Dom-ivanovo.ru

Дом Иваново
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подключить аквасторож к умному дому

Подключение «Аквасторожа» к «умному дому» на Z-Wave

В прошлом году купил оборудование для аварийного перекрытия кранов при обнаружении протечки от «Аквасторож». Долго не мог его поставить. Была идея интегрировать его в Z-Wave сеть и получить аналог gidrolock, но работающий на батарейках. Наконец-то руки дошли…

Аквасторож представляет собой базу с подключаемыми кранами и датчиками протечки. Данный комплекс может работать, как от сети 220 В через адаптер, так и от батареек. Разработчики предусмотрели возможность подклюения к системам «умный дом». Путём замыкания одной пары контактов в Ethernet розетке можно открыть краны, а другой закрыть их. Контакты реле замыкаются на 1 секунду при обнаружении протечки. На плате есть не распаянный разъём UART, но в данной статье расскажу о реализации документированных функций.

Задачи разработки

  • Дистанционное включениевыключение кранов.
  • Информирование о протечке.
  • Два счётчика воды.
  • Не нарушать работу «Аквасторожа».

Делать решил на базе ZUNo shield. Поставляется в герметичным корпусе с гермовводом, на борту имеет клеммники и свободное место для установки батарейки и дополнительных электронных компонентов. Ардуино подобный.

Ethernet разъём

Один из замыкаемых проводов это «земля» «аквасторожа». Можно объединить земли ZUNo и «Аквасторожа» и управлять кранами непосредственно через GPIO ZUNo. Так я и сделал. Но в случае выхода ZUNo из строя (например села батарейка) на управляющие линии «Аквасторожа» подаётся «ноль» и он начинает циклически перезагружаться. Подобный вариант подключения сильно влияет на надёжность всей системы, поэтому немного усложнив схему перешёл на два герконовых реле, которые обеспечили гальваническую развязку от «Аквасторожа». Потребляют реле около 7 мА во включенном состоянии. Чтобы переключить краны нужно на одну секунду включить одно реле, что вполне приемлемо. Заряда батарейки хватило на несколько тысяч переключений. (Сейчас у меня на руках есть электромагнитные импульсные однокатушечные реле. Для их переключения нужно подать импульс 1 мс, что гораздо энергоэффективнее. Но для управления нужно 4 транзистора и две ножки ввода/вывода на реле).

Сон в Z-wave

Немного расскажу о том как спят Z-Wave устройства и о вытекающей отсюда проблеме.
Z-wave устройства могут быть спящими или часто просыпающимися. Спящее устройство самое энергоэффективное, но ему нельзя послать команду (в моём случае на переключение кранов). Мне подходит второй тип. Устройство FLiRS — Frequently Listening Routing Slaves. Настроенное на такой режим работы устройство просыпается каждую секунду и если за короткий промежуток времени не получает сигнал на полное просыпание от контроллера – засыпает. Например: шлю команду на открытие кранов. Контроллер понимает, что моё устройство, часто слушающее, и посылает в течение секунды особый короткий пакет (wakeup beam), чтобы все FLIRS устройства в сети проснулись. Как только моё устройство примет этот пакет оно отправляет отчёт о том, что проснулось и готово принять команду. Получает команду на закрытие кранов. Снова засыпает. И так каждый раз, когда происходит управление устройством. Недостаток в том, что устройство может принять wakeup beam как в конце рассылки контроллером, так и в начале. Контроллер шлёт его около секунды. В худшем случае устройство проснётся в начале этой рассылки, и будет ждать почти секунду, до поступления команды. Но поскольку открывать и закрывать краны часто не нужно, это не является серьёзным недостатком.

Реализация

ZUNo Shield имеет небольшую макетную плату, на которой можно разместить необходимые компоненты.

Схема содержит два реле и два транзистора для их управления. Простенькая схемка.

Пара слов об энергопотреблении.

ZUNo shield содержит микросхему драйвер для протокола RS-485 и подтягивающий резистор для пина «11» на нижней колодке, для протокола One Wire. После удаления этих компонентов основным потребителем остаётся ZUNo.

