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Bloque de protección contra fugas de agua: detectores industriales y dispositivos caseros
El agua encontrará un agujero. Este proverbio es conocido por todos. Lo más importante es que se confirma, aunque no con mucha frecuencia, pero las consecuencias pueden ser las más deplorables. Aquí hablaremos sobre la carga de fugas de agua o tuberías de alcantarillado en el apartamento. A menudo, nos enteramos de estos casos de un vecino enojado que vive en el piso de abajo.
Y, como regla, la inundación de los vecinos inferiores ocurre justo después de que hicieron una renovación costosa, porque ahora no hacen nada más. Aquí puede ver cualquier cosa: un techo elástico hundido y colapsado, papel tapiz detrás de las paredes, parquet de superficie o linóleo expandido, debajo del cual se colocó un piso cálido. Y no es nada bueno que la inundación vaya por el cableado eléctrico.
Comienza la redacción de los actos, la circulación en los tribunales y las empresas de gestión de la casa. Las reparaciones repetidas se realizan, por supuesto, a expensas del vecino superior. Y es mejor no recordar relaciones completamente arruinadas y nervios gastados.
Todo esto podría no haber sucedido si se notara una fuga en una etapa temprana. Después de todo, la mayoría de las veces comienza con gotas inofensivas individuales que son difíciles de notar. Gradualmente, estas gotas se convierten en una corriente delgada, y luego se rompe una tubería o se rompe una junta, y no se pueden evitar los problemas.
Por supuesto, las tuberías de plástico modernas tienen una garantía de cincuenta años, pero ¿dónde se ubican tantas tuberías, quién puede dar fe de ello personalmente? Por lo tanto, un accidente puede suceder en el momento más inoportuno. Pero, ¿es apropiado en este caso hablar de algún momento adecuado?
Para evitar la "inundación global", se utilizan todo tipo de sensores y alarmas de fugas. El problema, aparentemente, es tan grave que en los últimos años la industria ha comenzado a fabricar varios dispositivos para ayudar a lidiar con las fugas.
La complejidad y funcionalidad de tales dispositivos, más precisamente, su alcance, es muy amplia. Pueden ser simples dispositivos de señalización que informan sobre fugas con una señal de sonido, los dispositivos más complejos pueden bloquear el agua en todo el apartamento.
Los "tweeters" más simples son autoalimentados por baterías, los más complejos, por supuesto, son alimentados por la red eléctrica. Incluso hay dispositivos que pueden notificar al propietario de un apartamento por accidente en su teléfono celular cerrando primero el agua. Los dispositivos de señalización más avanzados le permiten cerrar el agua a través del mismo teléfono a través de SMS. Bueno, eso es solo deseado y apagado!
Naturalmente, tales dispositivos no son baratos, y cuanto mayor es su funcionalidad, más cuestan. Por supuesto, es imposible considerar todos los dispositivos, pero trataremos de describir brevemente algunos de ellos al menos según el principio: qué se puede hacer, cuál se usa sensor de humedad, fuente de alimentación y, por supuesto, precio.
Indicadores de fugas industriales
GIDROLOCK ofrece una amplia gama de instrumentos y sistemas para combatir las fugas de agua. Para la instalación en apartamentos, los productos son un conjunto que consta de varios componentes. El kit incluye varios sensores de fugas, generalmente de 3 o 2 piezas. Si lo desea, su número se puede aumentar.
Figura 1. Sensor de fugas WSP (sensor de agua pasivo)
Además de los sensores de fugas, el conjunto también incluye dos válvulas de bola (agua fría y caliente) con accionamiento eléctrico (SHEP) de la empresa italiana BUGATTI, unidad de control, batería de 12 voltios, 1,3 amperios * hora. Las válvulas de bola están disponibles con roscas de conexión de 1/2, 3/4 y una pulgada. De ahí la diferencia en el propósito y el precio de los conjuntos. Las grúas ShEP están disponibles para 12V DC y 220V AC.Sin embargo, dados los requisitos de seguridad eléctrica, es mejor enfocarse en equipos de bajo voltaje de 12-24V.
Figura 2. Válvula de bola eléctrica.
Por lo tanto, el conjunto "APARTAMENTO 1" contiene 2 SHEP de media pulgada, y su costo es de 10,000 rublos. "APARTAMENTO 1" en la misma configuración, pero con latón SHEP es un poco más caro: 11.600. Puede distinguir estos conjuntos por su nombre: el primero se llama ULTIMATE BUGATTI y el segundo es PROFESSIONAL BUGATTI.
Un conjunto de apartamentos 3 con un ShEP de 1 pulgada ya tiene 12,400 rublos. El precio está en el nivel de una computadora portátil o tableta económica, parece ser costoso. Pero en comparación con la reparación de estilo europeo, los vecinos en el piso inferior, no tanto. Con el tiempo, los precios pueden cambiar, por supuesto, al alza.
Si, por alguna razón, el kit listo no cabe, por ejemplo, no hay suficientes sensores, siempre puede comprar cualquier artículo que falte en el comercio minorista. La compañía también brinda dicho servicio.
Sensores con WSR (radio del sensor de agua)
Una de las innovaciones de GIDROLOCK son los sensores de fugas con un canal de radio. Dichos sensores se pueden conectar a unidades de control de los últimos modelos: CONTROL DE GIDROLOCK, GIDROLOCK PREMIUM, GIDROLOCK UNIVERSAL, etc. El uso de sensores con un canal de radio se justifica cuando se usa en sistemas de suministro de agua, calefacción o alcantarillado, cuando el uso de sensores convencionales con cable es imposible o difícil: la ubicación distante de los sensores o la resistencia a martillar las paredes para tender líneas de comunicación.
En caso de entrada de agua en los electrodos del sensor, este último transmite una señal de evento de alarma al receptor conectado a la unidad de control. La transmisión de la señal de alarma continúa hasta que se recibe una respuesta del receptor (transmisión sobre la base de una "solicitud-respuesta"). El resultado de dicho intercambio de radio es el cierre del SHEP correspondiente.
Los sensores en sí son una tableta grande con un diámetro de 50 y una altura de 12 mm. El rango operativo dentro de la línea de visión es de al menos 500 m, alimentado por una batería incorporada, cuya vida el fabricante garantiza durante 24 años completos. Los sensores son operables en el rango de temperatura de -20 - +60 grados. Mucho mejor!
Figura 3. Sensor WSR
Los sensores WSR están disponibles en varios colores, que se pueden especificar al realizar el pedido, incluidos aquellos con un patrón que coincida con el color del linóleo o el azulejo. El color base de los sensores es blanco. Y si se usan sensores de radio, entonces no puede prescindir de un control remoto. Y ese control remoto también está ahí. Su alcance de 250 m, la vida útil de la batería incorporada es de 7 años: en cualquier momento puede cerrar o abrir la fuente de alimentación, detener el suministro de agua en caso de emergencia o solo en caso de reparación, por ejemplo, un grifo o mezclador por separado.
Uno podría encontrar un número suficiente de dispositivos fabricados industrialmente para señalar fugas de agua, y resulta que no son peores, o tal vez incluso mejores, que los sistemas GIDROLOCK, por lo que este artículo no puede considerarse como productos publicitarios de esta compañía en particular. Solo este sistema se toma como ejemplo para mostrar la naturaleza y amplitud del problema de inundación y cómo resolverlo.
Además del sistema Hydrolock, las tiendas y firmas en línea también ofrecen Neptune, Aquastorozh, Rainbow, Aquasensor, Adlan-T y otros. Cuál de estos sistemas usar solo se puede decidir de forma individual comparando sus propiedades, precio y sus capacidades financieras. Pero con el nivel actual de electrónica, componentes importados, así como la competencia entre empresas, todos los sistemas son muy confiables y funcionales en sus propiedades.
Los sensores de fugas como WSP y WSR son sensores de punto, por lo tanto, solo detectan fugas cuando el agua los alcanza. Otros sistemas utilizan sensores basados en un cable de sensor SC. Tal cable puede colocarse fácilmente alrededor del perímetro de la habitación, colocarse con una serpiente en toda el área de la habitación o de alguna otra manera.
El cable SC se fija a la superficie del piso utilizando clips de plástico con una base autoadhesiva, o clips de tipo "pendiente" con tornillos. En general, cuando se utiliza un cable SC, se garantiza la exclusión de los puntos ciegos.
Para usar con el cable SC, se usa la unidad de control LDM 0.5. Conectar el cable es bastante simple: de acuerdo con las instrucciones del cable de cuatro colores, conéctelo a los terminales con los números correspondientes. Basado en el cable del sensor, por ejemplo, el sistema Rainbow mencionado anteriormente está funcionando.
Puede leer más sobre el uso del cable del sensor SC en su pasaporte técnico, que se puede encontrar en cualquier motor de búsqueda de Internet. También hay un diagrama de conexión y dibujos con esquemas para tender el cable en la habitación.
No hace falta decir que los sistemas de fabricación industrial son ciertamente buenos, pero el consumidor promedio está algo confundido por el precio del problema. Además, si este consumidor ordinario también es un aficionado a la radio, entonces ensamblar dicho dispositivo a partir de partes ilíquidas no será difícil. Es cierto que es poco probable que obtenga un súper electrodoméstico que cierre el agua durante un accidente, pero en algunos casos puede hacer frente de manera adecuada a la tarea, una simple alarma sonora, ensamblada a partir de varias partes. A continuación, consideraremos varios esquemas que fueron desarrollados por radioaficionados en diferentes momentos, todavía debería haber tiempo soviético.
Circuitos caseros sencillos para detectar fugas de agua.
Aquí es hora de recordar otro proverbio: "Todo lo ingenioso es simple". Así es como puede caracterizar el circuito que se muestra en la figura a continuación. El nombre más apropiado para él es "El detector de fugas más simple".
Figura 4. El sensor más simple
El circuito es tan simple, contiene solo tres detalles, que cualquiera que tome un soldador por primera vez en su vida puede ensamblarlo por su cuenta. Lo más probable es que no todo salga de inmediato: el soldador se sobrecalienta, las soldaduras se vuelven opacas y sueltas, los hallazgos de las piezas y los cables no están estañados.
Además, no está claro por qué el transistor tiene tres patas y dónde soldarlas. Todo esto lo hará recurrir a la literatura relevante o simplemente preguntarle a los amigos del radioaficionado. Pero, si se superan todos los obstáculos, el esquema funciona, y lo será por todos los medios, entonces puede suceder que las filas de radioaficionados se repongan con otra persona. Esto sucede a menudo cuando el diseño ensamblado produce los resultados esperados.
Para la fabricación del circuito, necesita cualquier bajo consumo de energía. transistor p-n-p. Puede ser KT361, KT502, KT209 y cualquier similar. La resistencia R1 tiene un valor nominal de 10-20 kOhm. Su propósito es mantener el transistor cerrado. Para generar una señal de audio, se utiliza un timbre (timbre - traducción literal de un timbre, un dispositivo de alarma de sonido, "tweeter") con un generador incorporado. Pero en todas partes se le llama el timbre a la manera inglesa, por lo que debe adherirse a la tradición.
Tal zumbador comienza a emitir sonido con una frecuencia de aproximadamente 2KHz, tan pronto como se le aplica un voltaje de suministro. Los zumbadores están disponibles para un voltaje de 1.5 - 12V. En este diseño, es adecuado con un voltaje de 9 - 12V. La salida "positiva" del zumbador está conectada al colector del transistor VT1.
Figura 5. Zumbador
La sonda sonda está hecha en forma de una placa de lámina de fibra de vidrio con dimensiones de 20 * 60 mm. Para obtener dos electrodos, es suficiente cortar la lámina en la placa con un cortador de una hoja de sierra para metales. Es aconsejable irradiar las tiras obtenidas, enjuagar el flujo restante con alcohol. También puede simplemente colocar dos electrodos en el piso al lado, preferiblemente alambre de acero inoxidable. Las agujas de tejer comunes son bastante adecuadas para estos fines.
