Do-it-yourself-Schutz gegen Wasserlecks fĂŒr Ihr Zuhause

In einem Landhaus, das insbesondere nicht fĂŒr einen dauerhaften Aufenthalt vorgesehen ist, kann ein Leck aus einem Wasserversorgungssystem schwerwiegende Folgen haben. Es gibt viele vorgefertigte Lösungen auf dem Markt fĂŒr Sicherheitssysteme. Heute werden wir jedoch ĂŒber die Selbstkonstruktion eines Auslaufschutzsystems sprechen.

Do-it-yourself-Schutz gegen Wasserlecks fĂŒr Ihr Zuhause

Allgemeine Beschreibung des Systems

Es gibt zwei Haupttopologien fĂŒr Auslaufschutzsysteme. Der Hauptunterschied zwischen ihnen ist die Methode der SignalĂŒbertragung zwischen Sensor, Steuerung und Aktoren. Systeme mit DrahtĂŒbertragung sind einfacher und zuverlĂ€ssiger, aber nicht immer bequem zu verwenden, wenn die Stellen mit wahrscheinlichen Lecks weit voneinander entfernt sind und das Signal aufgrund der betrĂ€chtlichen KabellĂ€nge möglicherweise nicht von der Steuerung erkannt wird. Drahtlose Systeme erfordern wiederum keine Verkabelung, so dass dekorative OberflĂ€chenbeschichtungen wĂ€hrend der Installation nicht beschĂ€digt werden, aber ein solcher Schutz ist teurer.

In verdrahteten Systemen erfolgt die Kommunikation zwischen dem Lecksensor und der Steuerung ĂŒber ein dreiadriges Kabel. ZusĂ€tzlich werden ausfĂŒhrende GerĂ€te an den Steuerausgang der Steuerung angeschlossen: elektrische Absperrventile, Licht- und SchallalarmgerĂ€te. Falls gewĂŒnscht, kann das Schema durch KommunikationsgerĂ€te ergĂ€nzt werden, um den Benutzer ĂŒber ein mobiles oder drahtloses Heimnetzwerk zu alarmieren.

Schematische Darstellung des Schutzes vor WasserlecksSchematische Darstellung des Schutzes gegen Wasserlecks: 1 – SteuergerĂ€t; 2 – Funkmodul; 3 – elektrischer Kugelantrieb; 4 – EinlasshĂ€hne; 5 – verdrahtete Sensoren; 6 – Funksensoren

Der Hauptunterschied zwischen dem drahtlosen System besteht darin, dass zusammen mit dem Hochwassersensor ein Funkkommunikationsmodul installiert ist. Dies erfordert keine Kabelverbindung zwischen der Steuerung und dem Sensor, aber der Lecksucher selbst und der Sender benötigen eine stabilisierte Stromversorgung von einer externen Einheit oder einer Batterie. Die Verriegelungsventile können auch per Funk gesteuert werden, dies ist jedoch hÀufig nicht erforderlich, da die Installation der Steuerung neben dem Stellantrieb wesentlich einfacher ist.

Controller-Auswahl

Das Gehirn des Systems ist eine elektronische Steuereinheit. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Änderung des Signalpegels vom Sensor genau zu erkennen und Spannung an den Aktuator anzulegen. In diesem Fall ist es wichtig, dass die Steuerung die Funktion hat, aus dem Notfallmodus wiederherzustellen, nachdem die Ursache des Lecks beseitigt wurde. Wie Sie sehen können, ist die Logik des Controllers recht einfach, und daher können auch die einfachsten GerĂ€te, einschließlich handwerklicher, verwendet werden. Im Allgemeinen können drei Optionen vorgeschlagen werden.

Relaismodule sind die einfachste Klasse von SteuergerĂ€ten zum Anschließen eines oder zweier Sensoren. Es gibt eine Reihe von Nachteilen: das Fehlen einer Zustandserhaltung beim Ausschalten der Stromversorgung, die Notwendigkeit, das Signal vom Sensor auf den richtigen Pegel umzuwandeln und den Stromkreis mit einem Bypass mit manueller RĂŒckstellung zu versehen, um ihn im Notfallmodus zu halten. Dies ist jedoch die kostengĂŒnstigste Option fĂŒr den Bau einer Rennstrecke. Geeignete Lösungen umfassen Omron-Relaismodule und Arduino-Erweiterungskarten sowie teurere programmierbare OVEN PR110-Relais zum Anschluss von bis zu 12 Sensoren.

Programmierbares Relais ARIES PR110Programmierbares Relais ARIES PR110

Speicherprogrammierbare Steuerungen sind die vielseitigsten SteuergerĂ€te, mit denen Sie komplexere Algorithmen fĂŒr das Leckschutzsystem implementieren und mit anderen Automatisierungssystemen verbinden können. FĂŒr die gleichen Zwecke können billige Einplatinencomputer wie Arduino verwendet werden, mit deren Hilfe Funktionen wie das erzwungene Ablassen von Wasser aus dem Tank einer Waschmaschine implementiert werden können..

Einer der KanĂ€le einer Hausautomationssteuerung oder eines Feuer- und Sicherheitsalarms kann zum Anschließen eines Hochwassersensors verwendet werden. Das einzige Problem ist die NichtĂŒbereinstimmung der Art oder des Pegels des Signals am Ausgang des Sensors, so dass es hĂ€ufig erforderlich wird, die Schaltung mit einem VerstĂ€rker oder einem einkanaligen diskreten Wandler zu ergĂ€nzen..

Auslaufschutzsystem auf ArduinoEin Beispiel fĂŒr ein Auslaufschutzschema auf einem Arduino

Das einfachste SteuergerĂ€t kann mit Ihren eigenen HĂ€nden aus gĂ€ngigen elektronischen Bauteilen hergestellt werden. Die VerstĂ€rkung des Signals vom Sensor kann an Transistoren mit der Bezeichnung Logic Level (IRL-Serie) implementiert werden, die zur Steuerung sehr niedrige Spannungen (ca. 2-3 V) verwenden und bis zu 20 A Laststrom schalten können. Zwischen dem Gate und der Source ist ein Pull-up-Widerstand von 300 bis 500 Ohm installiert, um ein versehentliches ZĂŒnden zu vermeiden. Es ist ratsam, die Schaltung zu ergĂ€nzen: Begrenzen Sie das Steuersignal mit einer Zenerdiode auf 50–70% der maximalen Gate-Source-Spannung und stellen Sie einen Shunt mit einem Spannungsteiler zwischen Source und Gate bereit, um den SchlĂŒssel offen zu halten. Im offenen Stromkreis des Shunts muss eine Auslösetaste zum ZurĂŒcksetzen des Unfalls installiert werden. Eine solche Schaltung kann eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Transistoren aufweisen und dementsprechend eine Anzahl von ausfĂŒhrenden Vorrichtungen und Anzeigen steuern..

Lecksensoren

Der Lecksucher verfĂŒgt ĂŒber eine einfache, wenn nicht primitive Vorrichtung. Seine zwei Hauptelemente sind ein nasses Elektrodenpaar, das den Stromkreis schließt, sowie ein SignalverstĂ€rker, bei dem es sich normalerweise um einen Bipolartransistor mit niedrigem SĂ€ttigungsstrom handelt. Der Sensor wird ĂŒber zwei DrĂ€hte mit Strom versorgt, der dritte dient zur Übertragung des Alarmsignals an die Steuereinheit. Einige Sensoren verfĂŒgen ĂŒber integrierte Schall- und LichtsignalgerĂ€te, und ein galvanisch getrennter Schalter in Form eines Relais kann auch in einem GehĂ€use installiert werden, um den Aktuator direkt mit Strom zu versorgen.

GerĂ€t fĂŒr Wasserlecksensoren GIDROLOCKGerĂ€t fĂŒr Wasserlecksensoren GIDROLOCK

Am weitesten verbreitet sind vor allem aufgrund ihrer geringen Kosten (ca. 500 Rubel / StĂŒck) die Sensoren „H2O Contact“, „Aquarius-R“ und Equation. Sie verfĂŒgen ĂŒber mehrere Versionen zum Anschließen sowohl an analoge EingĂ€nge von SteuergerĂ€ten als auch an EingĂ€nge vom Typ „Trockenkontakt“ in normalerweise offenem und normalerweise geschlossenem Zustand. Die Detektoren haben eine eingebaute Signalanzeige, aber ihr Hauptnachteil ist, dass sie keine signifikante Last schalten können, dh sie können Ventile nicht direkt steuern.