Потребление в режиме сна составляет около 5-10 мкА, а в активном режиме до 60 мА (реле активно и ZUNa работает на передачу).

Осциллограммы потребления тока для разных режимов работы

Направление оси тока сверху вниз.

Устройство в ожидании команды:

Примерно каждую секунду видны короткие пики, в течение которых устройство просыпается и проверяет, не пришёл ли wakeUp beam.

Устройство получило команду:

Сначала устройство проснулось, получило wakeUp beam, дождалось получения команды (от 0 до 1 секунды), если команда на управление кранами, то включает соответствующее реле на 1 секунду (на этом этапе нужно контроллер переводить в сон с сохранением ножек в текущем состоянии, но я побоялся и поленился) и остальное время тратится на внутреннюю работу чипа, после чего ZUNо засыпает. Итого почти 3,5 секунды на одну операцию открытия или закрытия кранами. Ужасно долго, но из-за того, что подобные операции будут выполняться крайне редко, оптимизацией можно пренебречь. Да и даст она мало, потому-что скетч в Arduino ide это лишь малая часть того, что «ворочается» в этом маленьком микроконтроллере, и что надёжно спрятано производителем от любопытных.

Схема подключения к «Аквасторожу»

Заключение

Получилось добавить достаточно аккуратно «Аквасторож» в существующую Z-Wave сеть. Главным минусом является отсутствие обратной связи от «Аквасторожа». На данном этапе жду новой версии библиотеки ZUNo, в которой будет исправлен баг, не дающий нормально спать ZUNo, поэтому вместо фотографии с установленным и подключенным «Аквасторожем» картинка с отладочным процессом.

Подключение защиты от протечек «Аквасторож» в систему Умный Дом

На этапе ремонта была установлена защита от протечек «Аквасторож». Два крана (горячая, холодная вода) и 4 проводных датчика. В Аквастороже предусмотрено реле, которое срабатывает если возникает аварийная ситуация (сработка датчика протечки) и имеется разъем RJ45 через который можно управлять открытием и закрытием кранов, подачей управляющих сигналов на соответствующие контакты. Вполне вероятно есть возможность прочитать данные и напрямую из микроконтроллера по интерфейсу UART, т.к. данный разъем присутствует на плате, но у меня не получилось прочитать какие либо данные, возможно что бы микроконтроллер выдал данные , нужно отправить ему команду запроса.

Читать еще:  Облицовка каркасного дома кирпичом своими руками

Интеграция Аквасторожа в умный дом по инструкции производителя не совсем умная, так как нет возможности узнать текущее состояние параметров блока управления, а именно состояние батарей, активный режим, режим неисправности датчиков и т.п. В итоге было решено подключится к панели управления напрямую для считывания состояния светодиодов на панели управления.

Первоначальная версия интеграции Аквасторожа в умный дом была построена на Arduino Nano и модуля nRF24L01. Такая интеграция была как временное решение, но нет ничего более постоянного, чем временное и на данном этапе я просто заменил модуль nRF24L01 на ESP8266, оставив ардуину. В планах избавиться от ардуины и сделать плату с ESP8266 + расширитель портов MCP23017 совместно с оптопарами.

Датчик протечки воды Аквасторож Плата Аквасторожа + Arduino Nano + nRF24L01 Подпаялся к разьему шлейфа лицовой панели

На аналоговые входы ардуины подключены сигналы идущие на светодиоды лицевой панели (закрыто, открыто, отключение датчиков, готов, залив, неисправность, батареи разряжены), светодиоды с номерами 1, 2, 3, 4, 5 не подключены так как не хватает аналоговых портов на Ардуине, к цифровым их подключить не получится без дополнительных решений, так как вся электроника в Аквастороже питается от 2.5 Вольт, а нижняя граница логической единицы как раз находится на этом уровне и получить стабильные данные не получилось. В следующий раз я поставлю оптопары для согласования уровней.

