Защита дома от протечек на датчиках Xiaomi/Aqara - Часть 1
Защита от протечек становится неотъемлемой частью современного дома, т.к. вовремя перекрытая подача воды спасет от лишних проблем как у себя дома, так и неприятностей с соседями живущих этажом ниже. Сейчас на рынке достаточное количество готовых решений позволяющих, перекрывать воду при обнаружении течи, все они построены примерно одинаково, два шаровых крана с приводами для запирания, на каждый стояк холодной и горячей воды, датчики протечки (проводные или беспроводные), блок управления. Схема защиты очень простая, в местах возможных протечек, это может быть посудомойка, стиральная машина, кран на кухне или в ванной, устанавливаются датчики протечек, при возникновении протечки датчик оказывается в воде и сообщает об этом блоку управления, который в свою очередь отдает команду кранам на перекрытие подачи воды. В результате обладатель данной системы отделается небольшим количеством воды на полу без больших последствий.
Поскольку системы умного дома сейчас активно входят в нашу жизнь, чему способствуют производители из поднебесной, то помимо покупки уже готовой системы, защиту от протечек можно собрать самому. По деньгам это решение может и не выйдет дешевле покупки готового решения, но при интеграции в уже существующую систему умного дома это может быть гораздо эффективнее в плане получения информации и управления.
Задача
- В случае обнаружения протечки в доме перекрыть стояки горячей и холодной воды и уведомить хозяина об обнаружении протечки
- Раз в неделю выполнять запирание и открытие кранов что бы они не закисали
- Иметь возможность удобного управления закрытием/открытием кранов
Необходимые компоненты
- Два шаровых крана с электроприводом на 12 вольт, устанавливаемые на вводы горячей и холодной воды
- Два блока питания на 12 вольт, для управления кранами, один на закрытие кранов, второй на открытие
- Двухканальное реле Aqara управляемое по протоколу ZigBee
- Датчики протечки Aqara работающие по протоколу ZigBee, устанавливаются в места где может быть обнаружена течь, под ванной, под раковиной, рядом со стиральной машиной, посудомойкой и т.д.
- Шлюз для подключения датчиков и реле к системе автоматизации
- Система автоматизации (может быть в составе шлюза, например, Xiaomi или установлена отдельно, такие как OpenHAB или Home Assistant)
- Одноклавишный /двухклавишный беспроводной выключатель Aqara, для быстрого запирания/открытия кранов (Не обязательно)
Подбор компонентов
Кран шаровой. Кран состоит из двух частей, шаровой механизм и электропривод установленный на запирающий механизм. Электроприводы бывают на 220V и 12V. Какой выбирать зависит от желания, возможностей и тараканов в голове, есть те, кто не приемлет 220V рядом с трубой водоснабжения мотивируя это тем, что если что-то случится, то можно получить, купаясь в ванне удар током. С другой стороны, выбирая кран на 12V к нему необходимо дополнительно брать блоки питания.
Приобрести кран можно как на одной китайской торговой площадке, так и в обычных магазинах. Китайские производители в гонке за покупателями часто экономят на деталях, так например, в электромеханическом механизме используют пластиковые шестерни. Начитавшись отзывов и описаний выбор пал на кран Neptun Bugatti Pro 12В. Шаровой механизм фирмы Bugatti, как утверждается производителем изготовлен в Италии. Электромеханический привод оснащен металлическими шестернями, имеет механизм ручного запирания/открытия, запитывается от источника постоянного тока 6V..16V, изготавливается в городе Мытищи фирмой "Специальные системы и технологии". Для управления электроприводом у крана имеется три контакта, общий минус и по контакту на закрытие и открытие.
Блок питания. Нужен надежный блок питания в закрытом корпусе подходящий по характеристикам для питания выбранного крана. Для крана Neptun Bugatti Pro 12В были пожертвованы два блока питания от Yeelight Bedside Lamp.
Управление электропитанием. Управление электропитанием будет производиться с помощью двухканального ZigBee реле Aqara LLKZMK11LM. Можно использовать две управляемых розетки, два одноканальных реле или двухканальный выключатель, но данное реле достаточно компактное и у него есть функция interlock, которая не позволяет обоим линиям реле быть одновременно включенными, это важно, во избежании подачи питания на оба управляющих канала электромеханизма крана.
Датчики протечки. В качестве устройств обнаружения протечки будут использоваться ZigBee датчики Aqara SJCGQ11LM. Это хорошо зарекомендовавшие себя беспроводные устройства, они имеют долгий срок службы от батареек, компактные размеры и приятный внешний вид.
Шлюз и система автоматизации. При использовании вышеописанных устройств на данном этапе необходимо определиться какую систему автоматизации использовать, это очень важно, т.к. системы автоматизации типа Home Assistant на текущий момент не поддерживают двухканальное реле Aqara подключенные через шлюз Xiaomi, поэтому подключать и управлять реле необходимо через USB координатор и протокол MQTT.
Дополнительные компоненты. При первом тестировании шаровых кранов в реле проверялась функция interlock и, возможно из-за остаточного напряжения в блоке питания на оба управляющих контакта подавалось питание, хоть от выключенного БП и кратковременно, на одном из кранов сгорела микросхема и кран перестал закрываться. Для избежания повторения такого в будущем на всё той же китайской площадке были закуплены четыре реле и разработана схема, не позволяющая одновременно подавать питание на управляющие контакты одновременно, плюс дополнительно два вольтметра на линии закрытия и открытия соответственно (Т.к. сфотографировать реле и вольтметры нет возможности, картинки взяты из интернета, реле с управляющим питанием 12 вольт!).
Схема блока реле:
На входе схемы четыре контакта, два плюса и два минуса, для двух блоков питания, один подает питание на открытие кранов, второй на закрытие. На выходе три контакта, т.к. запирающие механизмы имеют общий минус.
Для удобства запирания и открытия кранов удобно использовать беспроводной одноклавишный или двухклавишный беспроводной выключатель Aqara работающий по протоколу ZigBee. Одноклавишный выключатель имеет только одно действие - одиночное нажатие и для использования его в действиях открытия и закрытия одновременно в системе автоматизации придется использовать вспомогательный триггер текущего состояния кранов, на значении которого будет приниматься решение на действие при нажатии. Для двухклавишного выключателя на каждую кнопку можно повесить свое действие.
Сборка
Все компоненты системы собираются по схеме:
В конечном итоге весь электрический блок можно собрать в небольшой ящик:
Внимание! Электрические краны устанавливаются после основных шаровых запирающих кранов! Это описано в инструкции к кранам, т.к. они предназначены только для перекрытия воды в экстренных случаях, а не для запирания стояков на длительный срок.
Реле Aqara, датчики протечки и выключатель подключаются к шлюзу или ZigBee координатору. После сборки необходимо проверить работу собранной системы.
Написание автоматизаций защиты от протечки для Home Assistant будет описано во второй части.