WasserlecksensorenWasserlecksensoren: 1 – „Vodoley-R“; 2 – „H2O-Kontakt“; 3 – Gleichung

Fortgeschrittenere, aber auch teurere Sensoren (von 1,5 bis 2,5 Tausend Rubel) – Ajax LeaksProtect, Ezviz T10, Neptun RSW + und andere drahtlose GerĂ€te. In der Regel werden diese Detektoren von einer Batterie vom Typ „Krona“ gespeist. Bei einigen Modellen kann die Batterielebensdauer bis zu zwei Jahre betragen. Die meisten Detektoren sind als Teil des Schutzsystems desselben Herstellers ausgelegt. Bei einigen wird die Betriebsfrequenz angezeigt und es ist möglich, sie fĂŒr den Anschluss an universelle FunkempfĂ€nger zu konfigurieren. Ein bestimmter Teil der autonomen Modelle arbeitet im Alarmmodus – piept oder sendet eine Benachrichtigung per Mobilkommunikation, wenn ein Leck erkannt wird.

Drahtlose WasserlecksensorenDrahtlose Wasserlecksensoren: 1 – Ajax LeaksProtect; 2 – Ezviz T10; 3 – Neptun RSW+

Am beliebtesten sind im Alltag nicht einzelne Sensoren, sondern Kits zur Installation von Leckschutzsystemen. Sie können bis zu drei Sensoren, ein oder zwei elektrische Ventile, eine Stromversorgung und eine zentrale Steuereinheit umfassen. Solche Kits werden unter den Marken Neptun, Aquastorozh und Gidrolock auf den Markt gebracht.

Wasserleckschutzsystem AquastoroSchutzsystem gegen Wasserlecks „Aquastorozh Classic 2×20“

Exekutiv- und HilfsgerÀte

Das dritte Element des Systems ist ein GerÀt, das die Wasserversorgung abschaltet, wenn ein Leck erkannt wird. Zu diesem Zweck werden entweder motorisierte KugelhÀhne oder elektromechanische Ventile verwendet..

KugelhĂ€hne mit Motor werden nach einem Dreileiterstromkreis gesteuert, so dass sie hĂ€ufig nur in Systemen verwendet werden können, die von einer vollwertigen Steuerung gesteuert werden, da zusĂ€tzlich zum Schließsignal ein Öffnungssignal erforderlich ist, wenn das System wieder in seinen ursprĂŒnglichen Zustand versetzt wird. Das zu öffnende Signal kann jedoch ĂŒber den RĂŒckkontakt des Relais oder manuell ĂŒber die Taste gegeben werden – eine Art Ersatz fĂŒr das ZurĂŒcksetzen des Alarms.

Kugelhahn mit elektrischem GIDROLOCK PROFESSIONALKugelhahn mit elektrischem GIDROLOCK PROFESSIONAL

Normalerweise wirken offene elektromechanische Ventile einmal, wenn ein Steuersignal angelegt wird, und schließen den Durchfluss. In diesem Fall kann die Spannung am Steuerkanal unbegrenzt bleiben, da der Stromkreis wĂ€hrend des Betriebs durch eine Kontaktgruppe geöffnet wird, die mechanisch mit dem Ventilschaft verbunden ist. Es ist zu beachten, dass das normalerweise geöffnete Ventil nach dem Auslösen des Schutzes auch bei einem Stromausfall in dieser Position bleibt und manuell aufgeladen wird, nachdem das Leck beseitigt ist.

Magnetventil fĂŒr WasserMagnetventil fĂŒr Wasser

Stellantriebe mĂŒssen nicht spezialisiert sein, WasserhĂ€hne oder Ventile fĂŒr SanitĂ€rsysteme sind ausreichend. Es ist jedoch erforderlich, auf den Betriebsspannungsbereich zu achten, da einige Relaismodule keinen Gleichstrom steuern können und die SchaltausgĂ€nge der Steuerungen nur mit begrenzter Spannung und begrenztem Strom arbeiten können.

