Как сделать датчик протечки воды Ардуино своими руками — схема и видео

Автономные датчики протечки воды устанавливаются в местах, где необходим контроль утечек: в подвалах, машинных залах производств, погребах, бассейнах, емкостях для воды и т.п. Датчик нередко используют также для полива приусадебных грядок, газонов или комнатных цветов. Простота схемы и элементарный набор материалов позволяет собрать датчик воды для Ардуино самостоятельно. Ниже я расскажу подробнее, как сделать датчик протечки воды своими руками.

Что такое датчик протечки воды Arduino

Датчик представляет собой небольшое автономное устройство, которое подает звуковой и световой сигналы при попадании воды на контакты. 

Немного об основе. Платформа Arduino используется для самостоятельного создания систем автоматики. Ее можно применять в самых разных сферах: игровых развлечениях, сельском хозяйстве, рекламном бизнесе и других областях.

На базе этой платформы можно изготовить также систему «умный дом». С помощью сервера Node.js можно управлять своим домом. Если нет возможности иметь под рукой интернет, можно получать данные при помощи SMS и MMS сообщений. Контроль за включением какого-либо прибора дома может быть необязательным, а без информации о протечках воды хозяину дома не обойтись. Для возможности отправки SMS и MMS сообщений платформу Arduino можно дополнить платой Edison производства компании Intel.

Как собрать датчик протечки своими руками

Для изготовления датчика протечки Arduino нам понадобится:

• Плата Arduino Uno;
• плата макетная;
• USB-кабель;
• датчик воды самодельный;
• один светодиод;
• один резистор на 220 Ом;
• Провод «папа-папа» и «папа-мама».

Для сборки датчика от протечек воды также понадобится небольшой набор электромонтажного инструмента.

1. От колодки отрезаем три клеммника. Клеммники делаются из негорючего пластика и служат для соединения проводов металлическими винтовыми зажимами. Контактами нужно соединить гвозди с проводами, а также резистором. Каркасом датчика при этом будет служить корпус клеммника.
2. Ослабляем контакты, открутив винты, и в крайние клеммники вставляем гвозди и предварительно зачищенные концы проводов.
3. Остается подготовить контакты проводов для подключения полученного водяного датчика к плате Ардуино. 
4. Чтобы проверить правильность работы собранного датчика, необходимо собрать электрическую схему со светодиодом, который включается и выключается автоматически после подключения датчика воды к Ардуино.
5. Собрав схему, подключите плату Arduino к компьютеру и загрузите соответствующий скетч. В конце статьи есть подробная видео инструкция по сборке такого датчика.

Еще один способ изготовления датчика протечки воды

1. Изготовление контактных рельс. Физическая основа датчика утечек воды — тонкий пластик прямоугольной формы. Главный элемент такого типа датчика — две контактные рельсы, изготовленные из зачищенной от изоляции медной проволоки. В пластике с двух узких сторон просверлим отверстия (по два на расстоянии 1-2 мм с каждой стороны). Из зачищенной проволоки делаются две скобы длиной, соответствующей расстоянию между парами противоположных отверстий. Полученные рельсы из проволоки нужно закрепить изолентой или с помощью силиконового термопистолета.
2. Пайка. Понадобится три куска провода с изоляцией разного цвета (красный, черный и желтый) и резистор 10 КОм. На рельсу, к которой будет подаваться питание, припаиваем красный провод. На вторую припаиваем желтый провод, затем к той же точке припаиваем конец сопротивления, а ко второму концу резистора припаиваем черный провод «земля».
3. Подключение датчика. Подключение датчика делается по обычной схеме. Питающему проводу подается напряжение +5V. Провод «земля» подключается к земляной шине. Провод передачи данных подключается на цифровой вход/выход контроллера.

Пока на датчик не попадает вода, сопротивление между рельсами большое и на вывод подается «земля» или ноль. Появление воды между рельсами приводит к замыканию, сопротивление становится меньше 10 К и напряжение питания попадает на выход. После высыхания воды контакт пропадает и на выходе опять ноль.

Обработка данных зависит от желания хозяина: срабатыванием можно перекрывать запорные краны, отправлять СМС и т.д.

Схема датчика протечки воды для изготовления своими руками

Выводы

Датчик протечки воды стоит копейки и собирается очень быстро. Польза от такого устройства огромная: датчик позволяет предупредить об авариях сетей водоснабжения или предотвратить их, избежав серьезных моральных и материальных потерь.

Сигнализатор протечки воды. Хорошо забытое.

Вспомнилось мне уже очень далёкая юность в обнимку с подшивками журналов «Радио».
Было мне лет 10. С водопроводом в частном доме было не очень хорошо: ведро наполнялось ~30 минут. Спаял, помнится, сигнализатор, который просто пищал при опускании пары контактов в воду. Плоская пара телефонного провода метров 20 длиной. Конец просто вешался на край ведра. Когда уровень воды доходил до провода, на кухне раздавался писк. Просто и незатейливо. Проработало оно года 2 точно, всё на одной батарейке 3336 (вот написал, а на языке привкус кислый появился).

И вот, не столько с практической точки зрения (звуковой сигнализатор поможет только когда кто-то дома), сколько поддавшись приступу ностальгии, захотелось повторить нечто то подобное, но уже в духе современности 🙂
Делать примитивный ключ на 1 транзисторе и «пищалку» не захотелось. Ардуина (и прочие МК) жирно для такой примитивной задачи.

Ради интереса посмотрел что нам предлагают братья китайцы из самых бюджетных вариантов.
За примерно $3 вариации звуковых сигнализаторов с сиреной и питанием от кроны. Различаются в основном наличием батарейки в комплекте и платы-площадки датчика.
Любопытство взяло верх и заказал я самый простой вариант: без питания, без платы (уж с текстолита вырезать кусочек не проблема).

На удивление, доставка была быстрой: всего 10 дней.
В комплекте всё как обещано + маленький кусочек двухстороннего скотча.
На корпусе имеется выключатель. Крышка батарейного отсека полностью снимается.

Первое включение показало: как-то работает.
При опускании пары контактов в воду — воет сирена (да, громко).
Ток покоя <1 мкА, ток сирены <200 мА.
Более подробный обзор показал: чувствительность аппарата на «мокрую тряпку» так себе: как-то вяло начинает не то похрюкивать, не то подвывать и сильно зависит от напряжения питания.

Внутренности

Единственный шуруп скрепляющий 2 половинки корпуса заботливо закрыт бумажной пломбой.

Нарисованная схема несколько обескуражила:

(Прощу прощения. Рисователь схем из меня тот ещё).

Питание м/с «сирены» напрямую через датчик воды. Далее силовой ключ и трансформатор для пьезо излучателя.
Видимо, сие творение есть результат такого же карапуза, коим был и я когда-то (очень, очень давно).
Стало понятно откуда такая зависимость чувствительность от напряжения питания.
Из принципиального дух современности добавил лишь м/с сирены. Не густо.

Обидно. Досадно. Но, как всегда.
Сдуваем R1, C1. Навесом цепляем первый попавшийся PNP транзистор, делаем ключ и цепляем электролит (почти в точности повторяя схему ~30 летней давности).

Включаем, убеждаемся, что теперь работает как надо:
Чувствительность не зависит от напряжения питания (от 2.5В уже работает и громкости сирены достаточно). Срабатывает на мокрую тряпку даже если вода из под ОСМОСа (регулируем чувствительность резистором с базы на vcc).
Попутно цепляю коробку 2 * АА вместо кроны.

В работе.
До исправления:

Выводы

Что касается первоначальной цели для чего это устройство было приобретено мною: в доработанном виде оно меня вполне устраивает.

Естественно в данном виде это скорее игрушка и если по-серьёзному подходить к задаче, то надо ставить ЭМ клапан на ввод и датчик/сигнализатор протечки им управляющий. Но это уже другая тема со своими сложностями.

На этом всё.
Свой редкий выходной потрачен не слишком бесполезно. Надеюсь было не очень скучно это читать 🙂

Вот кто знает как полезно и весело проводить время

Датчик протечки воды, для системы умный дом Xiaomi / Kvazis House / iXBT Live

Здравствуйте друзья

В своем обзоре датчика открытия дверей и окон Xiaomi, я не зря сказал о том, что это самый легко модифицируемый датчик системы, и что я обязательно еще к нему вернусь. Долго тянуть не буду и расскажу про свою первую модификацию этого датчика — датчик протечки воды. При желании повторить мой эксперимент может абсолютно каждый, доработка легка и быстрая. Подробности прошу читать далее.

Как я уже говорил, принцип действия этого датчика основан на двух состояниях магнитного датчика — геркона — замкнуто и разомкнуто. В нормальном состоянии геркон разомкнут и это позволяет проводить подобные модификации.

Где покупал

Датчик открытия — Gearbest   Banggood Aliexpress  JD.ru

Сенсор влаги — Gearbest   Banggood   Aliexpress  

Комплект оборудования

Для модификации нам понадобится, кроме самого датчика открытия еще и физический сенсор воды. Имеются разные их варианты, можно даже оставить просто оголенные конца провода, но я выбрал вот такой — и купил одним заказом с датчиком открытия.

Да, получилось немного лишних деталей — так как мне нужен только сам сенсор влаги, без модуля управления, но другого варианта в магазине я не нашел, а заказывать в другом месте — поленился, цена там копеечная

Сенсор влаги

Кому интересно — модуль управления, я его сразу отложил в сторону — ему уготована судьба валятся в куче других запасных электронных запчастей.

Сенсор влаги — довольно большой, я как-то ожидал что он будет компактнее. В длину 5,5 см

В ширину 4 см — практически всю площадь, с обоих сторон, занимают две токопроводящие дорожки, которые и реагируют на влагу.

Так же в комплекте идет контактный двухпроводный кабель, что так же облегчает задачу — ничего дополнительно искать не надо. 

Модификация датчика

Теперь приступаем к разборке датчика открытия дверей / окон. При помощи монеты и паза на корпусе — снимаем заднюю крышку с наклеенным 3М скотчем

Извлекаем модуль из корпуса. С обратной стороны — геркон, к контактам которого и будет припаян сенсор влаги. При этом сам геркон демонтировать нужды — нет. 

Зачищаем от изоляции один из концов комплектного кабеля

Делаем отверстия для кабеля в корпусе датчика. Тут мне здорово помог WLXY P-800, это заняло секунд 20. 

 Диаметр отверстий нужно подбирать под диаметр проводов в изоляции. Как вариант — установить контактную колодку.

Теперь самая сложная часть модификации — припаять провода сенсора, параллельно геркону. Как видим — вся модификация — предельно простая и доступна всем.

Датчик открытия отлично влез обратно в корпус, крышка защелкнулась — просто теперь из него торчит пара проводов. Датчик утечки воды в сборе — 

Применение

Про подключение и логику работы я уже рассказывал в своем первом обзоре этого датчика, повторятся не буду, напомню только что у датчика есть два состояния — Open и Close. В нашем случае они тождественны Сухо и Мокро. Сенсор влаги отлично реагирует не только на воду, но и даже на на прикосновение пальца. Испытания есть в моем видеообзоре, тут приведу скриншот из видео, где сенсор реагирует на каплю воды и отрабатывает сценарий включения лампочки.

Расположил я датчик открытия на бортике душевой кабины в ванной, сенсор разместил под ней на полу. Однажды у меня уже был небольшой потоп именно в этом месте

Датчик я назвал «Ванная течь» — он находится в состоянии «Open» — значит все в порядке. Для отслеживания я создал сценарий «Протечка ванная», пока действием такого сценария является отправка на смартфон уведомления. По крайней мере чтобы знать — что что-то случилось.

Дальнейшее развитие

Следующей итерацией я планирую какую-то систему управления вводом воды, пока основной рассматриваемый вариант — это установка дополнительного, нормально открытого шарового крана. Он управляется по двухпроводной линии (есть варианты трехпроводные — открыть и закрыть) и логика его работы — нет питания — он открыт, есть питания — он закрывается. Питание отключается — опять открывается. Например такой

Управлять им можно при помощи смарт розетки Xiaomi — использовать нужно ZigBee версию, что позволит продублировать сценарий работы в альтернативной системе управления — я использую Domoticz — и таким образом не зависеть от интернета и работоспособности китайских облаков.

Таким образом я продублировал выполнение самых важных сценариев.

На этом все, по традиции видеоверсия моего обзора с испытаниями сенсора

Все мои обзоры устройств Xiaomi в хронологическом порядке — Список

Все мои видео обзоры — YouTube

 Спасибо за внимание

Автоматическое отключение насоса при утечке воды

Привет! 🙂

В этой статье я расскажу про систему для автоматического отключения насоса или насосной станции при утечке воды. Если вы счастливый обладатель частного загородного дома, коттеджа или просто дачи с автономным водоснабжением, то эта статья будет весьма полезной для вас! 

Немного истории…

В недалеком 2011 году, когда дело дошло до благоустройства моего загородного дома, встал вопрос о водоснабжении. Было принято решение пробурить скважину, и установить готовую систему водоснабжения “Водомет ДОМ” от компании “Джилекс” с функцией автоматического поддержания заданного давления в системе и гидроаккумулятором на 50 литров.

Сказано – сделано 🙂 Скважина получилась глубиной в 21 метр. Высокий столб воды и хорошая динамика скважины позволили погрузить насос всего на 9 метров, и этого оказалось вполне достаточно для непрерывной подачи воды со скоростью 55 литров в минуту – заявленная скорость от производителя погружного насоса.

Спустя некоторое время после установки, наладки и пуска системы водоснабжения, как и было запланировано, в доме появилась сантехника, водонагреватель, стиральная машина и прочие прелести цивилизации. Вода лилась рекой – благо система слива и септик были спроектированы и построены еще на этапе застилки полов в доме.

Также хочется рассказать о том, каким способом фильтруется вода в моей системе. Поэтому, как будет время, я напишу отдельную статью на эту тему.

О безопасности

Еще в процессе монтажа системы, на этапе прокладки труб и подключения всех потребителей воды в моей голове неоднократно возникал такой вопрос:

“А что будет, если какой-нибудь тройник или соединительный уголок выйдет из строя и случится прорыв? Как быстро насос, подающий 55 литров воды в минуту, затопит санузел и техническое помещение? Каковы будут масштабы этой аварии?”

И мои опасения имели под собой вполне четкую математическую основу. Дело в том, что система настроена на поддержание давления на уровне 3 атмосфер, соответственно все краны, узлы и соединения всегда находятся под высоким давлением (для сравнения, типичное давление в колесе легкового автомобиля составляет порядка 2,2 атмосфер).

Выходит, если произойдет прорыв, то насос будет не переставая качать воду со скоростью 55 литров в минуту. За час на поверхность будет поднято около 3300 литров! Это 3 кубических метра воды! 

В моем случае санузел совмещен с техническим помещением, и объем всей комнаты составляет 20 кубических метров, для полного затопления которого достаточно 7 часов непрерывной работы насоса в случае прорыва в системе. Естественно, в такой ситуации вода будет распространяться по соседним комнатам, а также уходить под пол, в чем совершенно нет ничего хорошего 🙂 Одна только мысль об этом до сих пор приводит меня в ужас…

Авария 2015

И вот однажды, это случилось! Скажу сразу, все произошло прямо на моих глазах, поэтому мне удалось быстро обесточить санузел и отключить подачу воды, а также не допустить обширного затопления помещения.

Прорыв произошел в самом неожиданном месте, а именно на фланце гидроаккумулятора в районе штуцера. Хоть производители и пишут, что фланцы изготавливаются из нержавеющей стали, но они все же ржавеют со временем 🙁 Высокое содержание растворенного железа в воде, конденсат и, видимо, некачественные материалы сделали свое дело. Гарантия на бак составляла 5 лет, но он не отработал и 4. Кстати, электронный блок управления от этой системы вышел из строя на втором году эксплуатации и был заменен на обычное механическое реле давления той же фирмы.

Устранив последствия аварии, я решил заменить гидроаккумулятор. Выбрал модель для горячей воды емкостью 100 литров.

С этого дня, покидая дом более чем на 1 час я стал обесточивать насос. Для этого приходилось постоянно вытаскивать вилку из розетки. Неудобно, но безопасность превыше всего 🙂

Поиск решения…

Как известно, лень – двигатель прогресса! И постоянная потребность отключать и включать насос вручную наконец заставила мой мозг поискать на страницах интернета некое техническое решение, позволяющее защитить жилье от затопления.

К великому изумлению, просидев 2 часа перед компьютером, я так и не нашел того, что искал. Попадались разнообразные системы, позволяющие перекрывать краны подачи горячей и холодной воды в квартире, довольно интересные и грамотные решения, даже с беспроводными датчиками воды и автономным резервным питанием, но для моего случая все эти системы были непригодны.

Имея развитое логическое мышление (сам себя не похвалишь… 🙂 ), знание азов электрики, а также небольшой опыт сборки радиоэлектронных схем, ну и, естественно, желание автоматизировать процесс отключения насоса в случае аварийной ситуации, было принято решение спроектировать и изготовить такую защитную систему самостоятельно.

Система “СТОП-НАСОС!”

И вот, после повторения школьного курса физики, чтения различной литературы по радиоэлектронике, в марте 2016 года появилась на свет первая система для автоматического отключения насоса при утечке воды, которой позже было присвоено кодовое название “СТОП-НАСОС” 🙂 На фото ниже продемонстрирован первый опытный образец системы.

На первый взгляд вся система управления насосом выглядит как обычный дифференциальный автомат, с подключенной вилкой и розеткой. Но на самом деле это полноценная система защиты от затопления и протечек воды! Подробно о том, из каких узлов состоит устройство, рассказано в этой статье, а пока предлагаю рассмотреть принцип работы моего изобретения 🙂

Как видно из схемы, при попадании воды на датчик, происходит срабатывание реле, которое посылает команду дифференциальному автомату на отключение. Происходит механический разрыв цепи переменного тока и насос отключается. При этом также отключаются и “мозги” системы, реагирующие на наличие воды на датчиках.

