«Техника дойдет до такого совершенства, что человек сможет обойтись без себя».Станислав Ежи Лец
Часть первая. Контроль протечки
Скажу сразу, я не силен в радиоэлектронике и фотографии. Поэтому все схемы и фото сделаны “на коленке”. Но с душой.
Сначала было…
Желание воплотить в реальность умный дом всегда витало где-то рядом. Но все решения из коробки, представленные на рынке «поднебесной», казались ущербными. Другие отпугивали ценой. И вот, несколько лет назад, у меня появилась возможность осуществить желаемое в полной мере и на сколько хватает сил. Сочетание программирования, искусственного интеллекта и железяк до сих пор заставляют сердце стучать чуть быстрее. Умный дом Plugmee полностью реализовал мои потребности в программировании и управлении «железками». Орудовать паяльником особо не пришлось, вся система работает по радиоканалу.
Цель
Первый раз я столкнулся с последствиями водяной «стихии» со стороны пострадавшего без возможности повлиять на ситуацию, наблюдая как с потолка капает вода. Далее были разрывы соединений бытовых фильтров после ночных скачков давления, протечки сифонов под раковинами и ванными, постоянные попытки стиральной машины взбунтоваться и захватить мир пеной. Но теперь я научился контролировать, что происходит в моём доме.
И вот как это получилось. Используемые компоненты
- Пара часов свободного времени
- Контроллер Умного дома Plugmee
- ПО по управлению и контролю системы — Веб-панель Plugmee
- Шаровой кран Bugatti на ?” с электроприводом 12В
- Радио датчик протечки
- Радио-розетка 220V
- Радио-сирена
- Два блока питания на 12В, мощностью 2А и 0,5А
- Нормально-открытое реле для авто на 12В
- Влагозащищенная монтажная коробка IP44
- Клеммы Wago
Схема и принцип работы
Основной компонент, водяной шаровой кран с электроприводом, установлен на вводе холодной воды в квартиру. Он работает от блока питания на 12В, который подключается к основным проводам. Для закрытия крана третий управляющий провод должен быть соединен с нулевой фазой. При отсоединении управляющего провода от «нуля» кран откроется.
Блок питания на 12В 2А будет постоянно подключен к сети 220В и соединен с электро-краном. Нулевая фаза подсоединяется через управляемые контакты реле к управляющему проводу электро-крана. К сети 220В также будет подключатся радио-розетка, которая по сигналу от контроллера подаст питание на дополнительный блок питания 12В 0,5А, который управляет реле.
Итак, приступим
Базовый управляющий компонент моей системы — управляемая по радиосигналу розетка. Купить её можно на китайских сайтах, в супермаркетах электроники или строительства. Свои я купил в «Эпицентре». С ними в комплекте шел универсальный пульт управления, который подойдет для всех остальных розеток, которые будут в доме.
Но использовать розетку для управления краном в таком виде было бы непрофессионально. Внешняя розетка на стене в ванной, в которую воткнута радио-розетка, из которой торчит тройник с двумя блоками питания не соответствует требованиям по безопасности! Я же хочу, чтоб моя система работала даже если сверху выльют ведро воды. Для этого она должна удовлетворять (как минимум) уровню защиты IP44.
Разбираем радио-розетку и вытаскиваем плату управления:
Тот же самый вандализм применяем к блокам питания:
Теперь только конструктивное, обещаю. Новым домиком для наших устройств будет строительная влагозащищенная электромонтажная коробка. В ней будут находится все соединения и контакты. Коробки такого типа могут выдержать достаточно серьезные условия. Если правильно всё собрать, конечно.
Тратим немного времени на перепаивание проводов на всех платах. Это позволит нам удобно и надежно соединить между собой все устройства.
После этого собираем платы по схеме и поселяем их в коробку.
Для закрепления плат в коробке я использовал термо-пистолет. Держит хорошо, но в любой момент можно без труда отсоединить любой компонент.
С помощью перфоратора и саморезов крепим коробку к стене:
Заводим в коробку провод от электро-крана:
Подключаем к нужным Wago клеммам. Еще раз визуально проверяем правильность и надежность соединения всех компонентов системы. После этого можно подключить 220В и закрыть коробку.
На контроле протечки будет стоять вот такой китайский датчик:
Вариантов исполнения подобных датчиков существует большое количество. По цене они тоже могут существенно отличаться. Для системы Plugmee нужны устройства, работающие на частоте 433,92MHz. На aliexpress я нашел 4 штуки за $12. Эти датчики понравились мне наличием контактной платы (у многих просто торчит два проводочка) и светодиодной индикацией разряда батарейки.
Датчики протечки будут стоять в местах повышенного риска появления неконтролируемого потока воды. Для начала я решил поставить 3 датчика:
1. Возле системы обратного осмоса, под раковиной. Там он сможет контролировать сразу несколько точек, включая слив посудомоечной машины.
2. В санузле, в шкафу стояка, где стоят фильтры и проходят все трубы.
3. Рядом с умывальником и стиральной машинкой.
В будущем, планирую поставить еще несколько датчиков: рядом с поддоном душевой кабины и за подвесным потолком, в месте, соединения плит перекрытия, откуда уже капала соседская вода. Но это уже в следующую партию датчиков.
Перейдем к программной части
Как вы уже поняли, для управления устройствами я буду использовать платформу Plugmee. Для работы с различными датчиками и девайсами в системе представлены достаточно удобные компоненты в виде веб-панели, списка устройств и правила. В этот раз подробно останавливаться на веб-панель я не буду, а вот про правила и список устройств хотелось бы рассказать более подробно.
Выбирая на вкладке «Устройства» мы попадаем на страницу, где отображены все подключенные в систему датчики и девайсы. Также здесь можно увидеть и изменить их состояние, удалить, переименовать или добавить новое устройство.
Правила предлагают автоматизацию всей системы. Они бывают трех типов: событийные, по-расписанию, или по-значению. Правила по событию будут моментально реагировать на изменение состояния устройств. Например, срабатывание датчика протечки и, как следствие, перекрытия воды, срабатывание датчика движения и включение сирены.
По расписанию можно запрограммировать включение ночника для ребенка каждый день в 23-00 и выключение утром в 7-00, или любое другое событие на определенное дату или время, с повторениями по времени или нет. Включить обогреватель когда температура воздуха опуститься ниже определенного значения помогут правила по-значению.
Добавляем устройства в систему:
Есть! Можно протестировать работоспособность сирены и розетки «не отходя от кассы.» Кран закрывается достаточно долго. Полное закрытие происходит за 15 секунд. Кто-то может сказать, что за это время вытечет достаточное количество воды и будет прав. Но главная отличительная черта крана от клапанов — это независимость установленного положения от питания. Другими словами, если кран закрылся и с питанием что-то произошло (например, произошло КЗ и сработал автомат), то он сохранит своё состояние. Клапан же при потери питания может перейти к «настройкам по умолчанию».
Можно использовать нормально-закрытый клапан. Но в этом случае будет сложно принять ванну если по какой-то причине отключили свет (бывает и такое). Или тогда надо продумать ИБП для клапана…
Дальше создаем «Правила», которые будут обрабатывать события от датчиков и управлять устройствами.
В переводе на понятный язык это Правило будет звучать так: если датчик “протечка кухня” сообщает о срабатывании, то надо: включить устройство “розетка клапан ванна”; включить устройство “сирена”; послать СМС на номер пользователя; послать уведомление на телефон пользователя.
Всё готово! Пора приступить к испытаниям.
Интересно как отреагирует система на реальную протечку. Я не успел установить датчик для машинки на своё место. С ним и проверим.
Итог
Мне нравится то, что получилось: компактно, аккуратно и достаточно бюджетно. Хорошо, что у меня в квартиру заходит только холодная вода, а то пришлось бы дублировать все компоненты. Так же жаль, что делая ремонт я не поставил (электро) кран на общий стояк. В случае ЧП не пришлось бы бежать в подвал и перекрывать общую трубу. А в некоторых случаях это невозможно сделать. И перекрытие стояка порой единственный шанс повлиять на ситуацию, даже не смотря на то, что это не совсем законно.
Комментарии (26)
chenamob
08.07.2016 21:54Эти герконовые датчики (на которых сделан датчик протечки) — самый что ни на есть бюджетный вариант. С точки зрения передачи — вполне приемлемо — при срабатывании в течение пары-тройки секунд посылают очередь из посылок в эфир. Да, эфир занят в это время, но зато хоть одна посылка, но пройдет… Можно использовать более дорогие датчики типа MD-209 — они позволяют контролировать не только передний фронт, но и задний. Другими словами, система может узнать и когда вода «закончилась». Насколько это нужно — каждый определяет сам.
А вот насчет исполнительного канала — тут хотелось бы гарантий, что команда дошла и выполнилась, то есть обратную связь или подтверждение выполнения команды. Обычные радио-реле такого не дают.