Три выхода Ардуины через резисторы подключены параллельно кнопкам, при нажатии кнопки замыкаются на землю.

Ардуина считывает состояния светодиодов и каждые 2 секунды передает их по UART в ESP8266, которая считывает эти данные и передает по MQTT на сервер умного дома.

Код для Arduino и ESP8266 на гитхабе.

Аквасторож с модулем WiFi ESP8266

Пищалку заклеил изолентой так как она очень громкая.

Схема подключения «Аквасторожа» к GSM сигнализации по инструкции производителя

Систему «Аквасторож» можно подключить практически к любой GSM-сигнализации.
Схема подключения предельно проста и состоит всего из 3х цепей:
• Цепь «In4» – «GRD»: получение GSM-сигнализацией информации о срабатывании системы Аквасторож на «Залив»
• Цепи «R1-1» – «R1-2» / «R2-1» – «R2-2»: передача от GSM-сигнализации команды на «закрытие» / «открытие» кранов системы «Аквасторож»

Для дистанционного «Открытия» кранов необходимо замкнуть
цепь «R2-1» – «R2-2» в течение не более 2 секунд.
Для дистанционного «Закрытия» кранов необходимо замкнуть
цепь «R1-1» – «R1-2» в течение не более 2 секунд.

Подключение системы «Аквасторож» к Умному дому по инструкции производителя

Класический блок управления:

При «Заливе» система «Аквасторож» на 2 секунды замкнет/разомкнёт контакты 1-2 / 2-3 низковольтного реле, а затем вернёт их в исходное состояние.
Для дистанционного «Открытия» кранов необходимо замкнуть контакты 1-6 разъёма RJ-45 в течение не более 2 секунд.
Для дистанционного «Закрытия» кранов необходимо замкнуть контакты 1-5 разъёма RJ-45 в течение не более 2 секунд.

Блок управления«Аквасторож ЭКСПЕРТ» PRO*:

*Данный вариант исполнения контроллера «Аквасторож Эксперт» позволяет получать информацию о положении кранов
«Аквасторож».

При «Заливе» система «Аквасторож» замкнет/разомкнёт контакты 1-2 / 2-3 бистабильного реле и останется в этом состоянии, сигнализируя о «Закрытии» кранов «Аквасторож».
Если будет подан сигнал на «Открытие» кранов, то система «Аквасторож» разомкнёт/замкнёт контакты 1-2 / 2-3 бистабильного реле, сигнализируя об «Открытии» кранов
«Аквасторож».

Джампер #4 на плате контроллера «Эксперт PRO» в данном варианте должен быть надет!

Пример визуализации панели управления Аквасторожом на домашней веб странице.

Задержки чисто программные и от них можно избавится если переписать немного код.

Что входит в комплект Аквасторож

Для надежной защиты от прорывов достаточно купить набор, в который входят:

  1. Контроллер.
  2. Шаровые краны с электрическим приводом.
  3. Датчики протечки.

На рынке представлено два варианта оборудования Аквасторож — КЛАССИК и ПРЕМИУМ и их модификации.

В комплект КЛАССИК входят:

Контроллер типа Аквасторож КЛАССИКА ПРО, два шаровых крана с электроприводом, четыре датчика протечки, блок питания, батарейки и комплект проводов для соединения перечисленных устройств.

В состав набора типа (PREMIUM) ПРЕМИУМ входят те же устройства, но класс их исполнения выше. Это привело к тому, что стоимость набора ПРЕМИУМ заметно выше.

Изюминка набора «Аквасторож» заключается в том, что у пользователя существует возможность дополнения готового комплекта необходимыми устройствами. Более того, всегда можно собрать набор собственной комплектации. К примеру, кроме проводных датчиков производитель может выполнить поставку устройств, работающих на определенной частоте. Для их работы, в состав набора должна входить радиобаза.

Самый простой и недорогой комплект «Аквасторожа» — КЛАССИКА. Кроме штатной комплектации допускается возможность подключения или отключения дополнительных датчиков. В такой комплектации он может быть установлен сразу на шесть подающих кранов. Данный комплект, а также его комплектующие можно купить в нашем интернет магазине .