Первый образец системы прошел тщательную проверку и испытания в естественных бытовых условиях, после чего была собрана вторая модификация устройства, имеющая более компактную электронную схему из импортных комплектующих. Второй образец поступил в распоряжение моему знакомому, использующему аналогичную систему водоснабжения. И буквально через 2 недели после подключения система “СТОП-НАСОС” сработала и спасла техническое помещение, расположенное в подвале, от затопления 🙂

(Добавлено 16.12.2016: У этого знакомого прям беда - то прорвало соединения между трубами (несколько раз), то колба фильтра треснула, то фланец начал протекать из-за падения давления воздуха в гидроаккумуляторе. И каждый раз срабатывала защита от утечки воды и обесточивала насос! В общем, мое изобретение неоднократно помогло моему знакомому избежать масштабного затопления технического помещения, поэтому можно смело сказать, что система "Стоп-Насос" - это надежная система защиты от затопления :))

Модификации модели № 2

На базе модели № 2 созданы более совершенные устройства, которые отличаются между собой способом подключения датчика воды и креплением входного кабеля. Фотографии этих модификаций представлены вашему вниманию чуть ниже (модели 4, 5 и далее).

На базе модели № 2 созданы более совершенные устройства, которые отличаются между собой способом подключения датчика воды и креплением входного кабеля. Фотографии этих модификаций представлены вашему вниманию чуть ниже (модели 4, 5 и далее).

Для себя же я изготовил третий вариант системы “СТОП-НАСОС” со звуковым оповещением. При попадании воды на датчик происходит отключение питания насоса, загорается индикатор красного цвета и звучит монотонная звуковая сирена.

В этом варианте элементы конструкции расположены горизонтально.

Добавлено 12.02.2017: в четвертой модели устройства вместо клеммника используется прижимной аудио разъем для подключения датчиков воды. Также вместо пластиковой прижимной планки для фиксации входного кабеля применяется промышленная металлическая скоба.

Добавлено 23.06.2017:
В модели № 5 применил разъем типа "банан", который обеспечивает, пожалуй, самое надежное соединение между датчиком воды и основным модулем системы.

Добавлено 07.09.2017: В модели № 6 сочетаются оба варианта подключения датчиков из моделей 4 и 5. Слева на корпусе расположен прижимной разъём, справа - разъём типа "банан". Эта модель была разработана специально для подключения большого количества датчиков воды (4 и более).

Добавлено 16.01.2018: Модель № 7 - изготавливается на пластиковом основании (вместо фанеры), содержит звуковой модуль и сигнальный светодиод красного цвета.

Добавлено 05.03.2018: В дальнейших модификациях модели №7 прижимная металлическая скоба для фиксации входного провода теперь располагается внутри корпуса, что несколько улучшает внешний вид устройства :)

Добавлено 22.10.2018: Модель № 8 - используется более компактный корпус из пластика очень высокого качества, а также более современный и надежный дифференциальный автомат.

В настоящее время модель №8 является эталонной, и изготавливается мною в свободное время на заказ для желающих обезопасить себя от возможного затопления.

Фиксация входного кабеля внутри корпуса

Фиксация входного кабеля металлической скобой внутри корпуса

Фиксация входного кабеля металлической скобой внутри корпуса

Датчик воды устанавливается в предполагаемом месте прорыва. Количество подключаемых датчиков не ограничено.

Добавлено 02.06.2017:
Как и обещал, выкладываю видео о тестировании моего изобретения :)

Добавлено 14.01.2018:
Небольшое дополнение к предыдущему видеоролику

Ну а в рубрике “Сделай сам!” уже появилась подробная инструкция по созданию системы “СТОП-НАСОС” своими руками! 🙂

Если у вас возникли вопросы или предложения, то напишите мне письмо или оставьте комментарий к этой записи! 🙂

P. S.
Заказать систему защиты от затопления и утечек воды “СТОП-НАСОС” можно на этой странице. 

Также на сайте появился раздел с отзывами, в котором люди делятся впечатлениями от эксплуатации системы “Стоп-насос”, и раздел с исчерпывающим руководством по эксплуатации системы “Стоп-насос”

P.S.S. На базе данного устройства была создана более компактная система защиты от перелива воды “СТОП-НАСОС Мини”, о которой подробно написано в этой статье