Система Умного Дома, у которой есть в арсенале бюджетное решение данной задачи — это 1-М Умный Дом. C помощью 2х канального WiFi-реле их производства можно не только управлять по шифрованному каналу устройствами с ответственными функциями, но и реализовать локальное ручное управление если надо (есть 2 входа). Питаются от 220. Влазят в монтажную коробку (стакан)…
В качестве центрального контроллера в системе можно использовать ПК, обычный роутер или Android-устройство. Нужно только поставить спец. программу — Ядро. Поддерживаются десятки производителей датчиков и устройств.
deype0
11.07.2016 15:56Это не герконовые датчики — раз. Да, это бюджетный вариант — два. Есть более крутые датчики, но они повышают стоитмость всей системы в разы. Скоро будет второй вариант статьи с этитими датчиками.
spc
11.07.2016 16:39Ну там есть зерно смысла (даже если комментатор имел в виду не то и не так), поскольку для датчиков дверей и протечки китайцы используют одну и ту же конструкцию. Только если для дверей, то внутрь ставят геркон, а если для протечки, то на проводах выводят площадку с двумя проводниками (или поплавок — как повезет).
Если откроете свой датчик, увидите на плате место для геркона.
digger
09.07.2016 19:41А если сосед пользуется такими же розетками, будет заодно и вашу воду выключать?
chenamob
10.07.2016 19:52На самом деле, любое нормальное устройство, будь-то датчик или розетка, имеют свой адрес. Иначе было бы невозможно выборочно управлять конкретной розеткой, а включались бы все розетки в радиусе действия передатчика команды. Адрес задается либо джамперами (премычками) как в этой розетке и может быть изменен, либо зашивается навсегда производителем. Первый вариант у китайцев обычно называется fixed code, а второй — learning code.
Так что, если сосед выставит у своей розетки именно такой адрес как у Вашей розетки, то да — он будет управлять и своей и Вашей розеткой одновременно. Не могу сказать точно сколько вариантов адресов именно у этой розетки, но думаю — сотни. Так что вероятность хоть и маленькая, но есть.
Для гарантированного предотвращения такой ситуации нужно использовать устройства, которые будут помимо шифрования и двухсторонней связи еще и контролировать от кого приходят команды, и не пытается ли кто-то повторить команду записанную ранее (сканером)… Пример такого устройства, WiFi-реле производства 1-М Умный Дом.
Кстати, центральный контроллер проекта 1-М Умный Дом выполняет свои сценарии даже при пропадании интернет, хотя проект тоже облачный.
deype0
11.07.2016 15:59Для этого соседу набо будет купить сниффер и сосканить код именно этой розетки, вместе со всеми остальными.
Если происходят конфликты, то там есть возможность поменять команды используя джамперки неа плате.
Sergio_Palermo
11.07.2016 12:16+1Я считаю, что вы допустили серьёзную ошибку в проектировании аварийной системы. Аварийная система должна срабатывать независимо от контроллера, а контроллер только получает и транслирует пользователю её состояние.
То есть у вас сейчас так:
В переводе на понятный язык это Правило будет звучать так: если датчик “протечка кухня” сообщает о срабатывании, то надо: включить устройство “розетка клапан ванна”; включить устройство “сирена”; послать СМС на номер пользователя; послать уведомление на телефон пользователя.
Должно быть:
если датчик “протечка кухня” перешел в активный режим, то надо: проверить срабатывание “реле клапан ванна” а лучше «состояние вывода ADJ клапана»; послать СМС на номер главного пользователя; в случае несрабатывания реле включить устройство “сирена”, послать более тревожное СМС на номера всех пользователей.
Пока у вас нет робота-сантехника контроллеру умного дома незачем возможность повторного включения подачи воды.
Для устранения протечки вам или специалисту-обслуживающему сантехнику всё равно потребуется доступ к коммуникациям, следовательно, включение аварийного клапана должно быть только от непосредственного блока управления краном для хардварного устранения возможности программных глюков.
Я думаю, что задачу создания надёжной аварийной системы вы решили хуже, чем существующие решения. В качестве негативного опыта ваше решение вполне подходит, повторять так не стоит.
gatools
11.07.2016 12:31Получилось хорошо, но 14 сек перекрытие воды, не долго ли?
Sergio_Palermo
11.07.2016 13:05+1Обычно качественно собранная сантехника не протекает полным потоком. Уплотнения начинают капать от растрескивания или других причин постепенно увеличивая интенсивность. То есть датчик сработает когда всё ещё не очень плохо, но уже надо что-то делать, причем автоматически, ведь вы не проверяете каждый день закрытые кожухами коммуникации?
