В статье  https://habr.com/ru/articles/925212/ рассказал о своем варианте простого и дешевого датчика утечки воды.

Датчик реализован на одной микросхеме логического инвертора и в дежурном режиме потребляет от батарейки не более 0.1 uА.  Реально получилось менее 0.1 uA.

Такое энергопотребление теоретически обеспечивает работу датчика в дежурном режиме от батарейки CR2032 емкостью 200 мА*ч, при 50% расходе емкости батарейки, более 114 лет.

В реальных условиях время работы датчика от одной батарейки будет очевидно меньше, но, что более важно, это время не является априори известным.  

Поэтому хотелось бы контролировать состояние батарейки, чтобы своевременно ее заменить.  Кроме того, так как датчик в дежурном режиме не создает никаких сигналов, то возникает сомнение в его исправности.

           Применение звуковой сигнализации об аварийной ситуации эффективно лишь при присутствии человека в относительной близости от датчика.

             В данной статье расскажу про свой вариант беспроводного датчика, который устраняет указанные выше проблемы, но остается простым и дешевым в реализации.

Более универсальным решением, которое позволяет решить задачу автоматического перекрытия подачи воды, является реализация датчика с оповещением об аварийной ситуации по радиоканалу.

                Экспериментальное сравнение дальности работы в закрытом помещении двух модулей на 433 MГц и  2.4 ГГц (BLE) показало следующее.

Модуль BLE работает устойчиво на расстоянии примерно 10 метров через две железобетонные стены.

Модуль на 433 МГц работает устойчиво через три железобетонных межэтажных перекрытия на расстоянии примерно 30 метров.

В этом эксперименте никаких специальных антенн не применялось.

Задача контроля работоспособности датчика решается следующим образом. 

В схему датчика добавлен таймер, который с интервалом до двух часов (в схеме ниже выбран интервал 1 час) вызывает срабатывание датчика на 0.32 сек. При этом происходит излучение двух пакетов данных, которые распознаются на приемной стороне как сигналы исправности датчика.

                Датчик реализовал на модуле передатчика 433 МГц T1A(цена на Али 60 руб.) , потребляет не более 0.6 uA в дежурном режиме и не более 5 mA в рабочем  и позволяет реализовать до 6 датчиков с различными кодами за счет подключения к таймеру различных сочетаний контактов K0...K2.

Передатчик 433 МГц  с встроенной антенной
Передатчик 433 МГц с встроенной антенной
Передатчик 433 МГц  с встроенной антенной . Контакты K0..K2 для кодирования кода датчика
Передатчик 433 МГц с встроенной антенной . Контакты K0..K2 для кодирования кода датчика

В качестве таймера применил чип TPL5010 (цена в “Чип и Дип” 39 руб), который потребляет менее 0.1 uA.

В качестве приемника применил модуль R1A-M5N  (цена на али 78 руб.), который позволяет принять пакеты данных через UART на ПК, смартфон или микроконтроллер в блоке управления автоматическим перекрытием подачи воды.

Если на приемной стороне используется микроконтроллер, то можно взять любой приемник на 433 мГц без встроенного дешифратора кода, например R1A(цена на али 58 руб.)

Реализация вариантов приемной части не является темой данной статьи.

Принципиальна схема датчика содержит микросхему TPl5010, резистор R1, модуль передатчика U2, батарейку на напряжение от 3 вольт и два контакта сенсора обнаружения воды.

Схема датчика 433 МГц.  pin1 и pin2 - контакты сенсора.
Схема датчика 433 МГц. pin1 и pin2 - контакты сенсора.

В дежурном режиме датчик потребляет не более 0.7 uA. Кроме того, каждый час на 0.32 сек. включается передатчик. Средний ток потребления передатчика не превышает 0.45 uA.

Таким образом, данный вариант датчика потребляет в среднем не более 1.2 uA.