Читать еще:  Облицовка кирпичом для многоэтажных домов

Как собрать и установить “Аквасторожа”?

Для того, чтобы собрать защитную систему от протечек “Аквасторож” с радио-блоком, требуется:

  • Добавить дополнительный блок для батареек, для чего вставить провода в гнезда специального разъема и соединить оба блока между собой.
  • Подключить плату с радио-базой в гнездо дополнительного блока с датчиками, предварительно отключив его.
  • Подключить необходимое количество датчиков кранов и проводные датчики в предназначенные для этого гнезда.
  • Установить внешний блок питания (при необходимости).
  • Соединить вместе обе половинки контроллера.

Таким образом, контроллер полностью собран, теперь важно соединить его с системой водопровода и где нужно разместить датчики. Для этого потребуется:

  • В наиболее подходящем месте поставить контроллер, закрепив его на специальной крепежной панели.
  • Перекрыть поток воды в водопроводной системе.
  • Установить специальные краны в подходящем месте, не забывая тщательно изолировать резьбу фумлентой.
  • Разместить нужное количество радио-датчиков во всех опасных местах на полу.
  • Подвести провода проводных датчиков к местам их установки. При этом, если необходимо, нужно просверлить стены, разрезать провод, после чего его снова соединить.
  • Разобрать датчик, прикрутить к полу его площадку, установить на нее сам датчик и закрыть всю конструкцию крышкой.

На плате контроллера правее гнезда, к которому подключаются блоки питания, находятся гнезда для подключения нескольких проводных датчиков. Без контроля обрыва цепочки датчиков возможно подключить только к нулевому гнезду. Оно имеет соответствующую маркировку «0». Для остальных датчиков с контролем обязательно необходимы.

Если монтаж защитной системы «Аквасторож» осуществляется на уже давно смонтированный и действующий водопровод, то придется воспользоваться паяльником по полипропилену. Необходимо вырезать кусок трубы после задвижки на входе в квартиру и установить туда кран.

Еще несколько правее расположены разъемы для подключения кранов, которые установлены в системе. Они все без исключения работают одинаково, поэтому выбирать можно произвольно. После того, как все указанные выше соединения подключены, требуется проверить работу всей системы, протестировать ее, налив воды к датчику и продолжать успешно использовать.

Существуют и другие системы защиты от протечек, но все они работают на одинаковых принципах и не более сложны в установке. Поэтому, приобретя любой прибор, вы можете быть спокойны за состояние своей квартиры даже при длительном отсутствии.

Как работает такая система?

“Аквасторож” — это комплекс устройств, способных выявлять наличие протечек воды в доме и устранять их буквально в считанные секунды.

Работают такие системы следующим образом: на полу в местах вероятных протечек устанавливают специальные датчики, которые реагируют на значительное повышение влажности, т.е. на протечку.

Сигнал с датчиков поступает на контроллер, который диагностирует опасную ситуацию и полностью перекрывает подачу воды на часть водопроводной системы, расположенную в квартире. Вода в системе иссякает, и протечка прекращается. Управление потоком водопроводной воды осуществляется с помощью особых шаровых кранов, установленных на входе водопровода в квартиру.

Система более чем актуальна там, где большую часть времени жильцы отсутствуют, что не позволяет своевременно отреагировать на аварийную ситуацию. Такие автоматизированные комплексы стоят не дешево, но следует понимать, что ремонт собственного жилья и компенсация соседям за затопленную квартиру обойдется значительно дороже.

Некоторые предпочитают решение из серии “дешево и сердито”. Они просто перекрывают воду на стояке каждый раз, когда покидают квартиру. Не самый разумный вариант, поскольку ресурс запорного крана на такое обращение не рассчитан. Вскоре его придется заменить. Если верить отзывам тех, кто уже использует защиту от протечек воды аквасторож — это надежная и удобная система.

Что входит в комплект?

Чтобы обеспечить своему дому надежную защиту от протечек, достаточно приобрести комплект из следующих элементов:

  • контроллер;
  • шаровые электрокраны;
  • датчики протечек.

Производитель предлагает покупателю два варианта комплектации системы: КЛАССИК и ПРЕМИУМ. КЛАССИК – это один из первых вариантов комплектации системы “Аквасторож”.

  • контроллер КЛАССИКА PRO – 1 шт;
  • шаровый запорный кран на полдюйма – 2 шт.;
  • датчик протечки проводной – 4 шт.;
  • блок питания – 1 шт.;
  • батарейка R14 – 3 шт.;
  • набор проводов для подключения датчиков.

Набор “Аквасторож” ПРЕМИУМ состоит из такого же набора комплектующих, но часть из них классом выше. В комплект входит контроллер ПРЕМИУМ и улучшенные проводные датчики протечки ПРЕМИУМ – 4 шт. Стоимость набора “Аквасторож” ПРЕМИУМ заметно больше, поэтому классический вариант остается лидером продаж в этой линейке защитных систем.

Приятная и полезная особенность “Аквасторожа” – возможность дополнить готовый комплект практически любыми необходимыми модулями и даже собрать из отдельных элементов собственный комплект. Например, производитель поставляет помимо проводных и беспроводные датчики.

Для их установки и подключения понадобится радиобаза. Кроме того, покупатель может собрать подходящую ему систему из четырех разных версий контроллеров, трех вариантов запорных электрокранов, трех видов датчиков и т.п.

Самый дешевый вариант контроллера от “Аквасторожа” – КЛАССИКА. К нему можно подключить практически любое количество проводных датчиков КЛАССИКА и до шести электрокранов. Есть возможность подключения внешних устройств через слаботочное реле. Контроллер КЛАССИКА PRO дополнен силовым бистабильным реле.

Оно позволяет подключать к контроллеру нагрузку в 220V, например, чтобы получить возможность в автоматическом режиме отключить насос. Эта опция полезна при автономном водоснабжении частного дома. Контроллер типа ПРЕМИУМ отличается от версий КЛАССИКА повышенной до 40 W мощностью, а также возможностью контролировать обрыв цепи датчиков.

Читать еще:  Как правильно подключить спидометр на велосипед

Устройство рассчитано на подключение до пяти линий последовательно подключенных датчиков, каждая линия может состоять из сотни таких сигнализаторов. Кроме того, имеется возможность подключить еще одну линию, на которой контроль обрыва цепи отсутствует.

Такой контроллер с разветвленной цепью может быть очень удобным в большом доме или квартире, где много сантехники.

Информация о конкретном месте протечки позволит быстро выявить и устранить поломку. Как и в случае с контроллером КЛАССИКА PRO, модификация ПРЕМИУМ PRO снабжена бистабильным силовым реле для управления дополнительными устройствами. В остальном конструкция этого контроллера ничем не отличается от версии ПРЕМИУМ.

Корпус контроллера состоит из основной части, в которой находится электронная плата и блок с батарейками. Он обеспечивает резервное питание устройства на случай, если подача электроэнергии по какой-то причине будет отключена.

Размеры корпуса невелики: длина 199 мм, ширина – 120 мм и толщина – всего 30 мм, поэтому найти подходящее место для его монтажа будет не сложно.

На электронной плате имеется ряд разъемов для подключения к контроллеру основных и дополнительных модулей. Чтобы присоединить к устройству проводные датчики и запорные краны, предусмотрено по шесть разъемов. Подключение внешнего батарейного блока выполняется через отдельный разъем на шесть контактов.

Помимо этого имеются еще два разъема: micro USB и RJ-45. Первый позволяет подключить еще один источник электропитания, второй – универсальный вариант для соединения контроллера с другими системами.

