ТЕМА: Система АнтиПотоп

Неделю назад у меня произошла утечка проточного нагревателя. Хорошо, что был выходной день. Залил соседей не сильно. Поиски в Интернете дали только готовые покупные устройства, которые довольно дорогие. Кроме того такие покупные плохи тем, что являются "закрытыми устройствами", которые не совсем понятно как ремонтировать, если откажет. Думаю, что тема близка всем, кто живет в многоэтажке. Сейчас искусственный потоп может обойтись дорого. При более детальном рассмотрении покупных "антипотопов" на фото и видео в Ютубе, обнаружил, что в большинстве своем они выполнены на основе шарового вентиля с мотор-редуктором. В качестве датчиков протечки могут быть использованы простейшие контактные на замыкание водой, или более навороченные. Кроме контактных бывают еще с использованием радиосвязи. Поскольку в программировании контроллеров не разбираюсь, я накидал схему на дискретных элементах. Если делать на контроллере, то можно взять ее за основу. Ниже схема и описание. Функционал работы конечно можно дополнить, например функцией передергивания вентиля раз в неделю, чтобы не закисал, проверки состояния батарей резервного питания, возможно на следующих шагах работой с датчиками на основе радиомодулей. Есть некоторые технические вопросы по конструкции, которые хотелось бы обсудить:
- нужно ли наличие резервного питания, если ДА, то как его обеспечить при напряжении двигателя =24в
- вентиль с мотор-редуктором на мой взгляд лучше не покупать, а делать самостоятельно на основе обычного сантехнического вентиля. На этом сайте есть статья "Моторизированный, шаровый кран". конструкция мотор-редуктора которого может быть использована. Его без труда можно заменить при выходе из строя.
Ниже привожу идею схемы и описание. Если кого заинтересует, буду просить уважаемого Soir написать прошивку для контроллера Atmega8 (уже имеется штук пять в наличии). Я надеюсь, что ТЗ смогу написать.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ:

как то сложно это все

Конкретно в вашей теме я вряд ли могу помочь, только выскажу мнение по этому поводу.
Самому сделать надежное с одного раза, дело не простое, и по цене если покупать все-все комплектующие точно дешевле не обойдется.
Резервное питание для одного этого устройства , точно будет накладно, да и сейчас как то времена настали что электричество перестали временно отключать совсем, у нас тут например последние года три не выключалось ни разу, (наверно весь штат электриков сменился которые баловались "шабашками":)).
И думаю самая главная надежность, зависит от датчика "потопа", он там где то внизу будет без присмотра, насекомые или откуда не возьмись, небольшая влажность, окислят контакты...
В общем если датчик не сработает, никакое резервное питание не поможет.
Наверное в таком случае придется делать ежегодное ТО датчику.

Вы правы, сложно. Еще и с механикой придется возиться. У меня самого не очень большое желание делать что-то хозяйственное вместо хобби поделок, но когда есть опасность залить десяток квартир под тобой, то начинаешь шевелиться. Вроде и за трубами дома слежу. Все шланги в оплетках заменил, так водонагреватель потек. Продаваемые в Интернете промышленные системы работают. Люди пишут, что уже несколько раз их спасали от проблемы, но цена нормальной 8-12 тыс.грн. Да и стараюсь по минимуму использовать то, что немогу отремонтировать самому.
Кстати тема этой конструкции не избитая. В Интернете любительских с хорошим функционалом не находил. Есть только промышленные. Технические сложности преодолеть можно коллективным разумом. Для начала я накидал схему на реле и транзисторах. Можно конечно и ее сделать, но хотелось бы некоторых функций добавить. Тут контроллер нужен.
Датчики действительно нужно будет периодически осматривать. В простейшем случае это пара контактов из нержавейки внутри пластиковой коробочки. Такие по принципу работают даже внутри емкостей с водой, управляя насосами. Будут работать и здесь.

После того, как лопнул турецкий силуминовый кран и устроил потом, установил датчик протечки. Он работает только на звуковую сигнализацию. Интегрирован в небольшой контроллер, который управляет освещением в санузле, работой вытяжки и по ходу еще имеет несколько дополнительных функций (термометр, часы...).
Сам датчик - гетинаксовая пластина с протравленными дорожками. Усилитель - один транзистор.

Недостатки - медные дорожки датчика окисляются со временем (установлен в самом критическом месте узла, где возможна влажность из-за конденсации воды на трубах и попадание испарений). Облудил, но это не сильно спасает. Поэтому действительно лучше изготавливать его из нержавеющей стали.
Второй недостаток тоже связан с установкой. В том самом месте затруднен доступ, а датчик действительно требует периодического ухода - пыль, то же самое окисление...
В итоге бывают ложные срабатывания, которые как раз и сигнализируют, что требуется провести датчику ТО.

