Как не переплачивать за Умный Дом. Защита от потопа (антипротечка)
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
На хабре, как на ресурсе технически активных людей, на который страждущие идут за советом и решением проблем, размещено множество статей по теме Умный Дом.
И часто в комментариях встречаются сожаления о том, что мол никто пока не родил одновременно мощный, простой в освоении и экономный способ реализации Умного Дома для обывателей. То надо паять, то кодить, причем часто на разных языках: и для микроконтроллера, и для веб и так далее.
А так чтоб взял, купил запчасти-кубики за недорого и сам лично запустил – такое редко встречается.
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
Итак, захотелось в случае обнаружения протечки воды – получать оповещение (смс и/или email) и, чтобы автоматически перекрывалась подача воды в квартиру. А также иметь возможность открывать и перекрывать воду «вручную», в том числе удаленно через интернет.
Решение
Существует ряд готовых наборов для полного или частичного решения данной задачи, но, во-первых, они мягко говоря дороговаты, во-вторых, имея в руках универсальный контроллер управления умным домом все это можно сделать самому и будет не хуже, а даже лучше ввиду того, что все будет интегрировано в единую систему и будет взаимодействовать именно так как мне хочется, а не так, как решил производитель системы. А учитывая, что самая дорогостоящая часть систему уже есть (контроллер), то избавляемся от дублирования и избыточности.
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
Самый сложный момент во всей системе.
Беда в том, что если вопросы по контролю вторжения и появления дыма или газа элементарно решаются стандартными датчиками, то с контролем утечки воды все несколько иначе. В перечне совместимых датчиков моего универсального контроллера пока нет датчика протечки воды. По крайней мере не было…
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
В качестве клапана, перекрывающего воду, можно использовать любой клапан, имеющий электропривод и соответствующий размер соединения с трубой.
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
Для подачи питания на привод я закупил на ebay вот такое двухканальное радиореле из списка совместимых с контроллером. Тип YKT-02XX-433
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
В качестве «мозгов» системы я применил Наносервер NS1000 — универсальный контроллер отечественного производителя 1-М Умным Домом.
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
В процессе настройки контроллера нужно учесть следующий нюанс:
Герконовый датчик посылает сообщение о срабатывании когда размыкается, а нам надо чтобы при замыкании. Соответственно, в условии запуска сценария нужно указать не включение датчика, а выключение. И не по состоянию, а по изменению. Чтобы оповещения не повторялись циклически.
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?
Цель достигнута. При срабатывании датчика протечки, я получаю смс-оповещение вида «Хозяин, у нас потоп!» и клапан автоматически перекрывается в течение менее 30 секунд.
Так же, я имею возможность не автоматически открывать и закрывать клапан, путем нажатия на кнопки брелка, со смартфона или с браузера через интернет.
Срабатывание каждого датчика и устройства регистрируется в журнале логов.
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:
Наносервер NS-1000 — 44$
Датчик магнитоконтактный MD-209R — 13$
Радиореле — 10$
Клапан- 15$
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…
В процессе реализации, уже купив клапан, я обнаружил, что существуют электроприводы, которые устанавливаются на обычные шар-краны с ручным управлением.
Дополнительный и немаловажный бонус такого подхода – в случае чего, за несколько минут можно вернуть ручное управление клапаном.
Мне тут же расхотелось врезать дополнительную запорную арматуру в систему водоснабжения и я заказал такой привод. Жду.
Update 2:
Пока соль да дело, производитель контроллера анонсировал датчик протечки.
Судя по информации, датчик использует бесконтактный принцип определения появления воды, что само по себе уже довольно необычно. Также он интересен тем, что не «заточен» под «бренд» и может использоваться не только с системой 1-М Умный Дом, а и с любой системой, работающей по протоколу PowerCode. Фактически он передает посылку аналогичную датчику MD-209R, который я применил для своей антипротечки.
Цена, похоже, тоже будет сравнима — 9.9$.
Источник
Система защиты от протечек воды Xiaomi — как подключить и настроить?
Защитить свою квартиру и соседей снизу от возможного потопа и утечек воды при повреждении водопроводных труб или фитинговых соединений на них, можно тремя способами:
Способ хоть и бесплатный, и самый надежный, но в то же время в реальной жизни им никто не пользуется, так как это довольно глупо.
Это клапаны механического типа с пружиной и мембраной. Они монтируются непосредственно перед потребителем воды – раковиной, унитазным бачком, стиральной машинкой и т.п.
В случае обрыва шланга, клапан отслеживает утечку воды и при превышении объема в 10-12л в минуту, автоматически перекрывает подачу.
Основная проблема девайса – для корректной работы ему требуется стабильное давление, иначе клапан попросту не сработает.
Третий способ, который мы и рассмотрим более подробно, является самым распространенным. Речь идет о специализированных системах защиты от протечек.
Подобных систем на сегодняшний день развелось довольно много. Однако настройка и подключение большинства из них (АкваСторож, Нептун, Гидролок) вызывает реальные проблемы у простых пользователей.
Вот так, например, выглядит подключение управляющего блока от Gidrolock.
Чем дальше вы будете залезать в дебри документации и ознакамливаться с инструкциями, тем быстрее к вам придет понимание, что для этого дела лучше пригласить профессионального мастера.
В то же время появилась очень простая система, которую можно собрать из комплектующих от популярной фирмы Xiaomi. В итоге получается достаточно надежная защита от утечки, но что самое главное — она интуитивно понятна и проста в подключении.
Система защиты от протечки Xiaomi построена на следующих элементах:
На данный момент именно такой вариант является наиболее оптимальным для поставленных задач как по цене, так и по простоте установки и настройки. 6-7 тысяч рублей за набор из двух недорогих кранов, двух датчиков, одного реле и хаба для MiHome, это значительно дешевле всех готовых систем, представленных на нашем рынке.
Самым ответственным элементом является электрический кран, который по команде и должен перекрывать подачу воды. Сантехники не советуют экономить на этой водозапорной арматуре.
В комплекте с реле или датчиком, кран естественно не поставляется. Придется его выбирать самостоятельно.
Лучше всего обратить внимание не на китайский ширпотреб, а на продукцию зарекомендовавших себя фирм. Например, полнопроходные краны Neptun на 220V.
Такие поставляются в комплекте с соответствующей системой, но можно их прикупить и отдельно.
Вся подобная арматура состоит из двух элементов:
Последний подключается к крану через специальную муфту. Узнать открыт кран или закрыт можно через концевики.
Если вы не хотите менять уже установленный в стояк вентиль, можно воспользоваться двигателями актуаторами или манипулятором.
Правда идут они все на постоянное низкое напряжение 12В, а наша рассматриваемая система работает от 220V, поэтому перед краном придется дополнительно ставить герметичный низковольтный понижающий блок, наподобие тех, что используется в светодиодных лентах. 
Это необходимо, чтобы иметь возможность ручного перекрытия водопровода для замены или ремонта электрокрана.
Привод электрокрана 220V подключается трехжильным кабелем. На одну жилу подается ноль, по двум другим управляющая фаза – на закрытие и открытие, соответственно. 
Если у вас кабель на вентиле четырехжильный (как у марки Нептун), то четвертая жила используется в качестве заземления.
Для того, чтобы все работало корректно, необходимо заранее индикатором напряжения проверить фазировку. Далее подключив кран через времянку, узнать какая жила за что отвечает.
Не бойтесь, короткого замыкания не произойдет, однако кран будет бесконечное количество раз то закрываться, то открываться. Нормальной работы вы от него не добьетесь.
Общее управление краном осуществляется через двухканальное ZigBee реле Aqara.
По габаритам оно чуть больше спичечного коробка.
С одной стороны у него 8 контактов, с другой – внешняя zigbee антенна.
Два контакта “L” и “IN” изначально замкнуты перемычкой.
Когда перемычка плохо затянута, исчезает питание внутренней схемотехники. Вследствие чего, теряя свой шунт, встроенный измеритель мощности перегорает.
L1 и L2 – это управляющие фазы, через которые подключается нагрузка.
S1 и S2 – клеммы для механического двухклавишного выключателя. Через них можно вручную закрыть или открыть воду, просто нажав клавишу, подобно тому, как вы отключаете свет в ванной.
Подключение автоматики выглядит следующим образом. Первым делом подаете питание на реле.
На первый контакт заводите нулевой проводник, на четвертый – фазный. Далее это zigbee реле нужно подключить к шлюзу. Для этого воспользуйтесь мастером подключения через приложение MiHome.
В плагине шлюза выбираете вкладку Device, нажимаете Add Childe Device и в открывшихся окошках выбираете беспроводное реле.
После этого на реле требуется нажать кнопку и удерживать ее в течение 5 секунд, пока не начнется мерцание светодиода. Через некоторое время устройство сообщит об успешном сопряжении.
Открываете первый шаг настройки – выбор местоположения (Select Room).
На втором этапе задаете имя устройства. Последний этап – успешное добавление девайса в систему.
В итоге оно должно появиться в перечне устройств шлюза и общем списке MiHome.
Данное реле имеет собственный плагин, через который можно управлять двумя каналами.
Управление краном происходит через режим Interlock.
Для активизации данного режима необходимо, чтобы один из каналов реле был включен.
Те, кто сталкивается с проблемой включения Interlock через Wi-Fi сеть, попробуйте проделать все через мобильное соединение (т.е. фактически через китайские сервера). Сделайте это один раз и больше эти настройки не изменяйте.
Ноль является общим проводником как для реле, так и для электрокрана. Управляющие фазы вентиля подключаются на контакты L1 и L2.
Благодаря режиму Interlock, в один момент времени активным может быть только один из контактов.
Проверить работоспособность на “сухую” можно через приложение Aqara на смартфоне. Первый канал должен закрывать вентиль, второй открывать.
Помимо крана холодной воды, параллельно можно подключить и вентиль от труб ГВС (горячего водоснабжения). Мощности реле хватит на несколько кранов одновременно.
Общая нагрузка доступная для подключения — 2,5кВт!
Как уже говорилось выше, кроме смартфона краном можно управлять через обычный комнатный двухклавишный выключатель света. 
Для этого на общий вход выключателя подается напряжение с разъема реле L-IN (там, где перемычка). Два отходящих контакта двухклавишника соединяем с разъемами S1 и S2.
При нажатии одной клавиши кран откроется, другой – закроется.
Поэтому еще до установки в систему, замерьте секундомером время работы вентиля. Обычно оно находится в пределах 20 секунд.
Были прецеденты, когда реле сгорало и выходило из строя именно по этой причине.
Казалось бы, гораздо проще запитать выключатель от ближайшей распредкоробки, после чего соединить его с двухканальным Zigbee реле. На самом деле это приводит к непредсказуемым последствиям.
С подключением запорной арматуры разобрались. Но главная задача всей системы – это защита от протечки и ее нужно как-то зафиксировать.
Помогает с этим делом беспроводной датчик Xiaomi.
Он очень маленький, а значит залезет под любую ванную, душевую кабинку, раковину и т.д. Заявленный радиус действия внутри помещения — до 20 метров.
Кстати, отсутствие проводов некоторые считают не преимуществом, а недостатком.
Говорят, что беспроводные девайсы в определенных случаях могут срабатывать на помехи. У проводных экземпляров таких ложных срабатываний не бывает.
Где помимо ванной их обычно размещают? Там, где вероятность аварии самая высокая:
В комплекте с датчиком идет инструкция, в том числе на русском языке.
Внутри корпуса запрятана стандартная батарейка 2032. Чтобы добраться до нее, нужно при помощи монетки открутить нижнюю крышечку.
Все внутренние контакты надежно герметизированы резиновым уплотнителем.
Питания одной батарейки хватает минимум на год беспрерывной работы устройства. Чтобы узнать когда ее нужно менять, в MiHome зайдите в раздел — Профиль — Расходные материалы (Consumables). Там при достижении заряда батареи менее 10% появится соответствующая информация.
Сверху датчика имеется “невидимая” кнопка, которая позволяет запускать и перезагружать девайс.
При ее нажатии загорается синий светодиод.
Удерживая кнопку 5 секунд, прибор переходит в состояние готовности для встраивания в систему умный дом через хаб Aqara.
Вообще работу датчика можно настроить через три приложения:
Вы его спокойно сможете подключить на IOS или Android и считывать все данные.
В приложении выбираете “добавить устройство” и соответствующий значок (Water Leak Sensor).
После чего соединяете его с хабом, зажав центральную кнопку. Все подключение происходит буквально одним нажатием.
Многие сталкивались с проблемой, когда датчик не подключался с первого раза и его приходилось коннектить повторно. В этом случае помогает следующая инструкция от xiaomi-smarthome.ru.
В нижней части датчика находится два контакта. При попадании между ними воды, они замыкаются и сенсор срабатывает.
Чтобы ваш водопроводный электрокран при таком срабатывании автоматически закрылся, в приложении смартфона создаете отдельный сценарий (Add New Scene).
По нему при обнаружении протечки совершается действие, а именно – подача питания по каналу №1. Через 20 секунд, питание должно прерваться (помним, что нельзя, чтобы напряжение постоянно дежурило на кранах).
При желании можно создать и второй сценарий. Когда протечка устранена и лужа высохла, подается напряжение по каналу №2. В результате кран открывается, через 20 секунд напряжение отключается.
Однако рекомендуется все же открывать кран только вручную.
При срабатывании датчика через приложение приходит уведомление на смартфон.
Сценарии лучше делать только автоматическими. В чем может быть подвох ручных сценариев?
В том, что команда на закрытие в этом случае будет идти через китайский сервер и в конечном счете может так и не дойти до адресата. При исчезновении интернета кран попросту не сработает.
При обычной автоматизации, даже при потере связи с облаком, хаб при аварии сам все сделает и устранит утечку.
Есть еще два способа сборки подобной системы. В одном из них («колхозный» вариант) вместо реле используется умная розетка от Xiaomi.
Провода от крана заводятся на разборную вилку, причем внутри нее подключается только нулевой и один из фазных проводов, который отвечает за закрытие. Второй фазный проводник остается свободным и изолируется.
В реальной жизни фактическое срабатывание системы может случиться один раз в течение несколько лет. Кран в этот момент закроет подачу и предотвратит утечку.
Чтобы его открыть, придется разобрать вилку, перекинуть фазные провода местами, включить ее в розетку, после чего все вернуть обратно как было.
Защита от протечки в этом случае работает аналогично вышерассмотренному варианту. При утечке и замыкании контактов на датчике, подается команда на шлюз, который в свою очередь включает умную розетку.
Напряжение на ней появляется, а значит срабатывает эл.кран, который через вилку включен в эту самую розетку. Через 20-30 секунд шлюз отключает розетку и система, успешно защитив квартиру от потопа, ждет вашего прихода домой.
Также систему защиты от протечек можно построить без реле Aqara, но с использованием двухклавишного выключателя aqara с нулевой линией.
Вот его схемы подключения.
Какие минусы и проблемы есть у данной защиты от протечек Xiaomi?
Во-первых, напряжение питания 220В. Наличие такого напряжения на водозапорном кране не всегда безопасно.
Именно поэтому оно должно подаваться на него только кратковременно в момент перекрытия вентиля. Профессиональные системы известных фирм, рассчитаны как правило на низкое напряжение 12V.
Благодаря этому, помимо безопасности можно легко обеспечить и резервирование защиты. Ведь если у вас произойдет крупный потоп и он каким-то образом затронет проводку в ванной, то УЗО в эл.щите моментально отключит напряжение, а значит обесточит и саму защиту.
Для этого в низковольтных системах есть аварийное питание от АКБ или встроенных батареек. У Xiaomi такой возможности нет.
Также не забывайте про всякого рода ошибки:
Источник