных клапанов, именно простейший датчик со звуковой сигнализацией можно использовать в качестве стартового варианта.
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.
Датчик протечки на микросхеме LM7555
Этот радиоэлемент является аналогом микросхемы LM555, только с меньшими параметрами потребления энергии. Информация о наличии влаги поступает с контактной площадки, обозначенной на иллюстрации, как «датчик»:
Для повышения порога срабатывания, ее лучше выполнить в виде отдельной пластины, соединенной с основной схемой проводами с минимальным сопротивлением.
Оптимальный вариант на фото:
Если вы не хотите тратить деньги на покупку подобного «концевика», его можно вытравить самостоятельно. Только обязательно покройте оловом контактные дорожки, для повышения коррозийной устойчивости.
Как только между дорожками появляется вода, пластина становится замкнутым проводником. Через встроенный в микросхему компаратор начинает протекать электрический ток. Напряжение быстро возрастает до порога срабатывания, при этом открывается транзистор (который выполняет роль ключа). Правая часть схемы - командно исполнительная. В зависимости от исполнения, происходит следующее:
- Верхняя схема. Срабатывает сигнал на так называемом «бузере» (пищалке), и светится опционально подключенный светодиод. Есть еще один вариант использования: несколько датчиков объединяются в единую параллельную схему с общим звуковым сигнализатором, а светодиоды остаются на каждом блоке. При срабатывании звукового сигнала, вы безошибочно определите (по аварийному свечению), какой именно блок сработал.
- Нижняя схема. Сигнал от датчика поступает на электромагнитный аварийный клапан, расположенный на стояке подачи воды. В этом случае, вода перекрывается автоматически, локализуя проблему. Если вас в момент аварии нет дома, потоп не случится, материальные потери будут минимальными.
Информация: Разумеется, можно своими руками изготовить и запорный клапан. Однако это сложное устройство лучше приобрести в готовом виде.
Схему можно выполнить по макету печатной платы, которая одинаково подойдет как для LM7555, так и для LM555. Устройство питается от напряжения 5 вольт.
Важно! Блок питания должен быть с гальванической развязкой от 220 вольт, чтобы опасное напряжение не попало в лужу воды при протечке.
На самом деле, идеальный вариант - использование зарядного устройства от старой мобилки.
Себестоимость подобной самоделки не превышает 50–100 рублей (на покупку деталей). При наличии в запасниках старой элементной базы, можно свести затраты к нулю.
Корпус - на ваше усмотрение. При таких компактных размерах, найти подходящую коробочку не составит труда. Главное, чтобы от общей платы до контактной пластины датчика, расстояние было не более 1 метра.
Общие принципы размещения датчиков протечки
Любой владелец помещения (жилого или офисного) знает, где проходят коммуникации водоснабжения или отопления. Потенциальных мест протечки не так много:
- запорные краны, смесители;
- соединительные муфты, тройники (особенно это касается пропиленовых труб, которые соединяются методом пайки);
- вводные патрубки и фланцы бачка унитаза, стиральной или посудомоечной машины, гибкие шланги кухонных смесителей;
- места подключения приборов учета (счетчиков воды);
- радиаторы отопления (могут протекать как по всей поверхности, так и в местах соединения с магистралью).
Разумеется, в идеале, датчики должны быть расположены именно под этими устройствами. Но тогда их может быть слишком много, даже для варианта самостоятельного изготовления.
На самом деле, достаточно 1–2 датчиков на потенциально опасное помещение. Если это ванная комната, или туалет - как правило, имеется порожек входной двери. В этом случае, вода набирается, как в поддон, слой может достигать 1–2 см, пока жидкость не прольется через порог. В этом случае, место установки не критично, главное, чтобы датчик не мешал передвигаться по комнате.
На кухне датчики устанавливаются на пол под раковиной, за стиральной или посудомоечной машиной. Если возникнет протечка, она сначала образует лужицу, в которой и сработает сигнализация.
В остальных помещениях прибор устанавливается под радиаторами отопления, поскольку через спальню или гостиную трубы водоснабжения не прокладываются.
Не лишним будет установка датчика в нишу, по которой проходят стояки трубопроводов и канализации.
Наиболее критичные точки прорыва воды
При равномерном рабочем давлении, риск протечки минимален. Тоже самое относится к смесителям и кранам, если вы открываете (закрываете) воду плавно. Слабое место системы трубопроводов проявляет себя при гидроударах:
- клапан подачи воды в стиральную машину при запирании создает давление, в 2–3 раза превышающее номинал водопровода;
- то же самое, но в меньшей степени, относится к запирающей арматуре бачка унитаза;
- радиаторы отопления (а также места их подключения к системе) зачастую не выдерживают тестовую опрессовку, которую проводят предприятия теплоснабжения.
Как правильно размещать датчики
Контактная пластина должна располагаться как можно ближе к поверхности пола, не касаясь его. Оптимальная дистанция: 2–3 мм. Если контакты разместить непосредственно на полу, будут возникать постоянные ложные срабатывания из-за конденсата. Большое расстояние снижает эффективность защиты. 20–30 миллиметров воды, это уже проблема. Чем раньше сработает датчик, тем меньше потери.
Справочная информация
Вне зависимости от того, приобретается система защиты от протечек в магазине, или изготавливается своими руками, надо знать единые стандарты ее работы.
Классификация устройств
- По количеству вторичных защитных устройств на объекте (запорных аварийных кранов с электромагнитным приводом). Датчики протечки не должны перекрывать все водоснабжение, если запорные системы разнесены по потребителям. Локализуется только линия, на которой обнаружена протечка.
- По способу подачи информации об аварии водопровода (системы отопления). Местная сигнализация предполагает нахождение людей на объекте. Дистанционно передаваемая информация организуется с учетом оперативного прибытия владельца или ремонтной группы. В противном случае, она бесполезна.
- Способ оповещения: локальная звуковая или световая сигнализация (на каждом датчике), или вывод информации на единый пульт.
- Защита от ложных срабатываний. Как правило, точно настраиваемые датчики работают эффективнее.
- Механическая или электрическая защита. Пример механики - системы «Аква стоп» на подающих шлангах стиральных машин. Сигнализация на таких устройствах отсутствует, сфера применения ограничена. Самостоятельное изготовление невозможно.
Вывод
Затратив немного времени, и минимум средств, вы сможете обезопасить себя от серьезных финансовых проблем, связанных с потопом в квартире.
Видео по теме
Датчик есть ни что иное, как обычный детектор сопротивления, который необходим для того, чтобы закрыть основной электромагнитный клапан воды в квартире, если последняя будет зафиксирована в контролируемых местах.
Весь монтаж самодельной конструкции осуществлен на небольшой печатной плате, к которой через разъем J1 подключают все основные внешние узлы: 6 пин - плюс питания, 5 - соответственно минус, 4,3 - пластины детектора, 2,1 - переключение нагрузки электромагнитного реле
Напряжение питания не особо принципиально, оно определяется номиналом используемого реле. Если взять стандартное двенадцати вольтовое, то можно использовать блок питания на этот-же номинал. Тиристор 2N5060 легко поменять на аналогичный, допустим MCR-100. Транзисторы абсолютно любые, хоть совковые из тарых запасов КТ315 и КТ316. Горящий светодиод говорит о включенном реле.
Кроме того схема снабжена твердотельным реле S201S02 (S201S06) с помощью которого можно коммутировать практически любые устройства работающие от переменного тока, питание устройство осуществляется от постоянного напряжения 5В.
По сути, представленная ниже конструкция активирует твердотельное реле, которое способно подсоединять определенную нагрузку.
Принцип работы этой самоделки достаточно прост. Когда на кольца преобразователя (Sensor Rings) попадает токопроводящая жидкость, оптрон срабатывает и тем самым активирует нагрузку, например устройство контроля и сигнализации, подсоединенное к его выводам. В данном варианте в роли электронного ключа применяется твердотельное реле S201S02. В качестве питающего элемента можно использовать абсолютно любой низкотоковый источник на пять вольт.
