Датчик протечки воды своими руками

Описание и виды датчиков протечки воды, схема для установки и как сделать своими руками

Сбои в работе системы водоснабжения часто приводят к аварийным ситуациям, связанным с образованием течей в различных местах жилых помещений. Если не использовать современное устройство, представляющее собой датчик обнаружения точек протечки воды, в результате можно столкнуться с такими неприятностями, как испорченные мебель, ковер, облицовка стен и пола и немалыми суммами, требуемыми для реставрации. К счастью, сегодня существует сразу несколько типов систем защиты, основанных на данных приборах, позволяющих эффективно контролировать исправность водопроводных труб.

Система защиты от протечек воды своими руками

Можно сделать самому, а можно купить.

Для защиты своего имущества от угрозы затопления/залива водой существуют системы, которые только сигнализируют о протечке воды, но никак ее не перекрывают. Т.е. вы услышите сирену, когда где-то в системе произошла протечка воды, а перекрывать воду вам нужно самим. Система недорогая, есть даже много информации в интернете, как сделать такую сигнализацию о протечке своими руками, но представьте, что в этот момент, когда произошла протечка воды, дома никого нет. Вывод напрашивается сам, не так ли?

Видео работы детектора протечки

Если напряжение аккумулятора хорошее, зеленый индикатор будет мигать каждые 10 секунд, но если напряжение падает до 7 В — красный светодиод будет мигать каждые 10 секунд и пьезо сделает короткий звуковой сигнал, уведомляющий, что пришло время менять батарейку. Поскольку микроконтроллер переводит схему в режим пониженного потребления для экономии заряда аккумулятора, опрос датчика происходит каждые 10 секунд.

Поделитесь полезными схемами

Принципиальная схема экспериментального экстремального усилителя для автомобильного модулятора, превращающая его в мощную радиостанцию.

Самодельная ультразвуковая стиральная машинка, или необычное применение мобильного зарядного устройства. Для УЗ машинки нам понадобятся: Импульсный блок зарядки сотового телефона, Пьезоэлемент, Подходящий пластмассовый корпус, Паяльник и Клей.

Однотактный преобразователь на таймере NE555 — простая проверенная схема.

Устройство предназначено для зарядки литиевых аккумуляторов от мобильных телефонов. Достаточно простая конструкция обеспечивает правильную зарядку аккумулятора. Имеет светодиодный индикатор заряда.

Этот проект — принципиальная схема самодельного звукозаписывающего прибора на ISD25120, способного записать фрагмент аудио 120 секунд.

Датчики протечки

Детектор протечки имеет простое, если не сказать примитивное устройство. Два его основных элемента — пара электродов, при намокании которых замыкается цепь, а также усилитель сигнала, в качестве которого обычно используется биполярный транзистор с низким током насыщения. Питание датчика осуществляется по двум проводам, по третьему аварийный сигнал передаётся к управляющему блоку. Некоторые датчики имеют встроенный звуковой и световой сигнализаторы, также в одном корпусе может устанавливаться гальванически развязанный коммутатор в виде реле для подачи питания напрямую на исполнительное устройство.

Устройство датчиков протечки воды GIDROLOCK

Наиболее распространёнными, в первую очередь благодаря своей дешевизне (около 500 руб./шт.), считаются датчики «H2O Контакт», «Водолей-Р» и Equation. Они имеют несколько исполнений для подключения как к аналоговым входам управляющих устройств, так и к входам типа «сухой контакт» в нормально открытом и нормально закрытом состояниях. Детекторы имеют встроенную сигнальную индикацию, но их главный недостаток в том, что они не способны коммутировать значительную нагрузку, то есть не могут напрямую управлять клапанами.

Датчики протечки воды: 1 — «Водолей-Р»; 2 — «H2O Контакт»; 3 — Equation

Более совершенные, но и более дорогие (от 1,5 до 2,5 тыс. руб.) датчики — Ajax LeaksProtect, Ezviz T10, Neptun RSW+ и другие устройства беспроводного типа. Как правило, эти детекторы питаются от батарейки типа «Крона», у некоторых моделей продолжительность автономной работы может достигать двух лет. Большинство детекторов рассчитаны на работу в составе системы защиты того же производителя, для некоторых указывается рабочая частота и есть возможность настройки для подключения к универсальным радиоприёмникам. Определённая часть автономных моделей работает в режиме сигнализатора — издаёт звуковой сигнал или отправляет уведомление по мобильной связи при обнаружении протечки.

