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

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

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

Allgemeine Beschreibung des Systems

Es gibt zwei Haupttopologien für Auslaufschutzsysteme. Der Hauptunterschied zwischen ihnen ist die Methode der Signalübertragung zwischen Sensor, Steuerung und Aktoren. Systeme mit Drahtübertragung sind einfacher und zuverlässiger, aber nicht immer bequem zu verwenden, wenn die Stellen mit wahrscheinlichen Lecks weit voneinander entfernt sind und das Signal aufgrund der beträchtlichen Kabellänge möglicherweise nicht von der Steuerung erkannt wird. Drahtlose Systeme erfordern wiederum keine Verkabelung, so dass dekorative Oberflächenbeschichtungen während der Installation nicht beschädigt werden, aber ein solcher Schutz ist teurer.

In verdrahteten Systemen erfolgt die Kommunikation zwischen dem Lecksensor und der Steuerung über ein dreiadriges Kabel. Zusätzlich werden ausführende Geräte an den Steuerausgang der Steuerung angeschlossen: elektrische Absperrventile, Licht- und Schallalarmgeräte. Falls gewünscht, kann das Schema durch Kommunikationsgeräte ergänzt werden, um den Benutzer über ein mobiles oder drahtloses Heimnetzwerk zu alarmieren.

Schematische Darstellung des Schutzes vor WasserlecksSchematische Darstellung des Schutzes gegen Wasserlecks: 1 – Steuergerät; 2 – Funkmodul; 3 – elektrischer Kugelantrieb; 4 – Einlasshähne; 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 häufig 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 Geräte, einschließlich handwerklicher, verwendet werden. Im Allgemeinen können drei Optionen vorgeschlagen werden.

Relaismodule sind die einfachste Klasse von Steuergeräten 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 Rückstellung zu versehen, um ihn im Notfallmodus zu halten. Dies ist jedoch die kostengünstigste Option für 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 Steuergeräte, mit denen Sie komplexere Algorithmen für das Leckschutzsystem implementieren und mit anderen Automatisierungssystemen verbinden können. Für 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 Kanäle einer Hausautomationssteuerung oder eines Feuer- und Sicherheitsalarms kann zum Anschließen eines Hochwassersensors verwendet werden. Das einzige Problem ist die Nichtübereinstimmung der Art oder des Pegels des Signals am Ausgang des Sensors, so dass es häufig erforderlich wird, die Schaltung mit einem Verstärker oder einem einkanaligen diskreten Wandler zu ergänzen..

Auslaufschutzsystem auf ArduinoEin Beispiel für ein Auslaufschutzschema auf einem Arduino

Das einfachste Steuergerät kann mit Ihren eigenen Händen aus gängigen elektronischen Bauteilen hergestellt werden. Die Verstärkung 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 Zünden zu vermeiden. Es ist ratsam, die Schaltung zu ergänzen: 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 Schlüssel offen zu halten. Im offenen Stromkreis des Shunts muss eine Auslösetaste zum Zurücksetzen des Unfalls installiert werden. Eine solche Schaltung kann eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Transistoren aufweisen und dementsprechend eine Anzahl von ausführenden Vorrichtungen und Anzeigen steuern..

Lecksensoren

Der Lecksucher verfügt über eine einfache, wenn nicht primitive Vorrichtung. Seine zwei Hauptelemente sind ein nasses Elektrodenpaar, das den Stromkreis schließt, sowie ein Signalverstärker, bei dem es sich normalerweise um einen Bipolartransistor mit niedrigem Sättigungsstrom handelt. Der Sensor wird über zwei Drähte mit Strom versorgt, der dritte dient zur Übertragung des Alarmsignals an die Steuereinheit. Einige Sensoren verfügen über integrierte Schall- und Lichtsignalgeräte, und ein galvanisch getrennter Schalter in Form eines Relais kann auch in einem Gehäuse installiert werden, um den Aktuator direkt mit Strom zu versorgen.

Gerät für Wasserlecksensoren GIDROLOCKGerät für Wasserlecksensoren GIDROLOCK

Am weitesten verbreitet sind vor allem aufgrund ihrer geringen Kosten (ca. 500 Rubel / Stück) die Sensoren „H2O Contact“, „Aquarius-R“ und Equation. Sie verfügen über mehrere Versionen zum Anschließen sowohl an analoge Eingänge von Steuergeräten als auch an Eingänge 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 Geräte. 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 für den Anschluss an universelle Funkempfänger 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 Hilfsgeräte

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

Kugelhähne mit Motor werden nach einem Dreileiterstromkreis gesteuert, so dass sie häufig nur in Systemen verwendet werden können, die von einer vollwertigen Steuerung gesteuert werden, da zusätzlich zum Schließsignal ein Öffnungssignal erforderlich ist, wenn das System wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird. Das zu öffnende Signal kann jedoch über den Rückkontakt des Relais oder manuell über die Taste gegeben werden – eine Art Ersatz für das Zurücksetzen 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 während 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 für WasserMagnetventil für Wasser

Stellantriebe müssen nicht spezialisiert sein, Wasserhähne oder Ventile für Sanitärsysteme sind ausreichend. Es ist jedoch erforderlich, auf den Betriebsspannungsbereich zu achten, da einige Relaismodule keinen Gleichstrom steuern können und die Schaltausgänge 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 Empfänger, z. B. die MX-Serie mit 433 MHz, stellt mithilfe von Geräten, die für Gebäudesysteme mit Kabelkommunikation ausgelegt sind, eine drahtlose Verbindung zwischen Sensor und Steuereinheit her.
  2. Verstärker und Signalmodulatoren sind so ausgelegt, dass sie die Logikpegel zwischen Sensoren und einer Steuereinheit anpassen. Als Verstärker die beliebtesten Einplatinenmodule auf Basis der LM358-Mikroschaltung zur Signalumwandlung – modularer DAC / ADC auf PCF8591.
  3. Zwischenrelais sind nützlich, wenn die Relaisgruppe der Steuereinheit das Schalten signifikanter Ströme nicht zulässt. Die am meisten bevorzugten Relais sind für 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 vollständig kompatibel, die Steckverbinder passen zueinander, es gibt detaillierte Anweisungen. Baugruppen einer individuellen Konfiguration sind schwieriger zu implementieren. Berücksichtigen 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 müssen fest auf den Boden gedrückt werden. Das Kabel vom Sensor wird entlang der Wand zu einem kleinen Kunststoffgehäuse geführt, in dem sich der Funksender und das Netzteil befinden.

DIY LeckschutzsystemSchaltplan für Leckagesystem mit zwei Sensoren und drahtloser Kommunikation

Der Funkempfänger MX-05V wird in der Nähe des Steuergeräts installiert, bei dem es sich um das programmierbare Relaismodul FRM01 handelt. Der RX-Anschluss des Funkempfängers ist mit dem IN-Eingang des LM358-Verstärkermoduls verbunden, die GND- und VCC-Anschlüsse sind mit der negativen und positiven 5-V-Stromversorgung verbunden. Das Verstärkermodul benötigt außerdem 12 V-Strom über die VCC- und GND-Anschlüsse. Der Ausgang des Verstärkermoduls ist mit dem Eingangsanschluss des IN-Relaismoduls verbunden, der ebenfalls mit einer 12-V-Stromversorgung verbunden ist (der Stromkreis ist gegen Polaritätsumkehr geschützt)..

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 gemäß den Anweisungen konfiguriert werden – Funktion Nr. 10 einstellen. Wie Sie sehen, benötigt die gesamte Baugruppe drei Spannungspegel für den Betrieb. Dies wird durch den Kauf mehrerer billiger Netzteile für 5, 12 und 24 V gelöst, letztere mit einem Strom von bis zu 2 A..

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