Хотя в данном случае в конструкции применены металлические кольца, но вместо них также можно взять штыри или иглы. В роли аналога биполярного транзистора C557 можно взять отечественный вариант КТ3107, а вместо биполярного транзистора С547 - КТ3102.
Устройство собрано на достаточно распространенном микроконтроллере PIC 12F683, вспомогательные файлы и прошивку вы можете найти нажав на зеленую штучку чуть выше.
Печатная плата самодельного устройства однослойная, размером 27.02 x 32.41 мм.
Датчики жидкости изготавливаются из любого токопроводящего материала, например меди, т.к она окисляется с течением времени. Но можно использовать - нержавеющую сталь или алюминий. Датчики сгибаются под прямым углом и приклеиваются супер клеем к корпусу. Пластины должны находиться параллельно друг другу.
Детектор монтируют на пол или стену с помощью двухстороннего скотча и располагают так, как показано на рисунке. Датчики-пластины должны быть снизу корпуса, а светодиоды, соответственно в верхней части.
При подаче напряжения питания начнется тестирование светодиодов, пьезо-головки и датчиков. Если датчики замкнуты жидкостью, то светодиод загорается красный цветом и звучит звуковая сигнализация. После выполнения проверок устройство перейдет в дежурный режим работы, опрашивая через 10 секунд состояние датчиков и проверяет напряжение питания батареи.
В случае прорыва водопровода, устройство на микроконтроллере перейдет в аварийный режим. При этом начнет светиться красный светодиод, и звучать пьезо-головка. Детектор будет находиться в режиме "Авария", до тех пор пока мы не нажмете тумблер S1.
Если напряжение питания соответствует заложенным пределам в прошивке, то каждые 10 секунд мигает зеленый светодиод. Если напряжение батареи снизиться до 7 В, тогда начнет мигать красный светодиод, и пьезо-элемент будет издавать звуковые сигналы низкой тональности.
Датчик утечки воды своими руками
Так как многие радиолюбители ардуинщики в роли упраляющей платы используют Arduino, то для этих целей на ней был разработан специальный датчик воды, без проблем подключаемый к Ардуино. Представленный проект позволяет включать звуковую сигнализацию при срабатывании преобразователя.
Если сенсорная плата датчика находится в сухом состоянии, на аналоговом выходе модуля присутствует 5 В. В случае, если на сенсор попадают капли воды, то аналоговый выход изменяется с уровня 5 В до 0 В в зависимости от количества жидкости на сенсоре. Таким образом датчик может сказать нам, сильный или слабый идет дождь в месте установки конструкции. Arduino включит звуковую сигнализацию после определенной попавшей на преобразователь жидкости и некоторой временной задержки, что прописывается в коде. Это помогает избежать ложных срабатываний. В данном примере порог срабатывания составляет 300, а задержка 30 секунд.
Скетч для Arduino, позволяюще включать сигнализацию, подключенную к цифровому порту 8, при регистрации датчиком влаги вы можете скачать в архиве по ссылке выше.
Когда на сенсор попадает вода выход D8 переходит в высокий логический уровень. Его можно подключить к звуковой сигнализации (пьезозуммеру) или электромагнитному реле. Схема подключения выхода показана на рисунке ниже.
Датчик воды состоит из сенсорной пластины и платы с типовым компаратором на LM393. Помимо цифрового выхода, датчик имеет аналоговый выход, поэтому микроконтроллер Arduino может считывать аналоговые показания в диапазоне напряжений от 0 до 5 В или значение от 0 до 1023 после АЦП.
Питание на Ардуино идет от внешнего блока 9 В, схема активации зуммера или реле можно запитать от 5-12 В.
Как видите, сделать датчик воды своими руками очень просто, главное найти для этого время и иметь прямые руки.