El diseño del sensor es tan simple que no necesita reinventar la placa de circuito, todo se puede ensamblar mediante montaje en pared. Ni siquiera necesita un interruptor de encendido: en modo de espera, el transistor está cerrado y casi no se consume nada de la batería.
Como batería, se utiliza "Krona", o más bien su contraparte moderna importada. Aunque tales baterías son bastante duraderas, pueden almacenarse durante varios años, sin embargo, el estado de la batería debe verificarse periódicamente. La forma más fácil de hacerlo es uniendo los electrodos de la sonda con al menos un paño húmedo o incluso un dedo. La sonda no debe estar en cortocircuito, ya que el transistor puede fallar.
El sensor funciona así. Cuando el líquido ingresa a los electrodos de la sonda, su resistencia disminuye a varios kiloohmios, lo que hace que el transistor se abra. A través de un transistor abierto, la tensión de alimentación se suministra al zumbador y se escucha una señal audible.
Para detectar fugas, sensores, se pueden colocar varios en el suelo en los supuestos lugares de fuga de agua. Los sensores están sujetos con cinta adhesiva o cinta. Además, cada sensor se alimenta, por supuesto, de su propia batería separada.
El circuito de "Alarma de fuga de sonido" que se muestra en la figura siguiente es un poco más complicado. Su significado es el mismo que el de un circuito en un solo transistor, solo un poco más de detalles y existe la posibilidad de ajustar la sensibilidad.
Figura 6. Detector de fugas de sonido
Su base es un elemento umbral en el chip K561TL1, que incluye 4 dos entradas Disparador Schmitt. En este esquema, solo se usa un elemento. Las entradas de los tres elementos restantes no utilizados deben conectarse a un cable común. Esto reducirá el consumo de corriente total y protegerá las salidas del chip de la falla. El umbral de voltaje se muestra en la siguiente figura.
Figura 7. Datos técnicos del chip K561TL1
Cuando se enciende el microcircuito, como se muestra en la figura, se obtiene un disparador Schmitt con una entrada y una salida. La lógica de este elemento es extremadamente simple. Cuando el voltaje de entrada excede el voltaje de disparo de 2.8 V, la salida se establece en cero lógico. En este caso, el transistor VT1 está cerrado, por lo que el zumbador está en silencio.
Si el voltaje de entrada en las terminales 1,2 se reduce incluso muy lenta y suavemente, cuando se reduce a 2.2V, la salida del elemento DD1.1 mostrará rápida y nítidamente el nivel de una unidad lógica, lo que abrirá el transistor VT1 y sonará una señal de audio. A pesar del tamaño relativamente pequeño del timbre, su sonido, como regla, es muy fuerte y desagradable, es simplemente imposible no escucharlo.
El voltaje de entrada es generado por un divisor formado por una cadena de resistencias R1, R2 y un sensor de fugas, cuyo diseño se describió justo arriba. Es fácil calcular que con las resistencias indicadas en el diagrama, una disminución en la resistencia del sensor a 50 - 100KΩ conducirá a una "reducción" en el voltaje en la entrada del disparador Schmitt por debajo de 2.2V. Si el sensor está seco, casi "abierto", el voltaje de entrada es casi igual al voltaje de suministro.
La alarma es alimentada por unidad de fuente de alimentación para tensión 9 - 12V. Cualquier adaptador de red o fuente de alimentación de "secadores de antena" polacos es bastante adecuado para estos fines.
La presencia de la tensión de alimentación se controla mediante el LED HL1, que consume la mayor parte de la energía mientras el indicador está en modo de espera. Por lo tanto, si se supone que el dispositivo está alimentado por una batería, este LED debe excluirse del circuito.
Tal simplicidad asombrosa de los esquemas anteriores se debe al uso de un timbre con un generador integrado en ellos: suministraron energía y, por favor, chirriaron. Si usa un emisor piezoeléctrico convencional o un cabezal dinámico, entonces el circuito se ve algo diferente. El sensor de inundación enciende el generador y ya emite vibraciones sonoras.
A continuación se muestra un diagrama que utiliza un generador basado en temporizador integrado NE555.
Figura 8. Esquema del detector de fugas en el temporizador 555
De hecho, este circuito difiere poco del circuito en un solo transistor, discutido anteriormente. El sensor de fugas, las mismas dos tiras de fibra de vidrio o dos agujas de tejer, está conectado a la base del transistor T1.Cuando el sensor está mojado, su resistencia disminuye y el transistor T1 se abre. La corriente a través de la unión colector-emisor crea una caída de voltaje en la resistencia R3, que se aplica al pin 4 de NE555.
El pin 4 es la entrada / R (reinicio) del temporizador NE555. El cero lógico en esta entrada prohíbe, detiene el funcionamiento de todo el microcircuito, por lo que el generador está en silencio, y en el pin 3 hay un nivel cero lógico. El temporizador percibe la caída de voltaje a través de la resistencia R3 como una unidad lógica. Por lo tanto, el generador comienza, en la salida 3, aparecen pulsos rectangulares de frecuencia de sonido. El generador en sí está hecho de acuerdo con el esquema estándar, cuya descripción se puede encontrar en el artículo sobre el temporizador NE555.
La etapa de salida del chip NE555 es bastante potente, por lo tanto, para obtener una señal de audio, puede conectar directamente un emisor electromagnético con una resistencia de bobinado de al menos 50 ohmios a la salida del circuito.
Hay muchos esquemas simples similares. Se realizan con mayor frecuencia en transistores o microcircuitos de un pequeño grado de integración, por regla general, K561. Pero con algunas diferencias en los circuitos, el principio de funcionamiento es el mismo: el agua goteó, el sensor se mojó, el generador se encendió y salió un sonido. Por lo tanto, para comprender el principio de funcionamiento de tales detectores de fugas, los tres esquemas considerados son suficientes.
Nueva base elemental: nuevos circuitos, nuevas oportunidades
Pero los radioaficionados son personas creativas e inquietas. En la era de los microcontroladores, los sensores de fugas se crean precisamente en ellos. El principio de funcionamiento es aproximadamente el mismo que el descrito anteriormente, solo la reacción de los circuitos inteligentes a las fugas puede ser más diversa. Por ejemplo, cuando el sensor está ligeramente humedecido, el dispositivo comienza a emitir pitidos cortos y raros. A medida que aumenta el nivel del agua, los pitidos comienzan a ser más frecuentes, cambian su tono o se convierten en una señal de sonido sólida.
Un sistema similar también puede tener relé intermediocuyos contactos conectado a la alarma de seguridad o a grifos electrificados como SHEP, bloqueando el agua en el momento adecuado. Resulta que el sistema no es peor que los industriales descritos anteriormente.
Basado en la base elemental moderna, es bastante fácil crear sensores de fuga que operen en el aire. Para hacer esto, es suficiente combinar un microcontrolador y un módulo de transmisión de señal de radio en un diseño. Y tales esquemas en el arsenal de diseños de aficionados ya existen.
Para cambiar habilidades sistema de microcontroladorNo es necesario cambiar algo en el circuito con un soldador y un destornillador. Los parámetros necesarios se logran fácilmente simplemente cambiando el programa del microcontrolador.
Boris Aladyshkin
P.S. Adición al artículo. Un ejemplo de un dibujo gráfico de cómo se pueden usar los sensores de fugas en una sala de plomería arbitraria.
Nota Todo puede cambiar cuando se usa otro tipo de equipo. Siempre debe tener en cuenta las condiciones técnicas de su unidad de plomería (la ubicación de las tuberías para el suministro de agua, así como la ubicación de otros tipos de productos de plomería: lavabos, bañeras, inodoros, etc.).
Ver también en electro-es.tomathouse.com
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