Управление на телефона

Скачал на свой Android программу - IoT MQTT Dashboard. В ней настроил отображение значения топиков "valve/1", "valve/alarm", которые присылаются раз в 3 секунды. Для управления кранами создал два переключателя "valve/1" и "valve/alarm", которые отсылают строки "true" и "false" при переключении.
Теперь остается спаять схемку и подключить. Тратить время на печатную плату было лень и сделал все по простому.

Устройство закрепил в техническом шкафу санузла. Подвел питание 5 вольт от блока питания, что бы лишний раз не светить фазой возле водяных труб.

Модернизация

В планах на доработку системы - отказ от проводных датчиков и использовать радио модули 433 МГц датчиков охраны двери с герконом. Геркон выпаивается и подпаивается самопальный сенсор воды (Контакты на плате уже есть. Такой же датчик для воды стоит вдвое дороже но практически ничем не отличается.)

На плату нужно будет добавить приемник 433 МГц и доработать код.

Библиотека pubsubclient.h в приложении. Она используются в скетче. Если выйдет более свежая версия библиотеки - может потеряться обратная совместимость с кодом и тогда можно использовать pubsubclient.h из архива.

В статье представлен прагматичный подход по созданию одного из элементов Умного Дома - экономной защиты от потопа (антипротечки) на базе универсального контроллера домашней автоматизации.

Главные отличия от ранее представленных на хабре решений данной задачи – простота реализации, относительно дешево + для повторения не надо быть программистом. Правда паять все равно придется, но всего 2 раза.

Введение

Вот я и решил вставить свои 5 копеек, так как похоже, мне как раз попался один из вариантов реализации Умного Дома, который может подойти для многих прагматически настроенных потребителей.

Я расскажу на примере реализации защиты от потопа, хотя уже, на этом же контроллере у меня функционирует система охранной сигнализации, регистрации температуры и автоматического отключения нужных розеток при уходе из дома.

Итак, по моей «пирамиде потребностей Маслоу для Умного Дома» (с) – важность сигнализации и предотвращения потопа находится на том же уровне, что и важность сигнализации о вторжении или появлении дыма.

Пирамида потребностей Маслоу для Умного Дома

Ибо масштаб трагедии может быть ужасающим:

Ввиду того, что я недавно обзавелся универсальным контроллером умного дома и уже реализовал более важный функционал - я решил, что пора «постелить соломки».

Проблема

Решение

Текущая структура моей системы Умный Дом. Красным выделены компоненты непосредственно участвующие в системе Антипротечки.

Настольный макет прикладной части системы антипротечки выглядел так:

У меня сейчас горячая вода получается путем нагрева в бойлере холодной воды. Поэтому перекрывать нужно только одну трубу.

При необходимости, систему можно будет элементарно нарастить и сделать перекрытие второй трубы просто добавив еще один клапан и подключив его параллельно к радиореле.

Датчик протечки

Поиск на хабре быстро показал путь наименьшего сопротивления : взять стандартный беспроводной герконовый датчик и вместо геркона, а точнее параллельно ему, вывести провода с контактами и замыкать их водой.

Данный подход имеет ряд недостатков: одним из главных является окисление не позолоченных контактов со временем.

Ранее читал в интернете, что существуют другие способы определения протечки воды, например, бесконтактные, но дешевизна, оперативность и элементарность реализации описанного выше варианта прервала полет инженерной мысли в сторону инновационных подходов.

За основу был взят китайский беспроводной магнитоконтактный (герконовый) датчик MD-209R. В моем случае был выбран относительно дешевый датчик-клон, совместимый с протоколом передачи PowerCode (фирмы Visonic), так как это один из беспроводных протоколов, поддерживаемых моим контроллером.

Параллельно встроенному геркону я подпаял 2 провода, замыкание которых фактически приводят к срабатыванию датчика.

Итак, после нехитрых манипуляций с паяльником получилось это:

Клапан с электроприводом

Свой макет я испытывал на китайском клапане с электроприводом под трубу на 1/2 дюйма .

Конструкция электропривода клапана автоматически отключает питание на катушку после открытия или закрытия. Таким образом, нет необходимости командами с контроллера снимать напряжение через радиореле после выполнения операции.