Беспроводные датчики протечки воды: 1 — Ajax LeaksProtect; 2 — Ezviz T10; 3 — Neptun RSW+

В обиходе наибольшую популярность приобрели не отдельные датчики, а комплекты для монтажа систем защиты от протечек. В них может входить до трёх датчиков, один или два электрических клапана, блок питания и центральное управляющее устройство. Подобные комплекты поставляются на рынок под торговыми марками Neptun, «Аквасторож» и Gidrolock.

Система защиты от протечек воды «Аквасторож Классика 2х20»

Зачем необходим датчик протечки воды

Первое и главное, что делает система защиты от протечек воды своими руками — предотвращает финансовые потери.

Имея элементарную звуковую сигнализацию, находясь дома, можно:

1. предотвратить порчу напольных и настенных покрытий;
2. уберечь проводку и бытовые приборы от коротких замыканий;
3. избежать накопления влажности;
4. предотвратить протекание воды на нижние этажи.

Справляться с задачей обнаружения влаги может как простейший датчик утечки воды своими руками, так и более сложное решение. К примеру, множество современных охранных систем комплектуются специальными сенсорами.

Даже некоторые модели камер видеонаблюдения могут превращаться в контроллер протечки воды. Для этого у них должны быть предусмотрены входы или иные интерфейсы подключения датчиков.

Как самостоятельно изготовить датчик протечки воды

Современный умный дом датчик протечки включает в обязательном порядке.

Однако такое громкое название системы не должно пугать. В роли умного дома сегодня способен выступать видеодомофон.

Функционал современных моделей включает обслуживание внешних датчиков и даже программирование работы бытовой техники.

Сегодня достаточно популярен датчик протечки воды Arduino. Это достаточно простое решение.

Для его реализации потребуется сам контроллер Ардуино, а также специализированный датчик, представляющий собой плоскую пластину с резистивными полосками. Он может контролировать не только протечку воды, но и падение капель дождя.

Однако, чтобы самостоятельно изготовить и запрограммировать датчик протечки воды Ардуино — нужны специальные навыки. У среднестатистического пользователя их нет. Поэтому рассмотрим, как может быть построена защита от протечек воды в квартире своими руками, с использованием элементарных деталей, частей.

Необходимые материалы и компоненты

Чтобы построить простейший датчик протечки воды своими руками схема даже не понадобится.

Для сборки узла потребуется:

• батарея с напряжением до 3В, идеально по балансу емкости-нагрузочной способности подойдет CR1632;
• составной транзистор, подойдет распространенный BC816 или 517, продается в любом магазине радиодеталей;
• резистор на 1000 или 2000 кОм. От выбора данного элемента будет зависеть чувствительность, которую будет иметь защита от протечки воды своими руками.

Осталось подобрать сигнализатор. В его роли лучше использовать пъезоизлучатель. Его можно вытащить из старых электронных часов или приобрести в магазине радиодеталей.

Собранный с использованием перечисленных элементов датчик протока воды своими руками не требует настройки, поэтому экспериментировать с подбором других компонентов не рекомендуется.

Инструкция по изготовлению

Инструкция по сборке приводится для тех, чьи познания в электронике заканчиваются на пользовании паяльником.

1. По справочнику определяется коллектор-эмиттер-база транзистора.
2. Коллектор припаивается к одной точке подключения пьезоизлучателя. Или — точки соединяются проводом.
3. Между базой и эмиттером транзистора впаивается резистор.
4. Эмиттер соединяется с батарейкой.
5. Пьезоизлучатель припаивается ко второму контакту батарейки.
6. От базы отводится тонкий медный провод.
7. От точки пьезоезлучателя, припаянной к батарейке — отводится тонкий медный провод.

Все устройство спокойно поместится в крышечке от бутылки. Ответ на вопрос, датчик протечки воды как работает — звучит очень просто.

Отведенные тонкие медные провода располагаются на полу в местах возможного хода жидкости при аварии. Если они намокнут — баланс сопротивления системы нарушается и датчик начинает издавать звуковой сигнал.

Заключение

Сделать защиту от протечек воды своими руками — может каждый.

Датчик, состоящий всего из нескольких элементов достаточно эффективен. Однако более сложные и современные решения могут оказаться гораздо удобнее и функциональнее.

Например, можно установить датчики с беспроводной связью с контроллером. Или использовать системы, способные работать по Wi-Fi протоколу.

Видео: Датчик протечки воды своими руками

Как сделать датчик влажности

Он является общим элементом для любой из трех рассматриваемых схем и работает за счет электропроводности воды.

Датчик делают из двух электродов, которые могут располагаться в плоскости горизонта или вертикали относительно друг друга.

Горизонтальная конструкция контактных площадок

В состав входят два сухих электрода, которые могут быть различной конфигурации. Их удобно вырезать из фольгированной стеклопластиковой или гетинаксовой платы, прорезав не ней изолирующие дорожки.

С формой и габаритами датчика влажности можно поэкспериментировать, тщательно подобрать их к конкретным условиям размещения. Если нет под рукой платы, то контактные площадки вырезают из обычной фольги или жести, наклеивая их на плоскую диэлектрическую поверхность.

На один электрод подводится положительный потенциал электроэнергии, а на другой — отрицательный. Они разнесены на одинаковое расстояние, отделены воздушным зазором, обладающим высокими диэлектрическими свойствами.

Когда на электродах появляется влага, то через ее слой начинает проходить электрический ток, который изменяет состояние электронной схемы датчика протечки, вызывая срабатывание световой и звуковой сигнализации.

Вертикальная конструкция контактных площадок

Две полоски фольги размерами примерно 10х40 мм (габариты условны и принципиального значения не имеют) закрепляют параллельными плоскостями на небольшом удалении так, чтобы исключить их самопроизвольное касание при работе.

Подключать датчик влажности к электронной схеме лучше короткими проводами или использовать экран или витую пару.

Совет! Повысить чувствительность самодельного датчика можно простым действием — положить его контактными площадками на кусочек туалетной бумаги или несколько слоев марли, расположенной в месте вероятной протечки воды на полу. За счет гигроскопичных свойств этих материалов даже при небольшой влажности возникает хороший токопроводящий слой.

Устройство и принцип работы

В связи с огромным разнообразием применяемых технологий и задач, которые могут решать датчики протечки воды существует немало видов данного оборудования. Каждый из которых будет отличаться устройством, принципом действия, способом монтажа и взаимодействия с системой управления или логическим блоком. В виду того, что наиболее актуальным для домашнего использования является электродный датчик, в качестве примера мы рассмотрим такой вариант.

Рис. 1. Устройство датчика протечки воды

Конструкция такого датчика протекания воды представлена следующими компонентами:

• Корпус – изготавливается из диэлектрического материала, как правило, разделяет измерительный орган, который будет контактировать с водой и плату с радиоэлементами для подачи питания на электроды.
• Электроды – в зависимости от конструкции могут иметь точечное, штекерное исполнение или выполняться в виде гребенки, дорожек на плате.
• Диэлектрический разделитель – применяется в качестве электрического отделения электродов друг от друга.
• Электронный блок – выполняется набором резисторов или полупроводниковых элементов для измерения проводимости контролируемого пространства.
• Соединительные провода – используются для подачи напряжения на датчик протечки и съема показаний, полученных в результате измерений. Посредством проводов или штекера измеритель подключается в контрольную или измерительную цепь.

Принцип действия основывается на проводящих свойствах воды. Так, в нормальных условиях между электродами датчика протечки находится воздушный промежуток и диэлектрический разделитель, являющиеся очень большим сопротивлением. Поэтому протекание тока в его цепи невозможно.

Рис. 2. Принцип действия датчика протечки воды

Но, как только на измерительные электроды попадет вода, цепь между ними замкнется. За счет того, что вода является отличным проводником электрического тока и обладает высокой проводимостью. Между электродами начнет протекать ток, что и зафиксирует блок контроллера. В зависимости от принципа работы и вида датчика информация о затоплении может подаваться в виде звуковых или электронных сигналов, а может переводиться в команду на закрытие крана.

Таким образом, при оснащении водопровода шаровым краном с электроприводом датчик протечки воды может подать команду на перекрытие системы. В этом случае контроль производится автономно без вашего вмешательства. В других вариантах сигнал может поступать на мобильное приложение или распространяться звуковыми и световыми сигналами.

Разделение датчиков протечки воды производится по ряду факторов, влияющих на особенности их эксплуатации. Так, все модели подразделяются на две большие группы: проводные и беспроводные.

Рис. 3. Проводной и беспроводной датчик протечки

Проводные датчики отличаются надежностью и более низкой себестоимостью. Но их существенным недостатком является система электропроводки, которую необходимо расположить в полу, стенах или других конструкциях. Что вызывает необходимость дополнительных затрат при монтаже, а в случае уже завершенного ремонта может существенно нарушить эстетику помещения.

Беспроводные датчики протечки куда проще в установке, передача данных от них осуществляется посредством радиоволн. Допустимый радиус удаления от приемника составляет порядка 200 м. Но, в то же время, беспроводные модели нуждаются в источнике питания, от исправности которого будет зависеть работоспособность всей системы.

По принципу действия все датчики протечки воды подразделяются на несколько видов:

• Поплавковые – функционируют за счет перемещения поплавка, реагирующего на наполнение пространства водой. Несмотря на свою дешевизну, мало применяются в домашних условиях, чаще всего устанавливаются на судах речного и морского флота.

Рис. 4. Поплавковые датчики протечки воды

• Ультразвуковые – работают за счет посылаемых ультразвуковых волн в объем комнаты или резервуара. В случае наполнения водой передает сигнал в систему.
• Электродный – осуществляет измерение омического сопротивления между двумя электродами. Как только расстояние между выводами заполнится водой, сопротивление резко уменьшиться, что и зафиксирует датчик протечки.
• Емкостной – использует аналогичный принцип, как и электродный, но в качестве выводов используются обкладки. Такие датчики применяются в тех сферах, где помимо протечки воды необходимо контролировать и другие параметры.
• Радарный – подает в контролируемое пространство радиоволны и анализирует их в отраженном виде. При наполнении водой фиксирует изменение параметров волны. Такие датчики протечки получили широкое применение в агрессивных средах или в помещениях, где напольное расположение недопустимо.
• Гидростатический – работа датчика основана на взаимодействии с чувствительным элементом, реагирующим на величину давления.

Помимо этого все датчики протечки воды разделяются по количеству кранов и способу информирования.

Рис. 5. Деление датчиков протечки воды по количеству кранов

Дополнительно, каждый вид может отличаться способом монтажа и установки, что будет отражаться на схеме подключения. В зависимости от места установки и способа взаимодействия с водой виды делятся по степени защиты от проникновения влаги и пыли в соответствии с гл.5 и 6 ГОСТ 14254-2015.

Принцип действия системы защиты от протечек

Принцип действия опирается на законы физики. Вода обладает электрической проводимостью, поэтому при попадании жидкости сопротивление на электродах датчика уменьшается и возникает короткое замыкание внутри сети – сигнал о протечке. Данные передаются в распределитель, который и перекрывает воду, предотвращая залив. Открываются краны можно только после полной ликвидации последствий. Подробнее об оборудовании и производителях таких систем, мы ранее писали здесь.

Как и из чего сделать корпус для сигнализатора

Корпус для сигнализатора должен быть таким же миниатюрным. Самый подходящий по размерам вариант – крышка от литровой банки из-под молока или от упаковки с мыльными пузырями.

ФОТО: YouTube.com Чтобы сделать корпус сигнализатора, нужна не только крышка, но и винтовая часть, которую нужно отрезать от флакона

ФОТО: YouTube.com Винтовую часть нужно запаять с одной стороны кусочком пластика. Используйте для этого клеевой пистолет, а для стенки может пригодиться пластиковый блистер. Сделайте в нем отверстия горячей спицей для того, чтобы продеть контактные проводки

ФОТО: YouTube.com Крышкой сигнализатора будет крышка от упаковки. Нужно сделать в ней раскалённой иглой несколько отверстий, чтобы звук сигнализатора был отчётливо слышен

ФОТО: YouTube.com Остаётся только соединить крышку с винтовой частью, вся схема спрячется внутри. Вы получите очень миниатюрный датчик, который можно спрятать под раковиной или ванной

ФОТО: YouTube.com При контакте с водой пищалка сработает и привлечёт ваше внимание. Вы сможете вовремя среагировать и устранить протечку

Несомненным недостатком устройства является тот факт, что сигнализатор поможет только в том случае, если вы находитесь дома. В ваше отсутствие пищалка не поможет. Тут нужны другие средства контроля, которые способны передать сигнал опасности дистанционно. Это будет уже не так дёшево, но не менее эффективно. Система «умный дом» поможет вам контролировать всё, что происходит на вашей территории, даже если вы в отъезде. Вот пример такой системы: