| Датчик защиты от протечек (24.04.2021). |
|
| 2021 - Апрель | |||
| 24.04.2021 08:36 | |||
В рамках разработки самодельной системы защиты от протечек, пришлось изобрести самодельный датчик протечки и датчик температуры: - цена покупных систем завышена в десятки раз: среднячок начинается от 36к + установка; - электрокраны в 7.4 раза дороже, чем на алиэкспрессе (на примере Neptun Bugatti Pro, на примере Gidrolock Winner - в 8.5-9 раз); - покупные датчики воды, в среднем, стоят по 500руб. Как выяснилось, мне потребуется больше 2 десятков - душит жаба (струной, лысая, в черном костюме и с татуировкой "47" на затылке); - самая дешевая система защиты от протечек, без установки, - "Квартира 1 STANDART+ G-LOCK" за 10к. Но не забываем (голосом Фантомаса): производство - Россия. И электропривод - на пальчиковых батарейках (на их же фотографиях видно), при напряжении 6-12В (привет из прошлого: много последовательных покупных батареек - ненадежная система). Держит 200 проводных датчиков по 500руб - что как бы намекает на 100к рублей только за датчики, если их нужно много, например, на коттедж. Концепция самодельного датчика: ультрадешевый, контролирующий воду всей своей поверхностью, только проводной. В случае с беспроводными много факторов риска: порча/разряд элементов питания (не сработает), нарушение беспроводной связи (информация не дойдет), контролируют воду только снизу, не гибкие. В случае с самодельным датчиком: пыль и волосы становятся другом, т.к. не препятствуют проникновению воды в датчик. Видео работоспособности датчика на самодельной системе защиты от протечек за копейки (почти готова): очень малое количество воды заставило его сработать. Если бы вода капала не по линии - сработал бы с задержкой секунд 30. Концепция основана на последовательном соединении резистора-шунта (напряжение на котором контролируется системой) и резистора-датчика (или параллельно соединенной группой резисторов-датчиков). Простой расчет в экселе по законам Ома и Кирхгофа сразу показывает преимущество данной концепции перед покупными системами: подключаемое число датчиков бесконечно (в худшем случае, потребуется коррекция номинала резистора-шунта) - при максимуме в продаваемых покупных системах 4шт.  Вот сам резистор. Даже при таком бешеном окислении десятками лет, дочерна, - успешно отработал, что говорит об отсутствии необходимости обслуживания датчика.  В случае шунта 1МОм подключенные 10 датчиков не приведут к открыванию транзистора с N-каналом, т.к. напряжение будет составлять всего 1.667В (на примере FQPF5N60C - для открытия требуется 2В минимум, на практике - больше 3В). Мало того, только на алиэкспрессе существуют резисторы 22МОм/0.25Вт (91.5руб/100шт) - что позволит даже не меняя номинал шунта 1МОм подключать 22 датчика сразу. Можно считать номинал шунта 0.5МОм границей, когда при замкнутом датчике напряжение на шунте не превысит 3В при питании 5В (то есть, 44 датчика). Но кто мешает использовать напряжение 12В? И чем выше напряжение - тем больше возможностей. Хорошо, по ППБ-С безопасным считается напряжение до 42В - это означает, что безопасный максимум датчиков на 1 шунт 50кОм составит 200шт. Но кто мешает использовать 2 шунта, а не 1? Отсюда и бесконечность числа датчиков. В качестве корпуса датчика используется ватный диск (в тестах использовался ашановский "Каждый день"). Ватный диск, даже если касается воды снизу кончиком и стоит вертикально, - всасывает эту воду в себя и распределяет по всему своему объему. При этом воды потребуется немного. Тело датчика состоит из резистора 10МОм, 2 проводов. Соединение с системой защиты от протечек - пайка. Можно и клеммниками от люстры - но датчик не должен иметь разъемных соединений в принципе: ослабевают винты со временем. Пока корпус сухой - напряжение на 10МОм будет составлять большую величину, относительно резистора-шунта. Когда корпус намокнет - ток побежит в обход резистора-датчика, сопротивление датчика уменьшится до 70-300кОм (вода тоже имеет сопротивление) - что приведет к резкому повышению напряжения на резисторе-шунте. Система регистрирует повышение напряжения - и перекрывает краны. Крепление резистора к ватному диску - с помощью скоб степлера. 4 по периметру диска, 4 по длине резистора (при этом между 2 и 3 скобой защемлен корпус резистора). Чтобы резистор был закреплен последними 4 скобами, нужно условие толщины выводов: мощность резистора не должна превышать 1Вт. Чтобы предотвратить порчу резистора, как на рисунке выше, - оба вывода резистора нужно залудить полностью. Провод от системы защиты от протечек до датчика, самый дешевый и тонкий, - ШТЛП 2С (5.5руб/м в сатурне). В теории, мне его потребуется метров 40 - на практике как бы не вышло 10м. Данный датчик был протестирован механически: трение ногой об пол, прыгание всем весом, смятие с разных сторон. Датчик остался исправен, за исключением отрывания одного из проводов, - значит, при пайке нужно больше олова и более длинный контакт от провода (короткая термоусадка - опционально). Большее пятно паечного контакта также даст возможность вести датчики параллельно не от основания системы защиты, а друг от друга - что даст значительную экономию на проводе. Используется именно высокоомный резистор, а не разрыв: с целью самоконтроля датчиков системой защиты от протечек (при запуске или ежемесячной). Иначе, если рукожопная жена затискает шваброй датчик до разрыва, - система об этом не узнает. Свойства ватного диска позволяют крепить датчик на стену, чтобы касался пола только кончиком (но в этом случае время срабатывания будет дольше). Умеренно влажный диск не срабатывает - только мокрый (но воду всасывает быстро). Места установки данных датчиков в каждой квартире свои, но выделяются основные зоны: - инженерная сантехника (пол, система экстренного слива (если есть)). Соответственно, бетонный пол в зоне инженерной сантехники должен быть вычищен, чтобы ни камешка, ни стеклышка, - и обшит толстой пленкой. Эта пленка и дно вещей будет сохранять неповрежденным (использую эту зону для хранения порошка); - края зоны инженерной сантехники. В моем случае это сквозное отверстие до соседа снизу (так получилось, у предыдущего владельца квартиры, - мне же лучше: вода никогда не выйдет за пределы ванной комнаты); - место крепления гибкой подводки к унитазу. Тупо зафиксировать датчик резинкой; - место крепления стиральной машины к ее шлангу; - смеситель ванной (тупо запихать его под каждое соединение гибкой подводки со смесителем); - 6 углов ванной комнаты (может быть кривой пол, непонятно в какую сторону вода будет собираться); - сифон ванны, раковины, 2 крана раковины; - кухня (сифон, 2 крана, зона в мойке, зона под мойкой со стороны стены, пол). Итого мне нужно: минимум 23 датчика воды (покупная система со своими четырьмя датчиками - нервно курит в сторонке). Чем быстрее будет перекрыта вода (желательно, в месте протечки) - тем меньше шансов, что вода прольется к соседям, если хозяин уехал в Америку на месяц, забыв повернуть краны, - и не убрал пролившуюся воду до срабатывания датчика. Датчик температуры - по такой же концепции: предохранитель серии KSD(-)301 и параллельно припаянный резистор 10МОм. При прикреплении к трубе стояка нужно учитывать, что мешает конвекция воздуха, охлаждающая датчик. Даже в случае приматывания термопредохранителя к трубе армированной лентой и использования термопасты - показываемая температура все равно меньше на 5 градусов, в сравнении с эталонным химическим градусником. То есть, нужен предохранитель 65-70 градусов. Итого мне нужно: 1 датчик температуры. (добавлено 27.04.2021) Производя массово датчики, пришел к оптимальным параметрам резистора (толщина и длина выводов, диаметр корпуса). Если советский ОМЛТ-2 - 0.5Вт, если китайский современный - 1Вт. Если брать резисторы 0.125Вт - что в чиподипе, что на алиэкспрессе (товар-то один и тот же): ножки слишком тонкие и даже после лужения не становятся твердыми - с ними неудобно работать. Спаяв 2 резистора последовательно и согнув их - получается удобный вывод ножек из ватного диска не с двух сторон, а с одной. (добавлено 15.05.2021) Создал датчик из бумажного платочка и резистора: - меньшие размеры; - более жесткий; - выводы удобно выводить именно в одну сторону; - резистор вообще не шевелится; - главное, ради чего все затевалось: вместо 300кОм в намоченном состоянии у ватного диска - 10кОм у платочка. Это дает возможность подключения на 1 канал разрабатываемой системы от протечек не 44 датчика, а 1320 (совсем перестраховываясь, чтобы разница напряжения на шунте была 2.5В). Меньшее сопротивление связано с высокой плотностью платочка, в сравнении с ватным диском. Сопротивление 10кОм возникает кратковременно - но достаточно для срабатывания системы и посыла сигнала перекрытия кранов. Далее сопротивление повышается до 120-370кОм медленно, т.к. вода распределяется по всему объему платочка. При избытке воды после повышения сопротивления до 120-370кОм - становится не выше 50кОм, но больше 10кОм (возможно, потому что разбух).    Платочек точно так же способен всасывать воду снизу вверх, как и ватный диск. После высыхания можно использовать повторно. Но сохнет дольше ватного диска - поэтому, возможно, проще заменить или кратковременно отсоединить от системы. Алгоритм изготовления: - резистору придается С-образная форма; - резистор кладется на короткую сторону платка, заворачивается в нее; - степлером одна из ножек скрепляется с оборачиваемыми частями платка. На рисунке ниже будет ошибка: ножка пронизывается по диагонали, а нужно параллельно ножке, на уровне корпуса резистора; - отрезается верхняя часть платка и пронизывается степлером для фиксации.     Получится как надо с 3 попытки. (добавлено 04.05.2022) Нужно подписывать номинал в мегаомах маркером на поверхности датчика - сразу после его создания. За месяцы после изготовления и экспериментов с ними - напрочь забыл номиналы, а стандартный мультиметр больше 2МОм не видит. (добавлено 09.05.2022) Монтаж датчиков. Изменение концепции датчиков: расположение их в потенциальных местах возникновения воды; а не в местах, куда вода может дотечь оттуда (а может и не дотечь, сменив направление). То есть, не на полу. Покупные датчики за бешеные деньги - ущербны тем, что располагаются на полу. (добавлено 14.05.2022) Диаметр ватного диска 55мм. (добавлено 21.05.2022) Распараллеливание датчиков очень удобно тем, что когда место соединения проводов всех датчиков уже изолировано - можно без проблем проверить сопротивление этой связки, прикоснувшись вольтметром к контактам любого из датчиков. В моем случае 8 датчиков в связке с сопротивлениями 10-10.5МОМ показало общее сопротивление 1.28МОм - и это значение было вписано в скетч системы защиты от протечек. Такой подбор сопротивлений уложился в максимальный диапазон стандартного мультиметра 2МОм. (добавлено 08.06.2022) Ашановские ватные диски по-прежнему стоят 49руб за 120шт. (добавлено 16.06.2022) ШТЛП 2С пропал из розничной продажи. Замена - ШТЛП 2 750руб/100м. (добавлено 07.01.2023) О таком боевом крещении датчика можно было только мечтать. Разложил их везде, в т.ч. в местах соединения канализации. В итоге, датчик заливало водой с говном 3 раза - и он после сушки успешно продолжает свою службу, даже будучи серо-коричневым. И даже не воняет. |
|||
| Обновлено ( 07.01.2023 13:13 ) |