Радиореле

Внутри установлена так любимая китайскими производителями микросхема-кодер 1527.

В нем стоят 10-амперные реле, поэтому, в принципе, ими можно коммутировать почти любую бытовую нагрузку до 250В. Ограничение 2 кВт.

Для управления электроприводом этого более чем достаточно, так как привод клапана питается от 12 В и по паспорту потребляет всего 4 Вт, причем только во время изменения состояния клапана.

Данное радиореле может работать в нескольких режимах, один из которых нам как раз и надо: взаимная блокировка каналов. В этом режиме - при включении реле одного канала, автоматически выключается реле другого канала. Таким образом, мы «почти аппаратно» защищаемся от одновременной подачи напряжения на «открытие» и «закрытие» на соленоид электропривода клапана вследствие каких-либо глюков.

Схема подключения клапана, приемника:

Управление

Возможности контроллера, которые так или иначе используются в данном проекте:
Поддержка сверхбюджетных беспроводных датчиков и радиореле.
Выполнение сценариев оффлайн (даже без интернет).
Оповещение о событиях через смс и по электронной почте.
Элементарное составление «сценариев» работы системы без написания кода.
Возможность управление устройствами со смартфона (Android).
Управление через WEB.
Ведение «логов».

Сценарии

Условие запуска сценария 1: Если Канал «Датчик протечки» выключился.
Шаги сценария:
. Оповещение «Хозяин, у нас потоп!»
. Включить канал «Клапан воды закрыть»

Условие запуска сценария 2: Если Канал «Можно открыть клапан воды» включился.
Шаги сценария:
. Включить канал «Клапан воды открыть»

В WEB-интерфейсе облачного сервиса это выглядит так:

Для ручного управления устройствами ничего «программировать» не надо – после добавления в систему, управление каждым устройством автоматически становится доступно из Личного кабинета через WEB-интерфейс и с Android-приложения.

Вид панели WEB-управления Умным Домом через интернет:

Внешний вид Android-приложения

Что в результате?

При этом, не пришлось писать код и самостоятельное повторение данного решения вполне доступно для большинства (конечно, не считая установки клапанов на трубы).

Настройка системы, зная, что ты хочешь, занимает от силы 10 минут. Включая активацию датчика и радиореле, создание всех сценариев.

Понятно, что в том виде, как оно представлено на фотографиях, в реальности оно долго и надежно работать не сможет.
Блок питания привода клапана, радиореле, да и сам датчик нужно еще поместить в пластиковые коробочки с хоть какой-то степенью защиты.

Плюс уже возникают разные мысли по развитию системы, например, дублированию оповещения на световую сигнализацию, периодическую «тренировку» клапана чтобы «не застаивался» и тп. Кстати, лично у меня есть серьезные сомнения в необходимости функции резервного питания электроклапана, которой так хвастаются некоторые «покупные» комплекты антипротечки.

Другими словами - аппетит приходит во время еды.

Благо дело, что для наращивания функционала не надо звать «сертифицированных» специалистов, чтобы они что-то подкрутили в системе. Все это можно элементарно сделать самому, благодаря простоте принципов настройки универсального контроллера.

Немного о ценах:

Итого (без учета доставки) = 82$

Не так уж и дешево. Но это если не учитывать, что наносервер используется не только для фукнции антипротечки. Ведь на нем реализована система охранной и пожарной сигнализации и другие возможности…

P.S.

В этой статье мы узнаем, как можно использовать датчик протечки Arduino. Такие датчики часто называют по-разному: датчик дождя, влаги, капель, протечки. При этом почти всегда имеется в виду один и тот же датчик, как правило, выполненный в виде готового модуля.

Датчик легко подключается к Arduino, скетч для работы с такими датчиками прост, цена не высока. Идеальный вариант для несложных проектов на Arduino Uno, Mega, Nano.

Описание датчика

Датчик протечки и дождя в проектах Arduino позволяет определить появление капель влаги и вовремя отреагировать на это, например, включив оповещение. Такие системы активно используются в аграрной отрасли, в автомобилестроении, и в других повседневных сферах нашей жизни. В этой статье мы рассмотрим работу с готовым модулем, который можно легко приобрести в любых специализированных интернет-магазинах.