Такое энергопотребление обеспечивает работу датчика в дежурном режиме с почасовым контролем исправности датчика от батарейки CR2032 емкостью 200 мА*ч, при 50% расходе емкости батарейки, более 9 лет.

Комментарии (12)


  1. spc
    28.07.2025 09:03

    Из моего (возможно, не очень репрезентативного) опыта, китайские приемники-передатчики без обратной связи - в большой степени лотерея. Может и достучится до приемника, а может и нет. В этом смысле BLE сложнее, но понадежнее.


    1. nikolz Автор
      28.07.2025 09:03

      BLE модуль полагаю тоже китайский?

      В данном случае приемник - аналоговый супергетеродинный. Это супер надежные устройства и работают вечно.

      Для кодирования данных используется микроконтроллер.

      В данном случае, если контрольный сигнал с передатчика не поступит , то это говорит о неисправности. Т е ненадежный передатчик или приемник будет выявлен по отсутствию сигнала. Когда же происходит утечка воды, то передатчик посылает пакеты непрерывно и пропустить их просто невозможно.


      1. spc
        28.07.2025 09:03

        Если честно, я бы точно так же отвечал, поскольку у меня одно время все как раз и было на китайских 433 МГц. Но вот за 10+ лет как-то я немного охладел к этому, потому что когда и заводское устройство в пределах пары метров нестабильно работает, то закрадываются сомнения. В общем, удачи.


        1. nikolz Автор
          28.07.2025 09:03

          У меня другой опыт примерно 25+.


    1. xSVPx
      28.07.2025 09:03

      Вообще зигби хорошоб, но поди большие танцы с бубном нужны, чтобы от cr работал нормально(сколько они потребляют интересно в активном режиме? Надо поди в конденсатор всё это набирать). Зато можно было бы сеть использовать, а не через три стены ломиться.


      1. nikolz Автор
        28.07.2025 09:03

        Еще можно использовать Lora на 433 дальность будет несколько км без проблем.

        Но ZigBee, LoRa и BLE - это не просто и не дешево. А главное - это совершенно другой уровень знаний и умений. Но самое смешное, что Вы не получите более лучший результат, кроме субъективной уверенности, что сложность гарантирует надежность.


        1. spc
          28.07.2025 09:03

          На mySKU товарищ как-то делился опытом - брал самые дешевые китайские брелоки-метки на BLE и использовал их совсем не по назначению - ну там датчики открытия, протечки. У него идея была такая - при срабатывании сбивается частота передатчика (там совсем топорно - контакты от ВЧ-тракта в воду) и в результате метка теряется, что и есть сигнал срабатывания.

          Принципиально нет проблемы (я в эту сторону двигаюсь, но крайне медленно) прицепить такую метку к уже имеющемуся микропереключателю, который использую для контроля протечек. Чтобы этот переключатель размыкал цепь питания метки и она гораздо более надежно пропадала.

          Контроль - старый смартфон, у которого уже есть BLE. В принципе, сейчас не запредельных денег стоит и есть плюсы - там и контроль заряда будет, и разнообразные уведомления, и автоматизация.

          Но я не настаиваю и не оспариваю, просто как альтернативный вариант.


          1. nikolz Автор
            28.07.2025 09:03

            На старом смартфоне нет BLE. Вы считали расход энергии от батарейки?

            В моем варианте предусмотрено такое решение. сигналы с датчиков протечки по всей квартире или дому собираются в блоке управления шаровыми кранами. И далее по WiFi(BLE) организуется интерфейс с человеком. Выкладывал о блоке управления статью, но кто-то поставил минус и я ее убрал.


        1. xSVPx
          28.07.2025 09:03

          Надежность гарантирует не сложность, а двунаправленность и проверки вообще-то...

          Цена вопрос дискуссионный. В diy обычно она важна не очень, т.е. доллары разницы точно не делают погоды.


          1. nikolz Автор
            28.07.2025 09:03

            Поясните, о какой двунаправленности Вы говорите? В моем варианте двунаправленность реализует блок управления шаровыми кранами.