А в случае полного разрыва трубы 14 секунд всё равно гораздо быстрее, чем время на путь от работы до дома через обеденные пробки после звонка соседей снизу.
deype0
11.07.2016 16:01Для такого вида кранов это норма. Если мембранные клапана — время срабатывания секунды. Но они зависят от питания.
madf
11.07.2016 12:33правильно ли я понял, кран шаровой может работать только в двух режимах: открыт и закрыт? никакие промежуточные состояния не предусмотрены?
stilet69
11.07.2016 12:44Хранить управление собственным домом в чужом облаке? Достаточно рискованная затея. Сбой связи (гроза, ливень, в общем форм-мажор), банкротство фирмы оператора облака, в общем есть ряд причин по которым эта затея должна рассматриваться в последнюю очередь.
Нет, для владельца бизнеса это просто праздник — есть возможность посадить абонента на ежемесячный платеж. И поэтому он найдет кучу причин продать свой продукт. Но, блин, это же СВОЙ дом. На мой взгляд он должен быть максимально автономен.deype0
11.07.2016 16:04Мир переходит в облако. Концепция толстого клиента на данный момент слишком дорога. Для полноценной работы у вас дома должен стоять свой сервер. И то, он будет зависить от питания, вентиляции, качества электропитания, интернета etc.
MPaul
11.07.2016 12:45Герконовые датчики утечки? Хмм — у вас магнитная вода из крана течет?
«позволяют контролировать не только передний фронт, но и задний» — передний фронт чего простите?
Никакого резервирования питания я так понимаю нет? То бишь хлестанула вода из стояка на розетку — тут же вырубился автомат в щитке и закрывать краны уже нечем?
Прокрутки кранов от закисания тоже не предусмотрено?
И да, вешать левые китайские датчики, да еще и на радиоканале на такое ответственное устройство я бы поостерегся.
В общем Нептун конечно подороже выйдет, но на таких вещах я бы экономить не стал.Sergio_Palermo
11.07.2016 12:54Судя по фотографии датчик не герконовый, а кондуктометрический, то есть срабатывают от смачивания разделённых электродов.
Sergio_Palermo
11.07.2016 12:57+1А тот комментарий, на который вы обратили внимание вообще похож больше на продукт работы рекламной нейросети или усталого студента-копирайтера.
chenamob
11.07.2016 15:31Датчик, на основе которого сделан датчик протечки имеет (или имел) внутри геркон, так как это обычный датчик открывания двери. Именно поэтому «герконовый».
Извините за терминологию. «Фронт» — это переход значения сигнала из одного состояния в другое. Для дискретных сигналов переход из 0 в 1 обычно называют «передним фронтом», а переход обратно (из 1 в 0) — задним. Имелось ввиду, что датчик открывания типа MD-209 передает посылки не только в момент замыкания контакта, но и при размыкании. В отличие от датчика, представленного на фото, который передает посылки только при замыкании. В этой статье я описывал систему антипротечки именно на таком датчике.MPaul
11.07.2016 16:46А, понятно — то есть геркон там не используется — только радиоканал от датчика…
deype0
11.07.2016 16:11То бишь хлестанула вода из стояка на розетку — тут же вырубился автомат в щитке и закрывать краны уже нечем
Обижаете, систему проэкрировали не полные идиёты, простите за выражения.
Система спроектирвоана во влагозащищенном варианте, т.е. выдерживает контакт с водой. На управление «водными» системами выделена отдельная линия, проложен воответсвующий провод и подключен отдельный автомат, выведенный за пределы УЗО. Т.е. чтоб сработал автомат надо чтоб было КЗ.
Прокрутки кранов от закисания тоже не предусмотрено?
Элементарно. Подобное «Правило» у меня запускаеться каждый месяц, но это вышло за пределы данного материала. Т.е. у меня есть Правило, кторорое закрывает кран, ждет 1 мин и открывает его каждое 1е число в 4 часа утра.
spc
А просверленные в коробке отверстия под светодиоды вы, надеюсь, заботливо загерметизировали? А то это ничем принципиально не будет отличаться от прежнего вида источников питания и розеток.
Ну и удачи, конечно, и с датчиками этими, и с радиоканалом.
deype0
Куда же без силикона! Но в данном случае я залил термопистолетом, поскольку тот был рядом.
spc
Если придираться, то не стал бы я доверять термоклею. Он обычно довольно легко отваливается, особенно в контакте с гладким пластиком. Вот эпоксидка — это вещь )