А в целом, очень полезная штука и уже выручала. Срабатывает датчик даже от одной капли воды. Вот только все никак руки не доходят, чтобы довести до ума.

Можно позаимствовать у промышленных устройств некоторые интересные идеи и сделать свою "полезную штуку"?
Например видел в одном промышленном "антипотопе" конструкцию датчика у которого нержавеющие электроды вертикальные. Получается, что плата в воздухе на некотором расстоянии от пола. Ее можно залить герметиком, откуда будут торчать только 2 электрода, направленные к полу. Нужно будет предварительно обговорить функционал. Также в последствии можно будет применить RF модули 433МГц, чтобы не дырявить проводами датчиков стены.
Уважаемый Soir, может все таки возьметесь за написание программы для такой полезной для многих штуки?
ТЗ я смогу сочинить, найду время и для макетирования.

olgsem пише: Сочиняйте, когда увижу ТЗ, тогда и скажу - возьмусь или нет.

Тут блін да. А коли сусід зверху налиє, ото біда.

Поддерживаю эту тему. Давно хочу сделать такой прибор, но руки дошли только до такого смотрите фото. Сделал Антипотоп из пожарного датчика, если вода попала на 2 любых контакта прибор начинает пищать и в такт загорается светодиод. Конечно это поможет вам если вы дома, а если нет то это проблема.
В задумке была такая идея: Контроллер примерно на 7 датчиков - туалет, ванная, кухня и 4 в запасе можно на отопление зал, спальня и тд. У контроллера 1 выход на горячую и холодную воду, перекрывать надо сразу 2 крана. Плюс сигнализация световая и звуковая. И дополнить контроллер GSM модулем отправка SMS. Так же хотел сразу чтобы этот контроллер имел и другие функции. Оснастить его датчиком влажности что бы поддерживать влажность в ванной. Утечка газа на кухни и вентиляция в туалете.

andros77, не усложняйте, контролер конечно это даже не андроид, но может все что вы перечислили.
Только увязать гармонично все функции в одно целое это курсовая на красный диплом..
Я могу быть и не прав возможно, все эти подробности взаимосвязей вы за один раз и опишите, все равно сомневаюсь.
Главная задача достоверно обнаружить "потоп" и "аккуратно" закрыть кран.
Остальное все уже второстепенно, мигать сигналить и т.д.

Или "light" вариант только сигнализация + GSM , при поступлении сигнала, если вы дома сами зароете кран, или будете звонить жене, свату, брату и т.д., чтобы примчались и перекрыли воду.
К счастью потоп случается нечасто, по сравнению с абонплатой GSM связи.
Так как абонплата постепенно растет, возможно придется чуть подтянуть пояс ))))

Всё что я написал это моя задумка и я не просил всё это делать. Предложил как вариант. Просто это всё в быту надо и что бы не городить всё по отдельности можно сделать в одном. А GSM пакет из 50 СМС у нас стоит 0.4$

Oto вы правы. Замахнешься на максимум хотелок, не получится ничего. Ниже предлагаю к рассмотрению описание принципов построения такого устройства. После обсуждения такого описания и корректировок составлю ТЗ с описанием функционирования и схемы.

---

1) управляющий модуль - контроллер Atmega 8A (DIP)

2) входные устройства:
- проводные датчики протечки, на выходе которых ключевой транзистор. Количество датчиков 3 (или 4 при наличии свободных входов). Если нужно больше, можно просто включать их параллельно.
Срабатывание датчика - лог."0" на его выходе. Впоследствии возможно применить беспроводные датчики на основе модулей RF 433Мгц.

- кнопки управления работой и режимами устройства

- конечные выключатели или сигнал датчика Холла о положении вентиля ВКЛ/ВЫКЛ (2шт) - лог. "0" при срабатывании к.в. или датчика Холла.

3) выходные устройства:

- двигатель управления вентилем. Здесь нужно рассмотреть применение таких вариантов:
а) двигатель постоянного тока. Вращение одностороннее. Для него просто сигнал On/ Off, управляющий включением реле или силового транзисторного ключа. При этом двигатель будет крутиться с постоянной скоростью. Такое решение подходит для тихоходных мотор-редукторов с низкими оборотами на их выходе, чтобы не было проскакивания конечников. В этом варианте также можно применять синхронные двигатели на 220в от микроволновок.
б) двигатель постоянного тока, вращение также одностороннее (без реверса), но используется ШИМ сигнал с целью управления оборотами. Сначала можно крутить быстро, а при подходе к конечникам - замедлять.
Время и ширина импульсов меняем в настройках. На выходе мощный транзисторный ключ.
в) реверсивное управление двигателем постоянного тока. Нужно обсудить необходимость такого варианта. При этом придется управлять уже не просто ключом, а драйвером.
г) шаговый двигатель. Управление с помощью сигналов STEP/ DIRECTION. Параметры меняем в настройках
Неплохо предусмотреть возможность в настройках менять тип выходного устройства из вышеперечисленных, что сделает его доступным для многих.

- цифровая индикация- семисегментные индикаторы (2 или 3 шт)- необходима для настроек параметров управления и индикации сигналов. После окончания установок, она гаснет по истечении 3-4 сек.

- выход (1 линия) - лог. 0/1 для подключения любых исполнительных устройств, например бипера, сирены сигнализации. Появляется низкий уровень при наличии воды на одном из датчиков протечки. Индикация также горит, если сработал один из датчиков протечки.

---

Функции устройства:

В процессе работы контролирует состояние датчиков и кнопок. При получении сигнала от датчика, на индикатор выводится мигающее сообщение об аварии с номером датчика, на котором вода
и включает привод вентиля до получения сигнала "закрыто" от конечника двигателя. Если залитых датчиков несколько, выводит последовательно их номера.

Открывание вентиля автоматически не происходит, а только при нажатии кнопки "открыть". Если при этом один из датчиков мокрый, то открывание не будет выполняться.
Кнопкой "закрыть", можно закрыть вентиль, независимо от состояния датчиков.

Раз в две недели устройство производит отключение-включение крана с целью избежания его прихватывания и закисания.
Имеется возможность входа в режим настроек с целью изменения параметров работы.

Сразу несколько замечаний, прошу учесть их при составлении ТЗ.
1. Не нужно стараться сделать универсальное устройство, которое устроит всех или многих. Во-первых, это утопия. А во-вторых, усложняет программу, настройки и эксплуатацию. Поэтому сразу определяйтесь с типом двигателя, настройками и т.п., которые нужны конкретно Вам.
2. Кроме концевиков, возможно следует предусмотреть установку длительности работы двигателя, на случай, если концевик откажет.
3. Не думаю, что прокручивать кран раз в две недели, хорошая идея. Да еще и в автоматическом режиме.
а) это может произойти в самый неподходящий момент.
б) происходит без контроля со стороны пользователя.
в) увеличивается износ механических подвижных частей.

Soir пише:
С контролем времени работы двигателя идея понравилась. Думаю оптимальным будет время чуть больше двух полных оборотов вентиля.

Идею проворота крана раз в две недели я взял с какого-то промышленного устройства. Наверное действительно лучше, чтобы это было под контролем, т.е. делаем это вручную, если нужно.

olgsem пише: Можно сделать напоминалку (сигнализацию), а пользователь уже сам принимает решение когда это делать, стоит ли делать вообще, какие принять меры предосторожности и т.п...

Уважаемый Soir. ТЗ я сочинил. Высылаю для ознакомления. Схема здесь приведена только имеющейся у меня готовой платы, которую смогу использовать в качестве макетки, если ей будет соответствовать распиновка сигналов в программе контроллера. Полную схему сделаю чуть позже. Все остальное вроде описал подробно в ТЗ.

У ATMEGA8 доступных для общего назначения 22 вывода.
По Вашей схеме: 2 вывода - кварц, 11 выводов - индикатор, 1 вывод - управление мотором, 1 вывод - PWM, 3 вывода - кнопки, 2 вывода - концевики, 1 вывод - управление нагрузкой. Вроде ничего не пропустил, но пересчитайте сами. Итого: 21 вывод. Для датчика остается 1 вывод.

Если так правильно, значит будет один датчик или несколько датчиков на одном входе, но их нельзя будет распознать. Поэтому Вам следует внести соответствующие изменения в ТЗ.

Или искать свободные выводы. Например, можно отказаться от кварца - 2 вывода.
Можно совместить некоторые выводы. Например, кнопки подключить к выводам индикатора - 3 вывода. Можно и концевики к выводам индикатора - 2 вывода.
Можно изменить схему подключения индикатора - использовать промежуточную микросхему, например, 74HC595. Тогда освободится 5 выводов.

В этом вопросе выбор за Вами. А мне для начала работы над проектом, нужно знать распределение выводов МК.

Вы все правильно описали. Можно пожертвовать кварцем. Вроде бы сильно точных временных интервалов здесь не нужно. Для датчиков нужно минимум 3шт раздельных входов. Если будут какие-то аналогичные проблемы, лучше всего посадить кнопки на выводы индикатора. Промежуточную микросхему очень желательно не использовать.

Собрал проект, распределил выводы, посмотрите. В проекте работает индикация и настройки, больше ничего. Вход в настройки - удержание кнопки SET более 2 сек.

Теперь по алгоритму.
Не вникал, что за привод будет управлять каким краном, но очень сомневаюсь, что вот эти все разгоны-торможения будут адекватно работать. Если будут работать вообще.