Текущее состояние системы защиты отображается на лицевой панели управления. Рядом с кнопками “Закрыть” и “Открыть” имеется индикация, которая позволяет сразу же получить информацию о положении запорных кранов. На панели контроллеров типа ПРЕМИУМ (+PRO) расположены еще пять дополнительных светодиодных индикаторов, отображающих состояние линий подключения датчиков.

На плате контроллера имеется также два ионистора по 20 фарад, которые исполняют роль внутренних элементов дополнительного питания. Эти суперконденсаторы обеспечивают систему электроэнергией в течение одного часа, что позволяет вполне оперативно отреагировать на возникновение аварийной ситуации даже при отсутствии внешнего электропитания.

Запорные электрокраны системы “Аквасторож” выглядят очень компактными. При этом для их срабатывания необходимо всего 5 V, а время, необходимое для изменения положения механизма, составляет 2,5 сек. Небольшие размеры и минимальная мощность достигнуты благодаря использованию технологии TEFLOSIL.

Она состоит в сочетании пружинящей прокладки из силикона и двух прокладок из тефлона, которое позволяет радикально уменьшить трение между подвижными и неподвижными элементами крана.

Разумеется, большую часть времени электрокраны находятся в спокойном положении. Это, как известно, может привести к закисанию механизма. Для того чтобы сдвинуть закисший кран, мощности в 5 V определенно недостаточно.

Чтобы предотвратить это опасное явление, в систему встроена функция самоочистки. Работает она очень просто: раз в месяц контроллер закрывает и сразу же открывает краны. Этого вполне достаточно, чтобы поддерживать механизмы в рабочем состоянии.

Устройство датчиков протечки “Аквасторож” простое и надежное. Внутри находится плата с контактами. Когда вода попадает внутрь сенсора, контакты замыкаются и подают сигнал на контроллер.

Корпус датчика состоит из пластикового основания и хромированной крышечки. Основание можно зафиксировать таким образом, чтобы между полом и датчиком оставался зазор в один миллиметр.

Это защитит систему от ложного срабатывания из-за случайно попавших на датчик капель воды. Такую же защитную функцию выполняет и крышечка. Датчики протечки “Аквасторож” отличаются высокой чувствительностью. Всего 10 мл воды вызовут немедленное срабатывание системы защиты и отключение подачи воды.

Проводные датчики протечек “Аквасторож” подключают последовательно. Датчики типа КЛАССИКА имеют по три разъема. Один из них предназначен для подключения к контроллеру или предыдущему в цепи датчику. К остальным разъемам можно подключить еще два датчика, что облегчает установку этих устройств в подходящих местах.

Датчики типа ПРЕМИУМ снабжены функцией обратной связи. Их наличие позволяет контроллеру определить линию, на которой произошел обрыв связи.

Такие датчики устанавливают в конце каждой линии, а в середине можно использовать более простые датчики типа КЛАССИКА. Для последовательного соединения проводных датчиков используют специальные провода. Они очень тонкие, их можно даже спрятать в шов между плитками, например, в ванной комнате.

Подключение и настройка

Для подключения Saures к вашей системе защиты от протечек обратитесь к нашим официальным дилерам или подключите оборудование самостоятельно воспользовавшись документаций на нашем сайте.

Скачать схемы подключения, утилиту настройки и руководство по эксплуатации можно в разделе Документация и утилиты.

Используя коннектор или двужильную витую пару, соедините блок Gidrolock с контроллером Saures согласно схемам. В случае использования механизма дистанционного управления блоком Gidrolock (удаленное перекрытие кранов), потребуется дополнительный двухжильный проводник для подключению к контроллеру SAURES канала управления.

Используя коннектор, соедините контроллер Аквасторож с контроллером Saures согласно схемам. Можно использовать любой канал контроллера Saures, просто запомните номер этого канала, он понадобится для настройки контроллера.

Используя персональный компьютер настройте контроллер. Wi-Fi контроллер можно настроить через любой веб-браузер, а для настройки NB-IoT контроллера потребуется специальная утилита и USB-адаптер. Процедура настройки подробно описана в Руководстве по настройке и эксплуатации контроллера.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector