Protection à faire soi-même contre les fuites d’eau pour votre maison

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Dans une maison de campagne, surtout non destinée à la résidence permanente, une fuite d’un système d’alimentation en eau peut avoir des conséquences très graves. Il existe de nombreuses solutions toutes faites sur le marché des systèmes de sécurité, cependant, aujourd’hui, nous allons parler d’autoconstruction d’un circuit de protection contre les fuites..

Protection à faire soi-même contre les fuites d'eau pour votre maison

Description générale du système

Il existe deux topologies principales pour les systèmes de protection contre les fuites. La principale différence entre eux est la méthode de transmission du signal entre le capteur, le contrôleur et les actionneurs. Les systèmes utilisant la transmission par fil sont plus simples et plus fiables, mais ils ne sont pas toujours pratiques à utiliser lorsque les lieux de fuites probables sont éloignés les uns des autres, lorsque, en raison de la longueur considérable du câble, le signal peut ne pas être reconnu par le contrôleur. À leur tour, les systèmes sans fil ne nécessitent pas de câblage, de sorte que les revêtements de finition décoratifs ne seront pas endommagés lors de l’installation, mais une telle protection est plus coûteuse.

Dans les systèmes câblés, la communication entre le capteur de fuite et le contrôleur s’effectue via un fil à trois fils. De plus, des dispositifs exécutifs sont connectés à la sortie de contrôle du contrôleur: vannes de coupure électriques, dispositifs d’alarme lumineuse et sonore. Si vous le souhaitez, le schéma peut être complété par des dispositifs de communication pour alerter l’utilisateur via un réseau sans fil mobile ou domestique.

Schéma de principe de la protection contre les fuites d'eauSchéma de principe de la protection contre les fuites d’eau: 1 – unité de commande; 2 – module radio; 3 – entraînement à bille électrique; 4 – robinets d’entrée; 5 – capteurs filaires; 6 – capteurs radio

La principale différence entre le système sans fil est qu’un module de communication radio est installé avec le capteur d’inondation. Cela ne nécessite pas de connexion filaire entre le contrôleur et le capteur, mais le détecteur de fuite lui-même et l’émetteur ont besoin d’une alimentation stabilisée à partir d’une unité externe ou d’une batterie. Les vannes de verrouillage peuvent également être contrôlées par radio, mais cela n’est souvent pas nécessaire, car il est beaucoup plus facile d’installer le contrôleur à côté de l’actionneur.

Sélection du contrôleur

Le cerveau du système est une unité de contrôle électronique. Sa fonction principale est de reconnaître avec précision le changement du niveau du signal du capteur et d’appliquer une tension à l’actionneur. Dans ce cas, il est important que le contrôleur ait pour fonction de sortir du mode urgence une fois que la cause de la fuite a été éliminée. Comme vous pouvez le voir, la logique du contrôleur est assez simple et, par conséquent, même les appareils les plus simples, y compris les appareils artisanaux, peuvent être utilisés. En général, trois options peuvent être proposées.

Les modules de relais sont la classe la plus simple de dispositifs de contrôle pour connecter un ou deux capteurs. Il existe un certain nombre d’inconvénients: le manque de préservation de l’état lorsque l’alimentation est coupée, la nécessité de convertir le signal du capteur au niveau correct et de doter le circuit d’un bypass avec réinitialisation manuelle pour le maintenir en mode d’urgence. Néanmoins, c’est l’option la plus économique pour construire un circuit. Les solutions appropriées incluent des modules de relais Omron et des cartes d’extension Arduino, ainsi que des relais OVEN PR110 programmables plus coûteux pour connecter jusqu’à 12 capteurs.

Relais programmable ARIES PR110Relais programmable ARIES PR110

Les contrôleurs logiques programmables sont le type de dispositif de contrôle le plus polyvalent qui vous permet de mettre en œuvre des algorithmes plus complexes pour le système de protection contre les fuites et de les interconnecter avec d’autres systèmes d’automatisation. Aux mêmes fins, des ordinateurs monocarte bon marché tels que Arduino peuvent être utilisés, à l’aide desquels des fonctions telles que la vidange forcée de l’eau du réservoir d’une machine à laver peuvent être mises en œuvre..

L’un des canaux d’un contrôleur domotique ou d’une alarme incendie et sécurité peut être utilisé pour connecter un capteur d’inondation. Le seul problème est que le type ou le niveau du signal à la sortie du capteur ne correspond pas, il devient donc souvent nécessaire de compléter le circuit avec un amplificateur ou un convertisseur discret monocanal..

Système de protection contre les fuites sur ArduinoUn exemple de schéma de protection contre les fuites sur un Arduino

Le dispositif de commande le plus simple peut être fabriqué de vos propres mains à partir de composants électroniques courants. L’amplification du signal du capteur peut être mise en œuvre sur des transistors marqués Logic Level (série IRL), qui utilisent des tensions très basses pour le contrôle (environ 2-3 V) et sont capables de commuter jusqu’à 20 A de courant de charge. Une résistance pull-up de 300 à 500 ohms est installée entre la grille et la source pour éviter un déclenchement accidentel. Il est conseillé de compléter le circuit: limiter le signal de commande avec une diode Zener à 50–70% de la tension maximum grille-source, et également prévoir un shunt avec un diviseur de tension entre la source et la grille pour maintenir la clé ouverte. Dans le circuit ouvert du shunt, il est nécessaire d’installer un bouton de déclenchement pour réinitialiser l’accident. Un tel circuit peut avoir un nombre presque illimité de transistors et, par conséquent, contrôler un certain nombre de dispositifs exécutifs et d’indicateurs..

Capteurs de fuite

Le détecteur de fuite a un dispositif simple, sinon primitif. Ses deux éléments principaux sont une paire d’électrodes, lorsqu’elles sont mouillées, qui ferme le circuit, ainsi qu’un amplificateur de signal, qui est généralement un transistor bipolaire à faible courant de saturation. Le capteur est alimenté par deux fils, le troisième sert à transmettre le signal d’alarme à l’unité de contrôle. Certains capteurs ont des dispositifs de signalisation sonore et lumineuse intégrés, et un interrupteur isolé galvaniquement sous la forme d’un relais peut également être installé dans un boîtier pour alimenter directement l’actionneur.

Dispositif pour capteurs de fuite d'eau GIDROLOCKDispositif pour capteurs de fuite d’eau GIDROLOCK

Les capteurs les plus courants, principalement en raison de leur faible coût (environ 500 roubles / pièce), sont les capteurs « H2O Contact », « Aquarius-R » et Equation. Ils ont plusieurs versions pour le raccordement à la fois aux entrées analogiques des dispositifs de commande et aux entrées de type « contact sec » dans les états normalement ouvert et normalement fermé. Les détecteurs ont une indication de signal intégrée, mais leur principal inconvénient est qu’ils ne sont pas capables de commuter une charge importante, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent pas contrôler directement les vannes..

Capteurs de fuite d'eauCapteurs de fuite d’eau: 1 – « Vodoley-R »; 2 – « Contact H2O »; 3 – Équation

Capteurs plus avancés, mais aussi plus chers (de 1,5 à 2,5 mille roubles) – Ajax LeaksProtect, Ezviz T10, Neptun RSW + et autres appareils sans fil. En règle générale, ces détecteurs sont alimentés par une batterie de type «Krona», avec certains modèles la durée de vie de la batterie peut aller jusqu’à deux ans. La plupart des détecteurs sont conçus pour fonctionner dans le cadre du système de protection du même fabricant, pour certains la fréquence de fonctionnement est indiquée et il est possible de la configurer pour la connexion à des récepteurs radio universels. Une certaine partie des modèles autonomes fonctionne en mode alarme – émet un bip ou envoie une notification via la communication mobile lorsqu’une fuite est détectée.

Capteurs de fuite d'eau sans filCapteurs de fuite d’eau sans fil: 1 – Ajax LeaksProtect; 2 – Ezviz T10; 3 – Neptun RSW+

Dans la vie de tous les jours, les plus populaires ne sont pas des capteurs individuels, mais des kits pour l’installation de systèmes de protection contre les fuites. Ils peuvent comprendre jusqu’à trois capteurs, une ou deux électrovannes, une alimentation électrique et une unité de commande centrale. Ces kits sont fournis sur le marché sous les marques Neptun, Aquastorozh et Gidrolock.

Système de protection contre les fuites d'eau AquastorozSystème de protection contre les fuites d’eau « Aquastorozh Classic 2×20 »

Dispositifs exécutifs et auxiliaires

Le troisième élément du système est un dispositif qui coupe l’alimentation en eau lorsqu’une fuite est détectée. Pour cela, des vannes à bille motorisées ou des vannes électromécaniques sont utilisées..

Les robinets à tournant sphérique avec moteur sont commandés selon un circuit à trois fils, de sorte qu’ils ne peuvent souvent être utilisés que dans des systèmes contrôlés par un contrôleur à part entière, car en plus du signal de fermeture, un signal d’ouverture est nécessaire lorsque le système est rétabli dans son état d’origine. Cependant, le signal d’ouverture peut être donné via le contact de retour du relais ou manuellement via le bouton – une sorte de remplacement pour réinitialiser l’alarme.

Robinet à bille avec GIDROLOCK PROFESSIONAL électriqueRobinet à bille avec GIDROLOCK PROFESSIONAL électrique

Les vannes électromécaniques normalement ouvertes agissent une fois lorsqu’un signal de commande est appliqué et ferment le débit. Dans ce cas, la tension sur le canal de commande peut rester indéfiniment, car pendant le fonctionnement, le circuit est ouvert par un groupe de contacts relié mécaniquement à la tige de vanne. Il faut se rappeler que c’est la vanne normalement ouverte qui, après le déclenchement de la protection, reste dans cette position même en cas de panne de courant et est chargée manuellement après élimination de la fuite..

Electrovanne pour l'eauElectrovanne pour l’eau

Les actionneurs n’ont pas besoin d’être spécialisés; tous les robinets ou vannes pour les systèmes de plomberie feront l’affaire. Cependant, il est nécessaire de faire attention à la plage de tension de fonctionnement, car certains modules de relais ne peuvent pas contrôler le courant continu et les sorties de commutation des contrôleurs ne peuvent fonctionner qu’avec une tension et un courant limités.

En outre, des dispositifs auxiliaires peuvent être présents dans le circuit:

  1. Modules de communication radio – un ensemble d’un émetteur et d’un récepteur, par exemple la série MX à 433 MHz, créera une connexion sans fil entre le capteur et l’unité de commande, en utilisant des équipements conçus pour la construction de systèmes avec communication filaire.
  2. Les amplificateurs et modulateurs de signaux sont conçus pour faire correspondre les niveaux logiques entre les capteurs et une unité de commande. En tant qu’amplificateurs, les modules à carte unique les plus populaires basés sur le microcircuit LM358, pour la conversion de signal – DAC / ADC modulaire sur PCF8591.
  3. Les relais intermédiaires seront utiles si le groupe de relais de l’unité de commande ne permet pas la commutation de courants importants. Les relais les plus préférés sont conçus pour une tension de commande basse – 24 ou 36 V.

Montage et installation de circuits

Il n’y a pas de difficulté à installer le système de protection contre les fuites si un kit prêt à l’emploi est utilisé: tous les éléments sont entièrement compatibles, les connecteurs s’emboîtent, il y a des instructions détaillées. Les assemblages d’une configuration individuelle sont plus difficiles à mettre en œuvre, alors considérez la topologie d’un système de protection avec deux capteurs et une communication sans fil.

Le « Contact H2O » en version quatre fils avec un contact normalement ouvert sera utilisé comme capteur d’inondation. Les fils marron (+) et blanc (-) sont connectés à la source d’alimentation – une pile 9 V. L’un des fils restants est connecté au power plus, l’autre à la broche TX DATA de l’émetteur radio MX-FS-03V. Souder 10 à 15 cm de fil de cuivre enroulé sur le plot ANT de la carte émetteur. Le capteur est fixé avec des vis ou sur du ruban adhésif double face, les électrodes doivent être fermement pressées contre le sol. Le fil du capteur est acheminé le long du mur vers un petit boîtier en plastique qui abrite l’émetteur radio et l’alimentation.

Système de protection contre les fuites de bricolageSchéma de câblage pour système anti-fuite avec deux capteurs et communication sans fil

Le récepteur radio MX-05V est installé à proximité du dispositif de commande, qui sera utilisé comme module de relais programmable FRM01. La borne RX du récepteur radio est connectée à l’entrée IN du module amplificateur LM358, les bornes GND et VCC sont connectées à l’alimentation négative et positive 5V. Le module amplificateur a également besoin d’une alimentation 12V via les bornes VCC et GND. La sortie du module amplificateur est connectée à la borne d’entrée du module relais IN, qui se connecte également à une alimentation 12V (le circuit est protégé contre l’inversion de polarité).

Il est recommandé d’utiliser un robinet à tournant sphérique NT9047 avec une tension d’alimentation de 24 V comme actionneur, qui est installé à l’entrée de la conduite d’eau. Le fil neutre de la grue est connecté au moins de l’alimentation, le fil du contact de fermeture est connecté à la sortie normalement ouverte du relais, le contact d’ouverture à celui normalement fermé. Le relais doit être configuré selon les instructions – régler la fonction n ° 10. Comme vous pouvez le voir, l’ensemble nécessite trois niveaux de tension pour fonctionner, ce qui est résolu en achetant plusieurs alimentations bon marché pour 5, 12 et 24 V, cette dernière avec un courant allant jusqu’à 2 A.

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