Модуль датчика состоит из двух частей:

• «Сенсорная» плата обнаружения капель. Она отслеживает количество попавшей на неё влаги. По сути, сенсор представляет собой простой переменный резистор, замыкаемый водой в разных местах, что вызывает изменение сопротивления.
• Вторая часть датчика – сдвоенный компаратор (как правило, LM393, но возможны варианты LM293 и LM193). Его главная задача - преобразование значения с сенсора в аналоговый сигнал от 0 до 5 вольт.

На рынке встречаются варианты датчиков как с разнесенными сенсором и компаратором, так и с объединенными на одной панели.

Датчик запитывается от напряжения 5 В, который можно легко завести с любой платы Arduino. Как правило, у модуля датчика доступно два выхода:

• Аналоговый. Значение, получаемое контроллером, будет варьироваться от 0 до 1023. Где 0 – все затопило или идет ливень, сенсор очень влажный, 1023 – сухая погода, сенсор сухой (в некоторых датчиках встречаются противоположные значения, 1023 – максимальная влажность, 0 – максимальная сухость).
• Цифровой. Выдает высокое (5В) или низкое напряжение в случае превышения некоторого порога. Уровень порога срабатывания регулируется с помощью подстроечного резистора.

Для подключения датчика к Arduino понадобится сама плата (UNO, Mega, Nano или любая другая) и сам датчик. Если вы хотите проверять интенсивность осадков, то рекомендуется расположить датчик не горизонтально, а под некоторым углом, чтобы накапливаемые капли стекали вниз.

Схема подключения модуля датчика протечки к ардуино:

• VCC (вход питания) – должен совпадать для соединенной схемы Arduino по напряжению и току. То есть в данном случае 5В;
• GND – заземление;
• АO – аналоговый выход;
• DO - цифровой выход.

Аналоговый выход присоединяем к аналоговому пину микроконтроллера, например, A1. Цифровой выход, соответственно подключается к одному из цифровых пинов. Напряжение можно подать с вывода 5В платы ардуино, земля соединяется с землей.

При подключении датчиков протечки в реальных проектах надо обязательно предусматривать защиту электронной части модуля от попадания влаги!

Пример скетча

#define PIN_ANALOG_RAIN_SENSOR A1 // Аналоговый вход для сигнала датчика протечки и дождя #define PIN_DIGITAL_RAIN_SENSOR 5 // Цифровой вход для сигнала датчика протечки и дождя void setup(){ Serial.begin(9600); } void loop(){ int sensorValue = analogRead(PIN_ANALOG_RAIN_SENSOR); // Считываем данные с аналогового порта Serial.print("Analog value: "); Serial.println(sensorValue); // Выводим аналоговое значение в монитр порта sensorValue = digitalRead(PIN_DIGITAL_RAIN_SENSOR); // Считываем данные с цифрового порта Serial.print("Digital value: "); Serial.println(sensorValue); // Выводим цифровое значение в монитр порта delay(1000); // Задержка между измерениями }

В данном скетче мы просто считываем значения с датчика и выводим их в монитор порта. Проведите эксперимент и проверьте, как изменяется получаемое значение, когда вы дотрагиваетесь до датчика мокрой или сухой рукой. Намочили датчик – пошел дождь или появилась протечка, вытерли сухой тряпкой – дождь закончился.

Пример проекта дождевой сигнализации

Рассмотрим пример с использованием звуковой сигнализации в виде подключенного зумера на цифровом выходе D6. При желании можно вместо сигнализации подключить реле и выполнять различные операции с размыканием сети. В скетче полученные данные мы будем передавать в монитор порта по UART-интерфейсу.

Скетч для проекта с сигнализацией

Ниже представлен тестовый код, который активирует звуковой сигнал на уже упомянутом выше цифровом выходе 6, с задержкой времени, для того, чтобы исключить ложные срабатывания при случайном попадании воды на сенсор. Работа реализована через переменную, которая обновляется каждую секунду и выступает порогом – curCounter. Сигнализация приводится в действие тогда, когда значение, передаваемое с сенсора, станет меньше 300. Задержка между обнаружением влаги и срабатыванием звукового сигнала составляет чуть больше 30 секунд.

