Bloco de proteção contra vazamento de água - detectores industriais e dispositivos caseiros

A água encontrará um buraco. Este provérbio é conhecido por todos. O mais importante é que seja confirmado, embora não com muita frequência, mas as consequências podem ser as mais deploráveis. Aqui, falaremos sobre o que é o vazamento de água ou canos de esgoto no apartamento. Muitas vezes, aprendemos sobre esses casos com um vizinho irritado que vive no andar de baixo.

E, como regra, a inundação dos vizinhos mais baixos ocorre logo após eles fazerem uma reforma cara, porque eles não fazem mais nada agora. Aqui você pode ver qualquer coisa: um tecto falso caído e desmoronado, papel de parede atrás das paredes, um parquet à superfície ou linóleo expandido, sob o qual um piso quente era colocado. E não é nada bom que a inundação vá para a fiação elétrica.

Começa a elaboração de atos, a circulação nos tribunais e nas administradoras de empresas. Reparos repetidos são feitos, é claro, às custas do vizinho superior. E é melhor não lembrar de relacionamentos completamente mimados e de nervosismo.

Tudo isso pode não ter acontecido se um vazamento fosse observado em um estágio inicial. Afinal, na maioria das vezes tudo começa com gotas individuais inofensivas que são difíceis de perceber. Gradualmente, essas gotas se transformam em um riacho fino e, então, um cano ou uma junta simplesmente irrompe, e os problemas não podem ser evitados.

É claro que os modernos tubos de plástico têm garantia por cinquenta anos, mas onde eles representam tantos tubos, quem pode atestá-lo pessoalmente? Portanto, um acidente pode acontecer no momento mais inoportuno. Mas é apropriado, neste caso, falar sobre um momento adequado?

Para evitar a "inundação global", todos os tipos de sensores e alarmes de vazamento são usados. O problema, aparentemente, é tão grave que, nos últimos anos, vários dispositivos começaram a ser fabricados pela indústria para ajudar a lidar com vazamentos.

A complexidade e a funcionalidade desses dispositivos, mais precisamente, seu alcance, são muito amplas. Podem ser simples dispositivos de sinalização que informam sobre vazamentos com um sinal sonoro; dispositivos mais complexos podem bloquear a água em todo o apartamento.

Os "tweeters" mais simples são alimentados por baterias, os mais complexos, é claro, são alimentados pela rede. Existem até dispositivos que podem notificar o proprietário de um apartamento por acidente no celular, primeiro desligando a água. Os dispositivos de sinalização mais avançados permitem desligar a água pelo mesmo telefone via SMS. Bem, isso é apenas desejado e desligado!

Naturalmente, esses dispositivos não são baratos, e quanto maior sua funcionalidade, mais eles custam. Obviamente, é impossível considerar todos os dispositivos, mas tentaremos descrever brevemente alguns deles, pelo menos no princípio: o que pode fazer, qual é usado sensor de umidade, fonte de alimentação e, é claro, preço.

Indicadores de vazamento industrial

A GIDROLOCK oferece uma ampla gama de instrumentos e sistemas para combater vazamentos de água. Para instalação em apartamentos, os produtos são um conjunto composto por vários componentes. O kit inclui vários sensores de vazamento, geralmente 3 ou 2 peças. Se desejado, seu número pode ser aumentado.

Figura 1. Sensor de vazamento WSP (sensor de água passivo)

Além dos sensores de vazamento, o conjunto também inclui duas válvulas de esfera (água quente e fria) com acionamento elétrico (SHEP) da empresa italiana BUGATTI, unidade de controle, bateria de 12 volts, 1,3 ampere * hora. As válvulas de esfera estão disponíveis com roscas de conexão de 1/2, 3/4 e uma polegada. Daí a diferença na finalidade e preço dos conjuntos. Os guindastes ShEP estão disponíveis para 12V DC e 220V AC.No entanto, considerando os requisitos de segurança elétrica, é melhor focar em equipamentos de baixa tensão 12-24V.

Figura 2. Válvula de esfera elétrica

Portanto, o conjunto "APARTAMENTO 1" contém 2 SHEPs de meia polegada e seu custo é de 10.000 rublos. "APARTAMENTO 1" na mesma configuração, mas com SHEP de latão é um pouco mais caro - 11600. Você pode distinguir esses conjuntos por nome: o primeiro é chamado ULTIMATE BUGATTI e o segundo é PROFISSIONAL BUGATTI.

Um conjunto de apartamentos 3 com um ShEP de 1 polegada já é de 12.400 rublos. O preço está em algum lugar no nível de um laptop ou tablet barato, parece caro. Mas em comparação com a renovação dos vizinhos no piso inferior - nem tanto. Com o tempo, os preços podem mudar, é claro, para cima.

Se, por algum motivo, o kit pronto não servir, por exemplo, não há sensores suficientes, você poderá comprar qualquer item que estiver faltando no varejo. A empresa também fornece esse serviço.

Sensores com WSR (rádio com sensor de água)

Uma das inovações do GIDROLOCK são os sensores de vazamento com um canal de rádio. Tais sensores podem ser conectados às unidades de controle dos modelos mais recentes: GIDROLOCK CONTROL, GIDROLOCK PREMIUM, GIDROLOCK UNIVERSAL, etc. O uso de sensores com um canal de rádio é justificado quando usado em sistemas de abastecimento de água, aquecimento ou esgoto, quando o uso de sensores com fio convencionais é impossível ou difícil: a localização distante dos sensores ou a relutância em martelar paredes para estabelecer linhas de comunicação.

No caso de entrada de água nos eletrodos do sensor, este transmite um sinal de evento de alarme para o receptor conectado à unidade de controle. A transmissão do sinal de alarme continua até que uma resposta seja recebida do receptor (transmissão com base em uma "solicitação-resposta"). O resultado dessa troca de rádio é o fechamento do SHEP correspondente.

Os próprios sensores são um tablet grande com um diâmetro de 50 e uma altura de 12 mm. O alcance da linha de visão é de pelo menos 500 m, alimentado por uma bateria embutida, cuja vida útil o fabricante garante por até 24 anos. Os sensores são operáveis ​​na faixa de temperatura de -20 - +60 graus. Muito melhor!

Figura 3. Sensor WSR

Os sensores WSR estão disponíveis em várias cores, que podem ser especificadas no pedido, incluindo aquelas com um padrão correspondente à cor do linóleo ou telha. A cor base dos sensores é branca. E se sensores de rádio forem usados, você não poderá ficar sem um controle remoto. E esse controle remoto também está lá. Seu alcance de 250 m, a vida útil da bateria embutida é de 7 anos: a qualquer momento você pode fechar ou abrir a fonte de alimentação, interromper o fornecimento de água em caso de emergência ou apenas em caso de reparo, por exemplo, uma torneira ou um misturador separados.

Pode-se encontrar um número suficiente de dispositivos fabricados na indústria para sinalizar vazamentos de água, e verifica-se que eles não são piores, ou talvez até melhores, que os sistemas GIDROLOCK; portanto, este artigo não pode ser considerado como produto de publicidade dessa empresa em particular. Apenas este sistema é tomado como exemplo para mostrar a natureza e amplitude do problema de inundação e como resolvê-lo.

Além do sistema Hydrolock, as lojas e empresas on-line também oferecem Netuno, Aquastorozh, Rainbow, Aquasensor, Adlan-T e outros. Qual desses sistemas usar somente pode ser decidido individualmente, comparando suas propriedades, preço e capacidade financeira. Porém, com o nível atual de eletrônicos, componentes importados e a concorrência entre empresas, todos os sistemas provavelmente são bastante confiáveis ​​e funcionais em suas propriedades.

Sensores de vazamento, como WSP e WSR, são sensores pontuais; portanto, eles só detectam vazamentos quando a água os atinge. Outros sistemas usam sensores baseados em um cabo do sensor SC. Esse cabo pode ser facilmente colocado ao redor do perímetro da sala, colocado com uma cobra por toda a área da sala ou de alguma outra maneira.

O cabo SC é fixado à superfície do piso usando clipes de plástico com base autoadesiva ou clipes do tipo "brinco" com parafusos. Em geral, ao usar um cabo SC, a exclusão de pontos cegos é garantida.

Para uso com o cabo SC, a unidade de controle LDM 0.5 é usada. A conexão do cabo é bastante simples: de acordo com as instruções do fio de quatro cores, conecte aos terminais com os números correspondentes. Com base no cabo do sensor, por exemplo, o sistema Rainbow mencionado acima está funcionando.

Você pode ler mais sobre como usar o cabo do sensor SC em seu passaporte técnico, que pode ser encontrado em qualquer mecanismo de pesquisa da Internet. Há também um diagrama de conexão e desenhos com esquemas para colocar o cabo na sala.

Escusado será dizer que os sistemas de fabricação industrial certamente são bons, mas o consumidor médio está um pouco confuso com o preço da questão. Além disso, se esse consumidor comum também for um radioamador, não será difícil montar esse dispositivo a partir de peças ilíquidas. É verdade que é improvável que você consiga um super aparelho que desligue a água durante um acidente, mas em alguns casos ele pode lidar adequadamente com a tarefa, um simples alarme sonoro, montado de várias partes. A seguir, consideraremos vários esquemas que foram desenvolvidos por radioamadores em momentos diferentes; ainda deve haver tempo soviético.

Circuitos caseiros simples para detectar vazamentos de água

Aqui é hora de relembrar outro provérbio: "Tudo engenhoso é simples". É assim que você pode caracterizar o circuito mostrado na figura abaixo. O nome mais apropriado para isso é "O detector de vazamento mais simples".

Figura 4. O sensor mais simples

O circuito é tão simples, contém apenas três detalhes, que qualquer pessoa que pegar um ferro de soldar pela primeira vez em sua vida pode montá-lo por conta própria. O mais provável é que nem tudo acabe imediatamente: o ferro de solda superaquece, as soldas ficam maçantes e soltas, as descobertas das peças e dos fios não são estanhadas.

Além disso, não está claro por que o transistor tem três pernas e onde soldá-los. Tudo isso fará com que você se volte para a literatura relevante ou apenas peça a amigos do rádio amador. Mas, se todos os obstáculos forem superados, o esquema funcionará, e será de todos os modos, então pode acontecer que as fileiras de radioamadores sejam reabastecidas com outra pessoa. Isso acontece frequentemente quando o design montado produz os resultados esperados.

Para a fabricação do circuito, você precisa de qualquer fonte de baixa potência. transistor p-n-p. Pode ser KT361, KT502, KT209 e qualquer similar. O resistor R1 tem um valor nominal de 10 - 20 kOhm. Seu objetivo é manter o transistor fechado. Para gerar um sinal de áudio, uma campainha é usada (campainha - tradução literal de uma campainha, um dispositivo de alarme sonoro, "tweeter") com um gerador embutido. Mas em todos os lugares é chamado de campainha da maneira inglesa, então você precisa seguir a tradição.

Essa campainha começa a emitir som com uma frequência de cerca de 2 KHz, assim que uma tensão de alimentação é aplicada a ela. Campainhas estão disponíveis para tensão de 1,5 - 12V. Neste projeto, é adequado com uma tensão de 9 - 12V. A saída "positiva" da campainha é conectada ao coletor do transistor VT1.

Figura 5. Campainha

A sonda é feita na forma de uma placa de fibra de vidro com dimensões de 20 * 60 mm. Para obter dois eletrodos, basta cortar a folha na chapa com um cortador de uma lâmina de serra. É aconselhável irradiar as tiras obtidas, lavar o restante fluxo com álcool. Você também pode simplesmente colocar dois eletrodos no chão ao lado, de preferência fio de aço inoxidável. Agulhas de tricô comuns são bastante adequadas para esses fins.

O design do sensor é tão simples que você não precisa reinventar a placa de circuito, tudo pode ser montado por montagem na parede. Você nem precisa de um interruptor de energia: no modo de espera, o transistor é fechado e quase nada é consumido pela bateria.

Como bateria, o "Krona" é usado, ou melhor, seu equivalente moderno importado. Embora essas baterias sejam bastante duráveis, elas podem ser armazenadas por vários anos, no entanto, a condição da bateria deve ser verificada periodicamente. A maneira mais fácil de fazer isso é fazer uma ponte entre os eletrodos da sonda com pelo menos um pano úmido ou até com um dedo. A sonda não deve ter um curto-circuito, pois o transistor pode falhar.

O sensor funciona assim. Quando o líquido entra nos eletrodos da sonda, sua resistência diminui para vários quilo-ohms, o que faz com que o transistor se abra. Através de um transistor aberto, a tensão de alimentação é fornecida ao sinal sonoro e um sinal sonoro é emitido.

Para detectar vazamentos, sensores, vários podem ser dispostos no chão nos supostos locais de vazamento de água. Os sensores são presos com fita adesiva ou fita adesiva. Além disso, cada sensor é alimentado, é claro, a partir de sua própria bateria separada.

O circuito “Alarme de vazamento de som” mostrado na figura a seguir é um pouco mais complicado. Seu significado é o mesmo de um circuito em um único transistor, apenas um pouco mais de detalhes e existe a possibilidade de ajustar a sensibilidade.

Figura 6. Detector de vazamento de som

Sua base é um elemento de limite no chip K561TL1, que inclui 4 entradas de duas entradas Schmitt trigger. Nesse esquema, apenas um elemento é usado. As entradas dos três elementos restantes não utilizados devem ser conectadas a um fio comum. Isso reduzirá o consumo total de corrente e protegerá as saídas do chip contra avarias. A tensão limite é mostrada na figura a seguir.

Figura 7. Dados técnicos do chip K561TL1

Quando o microcircuito é ligado, como mostrado na figura, é obtido um gatilho Schmitt com uma entrada e uma saída. A lógica deste elemento é extremamente simples. Quando a tensão de entrada excede a tensão de trip de 2,8 V, a saída é ajustada para zero lógico. Nesse caso, o transistor VT1 está fechado, portanto a campainha fica silenciosa.

Se a tensão de entrada nos terminais 1,2 for reduzida mesmo muito lenta e suavemente, quando for reduzida para 2,2V, a saída do elemento DD1.1 exibirá rápida e nitidamente o nível de uma unidade lógica que abrirá o transistor VT1 e um sinal de áudio será emitido. Apesar do tamanho relativamente pequeno da campainha, seu som, em regra, é muito alto e desagradável, é simplesmente impossível não ouvir.

A tensão de entrada é gerada por um divisor formado por uma cadeia de resistores R1, R2 e um sensor de vazamento, cujo design foi descrito logo acima. É fácil calcular que, com os resistores indicados no diagrama, uma diminuição na resistência do sensor para 50 - 100KΩ levará a um "rebaixamento" na tensão na entrada do gatilho Schmitt abaixo de 2,2V. Se o sensor estiver seco, quase “aberto”, a tensão de entrada é quase igual à tensão de alimentação.

O alarme é alimentado por fonte de alimentação para tensão 9 - 12V. Qualquer adaptador de rede ou fonte de alimentação dos "secadores de antena" poloneses é bastante adequado para esses fins.

A presença da tensão de alimentação é monitorada usando o LED HL1, que consome a maior parte da energia enquanto o indicador está no modo de espera. Portanto, se o dispositivo deve ser alimentado por uma bateria, esse LED deve ser excluído do circuito.

Uma simplicidade tão impressionante dos esquemas acima se deve ao uso de uma campainha com um gerador integrado: eles fornecem energia e, por favor, rangem. Se você usar um emissor piezo convencional ou uma cabeça dinâmica, o circuito parecerá um pouco diferente. O sensor de inundação liga o gerador e já produz vibrações sonoras.

Abaixo está um diagrama usando um gerador baseado em temporizador integrado NE555.

Figura 8. Esquema do detector de vazamento no timer 555

De fato, esse circuito difere pouco do circuito em um único transistor, discutido acima. O sensor de vazamento, com as mesmas duas tiras de fibra de vidro ou duas agulhas de tricô, é conectado à base do transistor T1.Quando o sensor é molhado, sua resistência diminui e o transistor T1 se abre. A corrente através da junção coletor-emissor cria uma queda de tensão no resistor R3, que é aplicado ao pino 4 do NE555.

O pino 4 é a entrada / R (redefinição) do temporizador NE555. O zero lógico nesta entrada proíbe, interrompe a operação de todo o chip; portanto, o gerador fica silencioso e, no pino 3, o nível do zero lógico. A queda de tensão através do resistor R3 é percebida pelo temporizador como uma unidade lógica. Portanto, o gerador inicia, na saída 3, pulsos retangulares da frequência sonora. O gerador em si é feito de acordo com o esquema padrão, cuja descrição pode ser encontrada no artigo sobre o temporizador NE555.

O estágio de saída do chip NE555 é bastante poderoso; portanto, para obter um sinal de áudio, você pode conectar diretamente um emissor eletromagnético com uma resistência de enrolamento de pelo menos 50 Ohms à saída do circuito.

Existem muitos esquemas simples semelhantes. Eles são realizados com mais freqüência em transistores ou microcircuitos de pequeno grau de integração, como regra K561. Mas com algumas diferenças nos circuitos, o princípio de operação é o mesmo: água vazou, o sensor ficou molhado, o gerador foi ligado, um som saiu. Portanto, para entender o princípio de operação desses detectores de vazamento, os três esquemas considerados são suficientes.

Nova base elementar - novos circuitos, novas oportunidades

Mas os radioamadores são pessoas criativas e inquietas. Na era dos microcontroladores, sensores de vazamento são criados precisamente sobre eles. O princípio de operação é aproximadamente o mesmo descrito acima, apenas a reação dos circuitos inteligentes ao vazamento pode ser mais diversificada. Por exemplo, quando o sensor é levemente umidificado, o dispositivo começa a emitir bipes curtos e raros. À medida que o nível da água aumenta, os bipes começam a se tornar mais frequentes, mudam de tom ou se transformam em um sinal sonoro sólido.

Um sistema semelhante também pode ter relé intermediáriocujos contatos conectado ao alarme de segurança ou para torneiras eletrificadas, como SHEP, bloqueando a água no momento certo. Acontece que o sistema não é pior do que o industrial descrito acima.

Com base na moderna base elementar, é bastante fácil criar sensores de vazamento operando pelo ar. Para fazer isso, basta combinar um microcontrolador e um módulo de transmissão de sinal de rádio em um projeto. E tais esquemas no arsenal de projetos amadores já existem.

Para mudar habilidades sistema de microcontroladorNão é necessário mudar nada no circuito usando um ferro de soldar e uma chave de fenda. Os parâmetros necessários são facilmente alcançados simplesmente alterando o programa do microcontrolador.

Boris Aladyshkin

P.S. Adição ao artigo. Um exemplo de um desenho gráfico de como os sensores de vazamento podem ser usados ​​em alguma sala de encanamento arbitrária.

Nota Tudo pode mudar ao usar outro tipo de equipamento. Você sempre deve considerar as condições técnicas da sua unidade de encanamento (a localização dos tubos para o abastecimento de água, bem como a localização de outros tipos de produtos para encanamento - pias, banheiras, banheiros, etc.).