Es können auch Hilfsvorrichtungen in der Schaltung vorhanden sein:

  1. Funkkommunikationsmodule – Ein Satz aus Sender und EmpfĂ€nger, z. B. die MX-Serie mit 433 MHz, stellt mithilfe von GerĂ€ten, die fĂŒr GebĂ€udesysteme mit Kabelkommunikation ausgelegt sind, eine drahtlose Verbindung zwischen Sensor und Steuereinheit her.
  2. VerstĂ€rker und Signalmodulatoren sind so ausgelegt, dass sie die Logikpegel zwischen Sensoren und einer Steuereinheit anpassen. Als VerstĂ€rker die beliebtesten Einplatinenmodule auf Basis der LM358-Mikroschaltung zur Signalumwandlung – modularer DAC / ADC auf PCF8591.
  3. Zwischenrelais sind nĂŒtzlich, wenn die Relaisgruppe der Steuereinheit das Schalten signifikanter Ströme nicht zulĂ€sst. Die am meisten bevorzugten Relais sind fĂŒr niedrige Steuerspannungen ausgelegt – 24 oder 36 V..

Montage und Installation der Schaltung

Die Installation des Auslaufschutzsystems ist problemlos möglich, wenn ein fertiges Kit verwendet wird: Alle Elemente sind vollstĂ€ndig kompatibel, die Steckverbinder passen zueinander, es gibt detaillierte Anweisungen. Baugruppen einer individuellen Konfiguration sind schwieriger zu implementieren. BerĂŒcksichtigen Sie daher die Topologie eines Schutzsystems mit zwei Sensoren und drahtloser Kommunikation..

Der „H2O-Kontakt“ wird als Hochwassersensor in einer Vierdrahtversion mit normalerweise offenem Kontakt verwendet. Die braunen (+) und weißen (-) Kabel sind an die Stromquelle angeschlossen – eine 9-V-Batterie. Eines der verbleibenden Kabel ist an das Power Plus angeschlossen, das andere an den TX DATA-Pin des MX-FS-03V-Funksenders. Löten Sie 10-15 cm gewickelten Kupferdraht auf das ANT-Pad auf der Senderplatine. Der Sensor wird mit Schrauben oder doppelseitigem Klebeband befestigt, die Elektroden mĂŒssen fest auf den Boden gedrĂŒckt werden. Das Kabel vom Sensor wird entlang der Wand zu einem kleinen KunststoffgehĂ€use gefĂŒhrt, in dem sich der Funksender und das Netzteil befinden.

DIY LeckschutzsystemSchaltplan fĂŒr Leckagesystem mit zwei Sensoren und drahtloser Kommunikation

Der FunkempfĂ€nger MX-05V wird in der NĂ€he des SteuergerĂ€ts installiert, bei dem es sich um das programmierbare Relaismodul FRM01 handelt. Der RX-Anschluss des FunkempfĂ€ngers ist mit dem IN-Eingang des LM358-VerstĂ€rkermoduls verbunden, die GND- und VCC-AnschlĂŒsse sind mit der negativen und positiven 5-V-Stromversorgung verbunden. Das VerstĂ€rkermodul benötigt außerdem 12 V-Strom ĂŒber die VCC- und GND-AnschlĂŒsse. Der Ausgang des VerstĂ€rkermoduls ist mit dem Eingangsanschluss des IN-Relaismoduls verbunden, der ebenfalls mit einer 12-V-Stromversorgung verbunden ist (der Stromkreis ist gegen PolaritĂ€tsumkehr geschĂŒtzt)..

Es wird empfohlen, als Stellantrieb einen Kugelhahn NT9047 mit einer Versorgungsspannung von 24 V zu verwenden, der am Einlass der Wasserleitung installiert ist. Der Neutralleiter des Krans ist mit dem Minus der Stromversorgung verbunden, der Draht des Schließkontakts ist mit dem normalerweise offenen Ausgang des Relais verbunden, der Öffnungskontakt mit dem normalerweise geschlossenen Ausgang. Das Relais muss gemĂ€ĂŸ den Anweisungen konfiguriert werden – Funktion Nr. 10 einstellen. Wie Sie sehen, benötigt die gesamte Baugruppe drei Spannungspegel fĂŒr den Betrieb. Dies wird durch den Kauf mehrerer billiger Netzteile fĂŒr 5, 12 und 24 V gelöst, letztere mit einem Strom von bis zu 2 A..

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