#define PIN_RAIN_SENSOR A1 // Аналоговый вход для сигнала датчика протечки и дождя #define PIN_ALERT 6 // Цифровой выход для сигнализации #define MAX_COUNTER 30 // Пороговое значение для счетчика #define ALERT_LEVEL 300 // Пороговое значение для счетчика int curCounter= 0; // Счётчик для сбора "статистики", который увеличивается на 1 каждую секунду после срабатывания датчика void setup(){ Serial.begin(9600); pinMode(PIN_ALERT, OUTPUT); pinMode(PIN_RAIN_SENSOR, INPUT); // Можно не указывать, т.к. это значение по умолчанию } void loop(){ int sensorValue = analogRead(PIN_RAIN_SENSOR); Serial.println(sensorValue); // Выводим значение в монитр порта delay(300); // короткая задержка // Если накопили достаточно оснований для включения сигнализации if (curCounter >= MAX_COUNTER){ digitalWrite(PIN_ALERT, HIGH); // Срабатывание сигнализации curCounter = MAX_COUNTER; // Защита от переполнения переменной } // Определяем уровень влажности if (sensorValue < ALERT_LEVEL){ // В очередной раз убедились, что все влажно, увеличиваем счетчик curCounter++; }else { // Интенсивность дождя не превышает порога digitalWrite(PIN_ALERT, LOW); // Выключаем сигнализацию curCounter = 0; // Обнуляем счетчик } delay(1000); // Задержка между измерениями }

Салют мусковчане!

Хочу кратко рассказать Вам о своем 2-х летнем опыте использования системы защиты от протечки (Water leakage detector), ведь часть информации о ней я почерпнул с этого сайта и, пожалуй, из кучи купленного мною хлама в интернете, эта покупка стоящая. Если кратко - то все хорошо, если хотите подробностей, то прошу подкат.

Данная система уже подробно обозревалась , так же отдельно есть обзор по китайским шаровым кранам со вскрытием , поэтому я на уже освещенных в обзорах моментах останавливаться не буду.

Итак, система была куплена (2500р. + 1700р. за доставку) и установлена в конце лета 2014 года и с тех пор исправно бережет мой домашний покой.

Информация о заказе

Про муки выбора, изучения оффлайн продукции, отзывов и т.д писать не буду. В целом после пару недель вникания в тему, в том числе и чтения муськи, был сделан выбор в пользу продукции из поднебесной.
Изначально хотел еще про запас заказать один кран, но договориться с продавцом об не увеличении стоимости доставки не вышло, а жаль.
С доставкой проблем особых не было, сколько шло уж не помню, но не долго.
В комплекте было, как и обещано:
- два шаровых крана Дн15 с приводами
- блок управления, адаптер питания 220В
- 8 датчиков с очень длинными проводами.

У меня один стояк и восемь датчиков, пожалуй, даже много. Краны в стояке разместил после счетчиков воды, по-хорошему нужно бы до, но счетчики трогать не хотелось.








Трудностей с монтажом не возникло. Датчики равномерно раскидал по кухне-ване-туалету в местах вероятных протечек, а блок разместил на кухне под мойкой возле розетки.


Я не догадался сразу подписать провода от датчиков, что, конечно нужно сделать, дабы точно знать какой сработал. Датчики оказались весьма чувствительными, даже небольшого количества воды хватает для их пробуждения и перекрытию кранов. Поэтому при размещении датчиков стоит подумать над исключением ложных срабатываний, например при мытье полов. Можно поставить их на каких-то возвышенностях или придумать иные защитные приспособы.


За два года эксплуатации аварий, тьфу-тьфу не было, а вот ложные срабатывания случались. Пару раз приходилось полностью вытаскивать все штекеры датчиков, дабы система успокоилась, так как было решительно не понятно, почему срабатывает сигнализация. Так же, всем кто решиться ставить подобные вещи дома, хочу посоветовать тщательно проинструктировать домочадцев на предмет управления системой, желательно со сдачей экзамена по действиям в аварийных ситуациях))) так к объяснять по телефону, что надо сделать дабы открыть краны при обильных купаниях дочки в ванне еще то занятие.

Привод со снятой крышкой

Небольшое видео о работе системы:

На этом все, надеюсь, информация будет кому-то полезна. Мир Вашему дому.