Поскольку контроллер отслеживает только конечные положения, то работа по времени является весьма неточной. Разве что гарантировано точное время полного хода привода. Но скорее всего время будет зависеть от многих внешних факторов и всегда будет разное. Поэтому, теоретически, закрыться вентиль может как на стадии торможения, так и на стадии закрытия, а может даже и на стадии разгона. А может и не закрыться, так как на стадии разгона может и не стронуться с места.
На начальном этапе (разгон), как правило делают совсем наоборот. Нужно сделать толчок, чтобы преодолеть момент инерции и сорвать привод с места. То есть, сразу подается 100% (или около этого), а потом уже выход на заданное значение. У меня даже куллер на блоке питания стартует только с 40%, так у него механическое сопротивление почти нулевое.
Тут уточните, это еще дополнительно два оборота?

Вопросы еще есть и будут по мере написания прошивки - я только бегло прошелся по алгоритму, но пока давайте согласуем схему.

Soir пише:
Проверил. Моей схеме соответствует. В Протеусе прогнал. Тоже вроде нормально: все настройки работают. Каждой кнопкой увеличивает показания до 99. У меня вопрос: в Протеусе есть кнопки PLUS MINUS. Мы говорили, что эту функцию в режиме настроек выполняют OPEN CLOSE. Это так надо для работы симулятора?

Что касается работы двигателя по трем участкам: разгон_устоявшийся_торможение, действительно могут быть разные варианты в работе устройства. Во всяком случае есть возможность настраивать как захочется. Можно выставить ШИМ у всех на 99% и не будет разницы где какой участок. Можно дать максимум оборотов при старте. По всей видимости все будет зависеть от конкретного привода, а инструмент настроек под него будет обеспечен программой.

Что касается двух оборотов после ненахождения конечника, по идее алгоритм такой: вентиль был например в положении OPEN. Поступила команда CLOSE. Вращается, не находит CLOSE. Продолжает вращаться и опять получает сигнал OPEN. От этого момента делает два оборота пытаясь заставить конечник сработать. Т.е. еще дважды получает сигнал OPEN, при этом ожидая между ними CLOSE. Если получил ожидаемый CLOSE, то на нем останавливается. Если не получил, то может быть такие варианты (хочу это обсудить):
- от момента последнего OPEN крутится по времени равному H2. Это как бы попытка хоть как закрыть/открыть вентиль без конечника. Включает сигнал "Авария"
- остановился на сработавшем OPEN и включил сигнал "Авария" (вариант менее предпочтительный)

olgsem пише: Кнопки - PLUS, MINUS, SET. Конечники - OPEN, CLOSE. Так в ТЗ. Кнопки PLUS, MINUS также будут выполнять функцию открыть/закрыть, когда будет прописан алгоритм.

olgsem пише: Поскольку кран не будет иметь механического крайнего положения - упора, то из-за разных скоростей работы весь этот алгоритм на случай отказа конечника становится вообще бесполезным, а может даже вредным.

Находясь в открытом положении, получив команду "Закрыть" и не найдя конечника есть хоть какой то шанс закрыть по времени проворота. Хуже, чем положение "открыто" при отказе конечника "закрыто" все равно не может быть. Соберем - увидим.

olgsem пише: Шанс есть, если остановиться на первом круге. Чем больше кругов, тем больше шансов промахнуться.
Да и вообще непонятно, с какой скоростью должен вращаться двигатель. Допустим отработал разгон, вращение, торможение - а концевика нет. Дальше как, на какой скорости крутить до концевика "Открыто"? Потом снова разгон, ... торможение? Наверняка это будет уже другое время.

olgsem пише: Нет, так не пойдет. Давайте все продумаем и сделаем с первого раза. Не факт, что у меня будет желание-время переписывать алгоритм.

Что касается скорости вращения после проскока конечника, то наверное нет смысла начинать со стартовой скорости. Двигатель то до этого не останавливался. Так что крутим на рабочей, а вот торможение по идее все равно нужно. Т.е. заменяем скорость разгонного участка рабочей скоростью, если есть признак проскакивания конечника.

olgsem пише: Но ведь тогда будет совсем другой поворот - однозначно кран перекрутится.


P.S.
Если бы делал для себя, то поступил бы следующим образом.
1. Кран (вентиль) имеет упоры в крайних положениях.
2. Привод реверсивный. Или автоматика только на закрытие, открытие вручную.
3. Конечники, если ставить, то настраиваются чуть раньше крайнего положения. После срабатывания еще какое-то время двигатель докручивает. Если не срабатывает, то работает заданное время. Можно установить датчик тока, чтобы определять остановку двигателя.
4. Все эти разгоны, торможения... скорее вред, чем польза. Работа двигателя по принципу: включен-выключен.
5. Если говорить о наворотах, то установить счетчик воды, оборудованный электронным датчиком. Можно и воду считать, и контролировать перекрытие.
Как-то так...