Al salir, apague las luces y apague el agua.

Dichas recomendaciones están destinadas a salvar y proteger el apartamento (casa, etc.) de problemas comunes a daños graves a uno mismo y a otros. Algunas personas, dejándoles miedo a los problemas, dejan apagando las máquinas automáticas en el tablero y cerrando los grifos de entrada de suministro de agua; la ejecución manual de este proceso por sí sola no es muy conveniente, en relación con esto, decidí hacer un sistema de presupuesto que se encargue de la automatización de este proceso, y también agregué un poco de funcionalidad. Lo que vino de esto y qué tan bien, puedes leerlo debajo del corte.

En primer lugar, diré que en mi caso describiré el sistema para usar en un apartamento, pero en principio también será bastante adecuado para una casa de campo y, opcionalmente, en otras habitaciones.

Los primeros borradores de la solución se ven así: a la salida del departamento, cuando se presiona un botón, la electrónica del departamento cambia a uno de los modos de operación: modo seguro (en el panel todos los consumidores están apagados, las válvulas de agua están cerradas) y operación normal (todo está encendido y las válvulas están abiertas). La pregunta surge de inmediato, si se va por un mes, entonces todo está cortado y cortado, y si no necesita salir del apartamento, el trabajo y otras salidas de un día de manera segura por un corto tiempo, resulta que es mejor no apagar el refrigerador (y otros dispositivos que también son aconsejables no apagar) en particular, el equipo que se activará con el botón de regreso). Como resultado, después de reflexionar, llegué a la conclusión de que sería correcto hacerlo: cambie el modo de funcionamiento de seguro a "en espera" y llame al modo de funcionamiento normal "principal". Y "divida" el cableado del apartamento en las categorías: 220 voltios principales, 220 voltios en espera.

El algoritmo de trabajo es el siguiente: el modo "principal" lo incluye todo, el modo "en espera" solo trabaja el consumidor necesario (por brevedad, el refrigerador). Es necesario salir durante un mes o estar completamente seguro, cerrar el agua, cortar la máquina automática central. Si tiene cuidado diario, presione el botón, la automatización cerrará la válvula y cortará las máquinas necesarias, dejando el refrigerador encendido. Al llegar, presioné el botón, la automatización encendió todo y abrió la válvula de suministro de agua.

Basado en el algoritmo adoptado, decidí hacer una unidad ubicada en el panel, que corta las fases responsables del equipo no incluido en la categoría del refrigerador, y la unidad responsable de encender y apagar las válvulas de suministro de agua.


Los bloques usan módulos estándar que son fáciles de comprar y reemplazar. Nuevamente, con un control estandarizado, puede colocar otra unidad más confiable, mejorada o más funcional. Las unidades de control están basadas y escritas para Arduino nano, creo que este módulo controlador es suficiente para controlar la unidad con un margen.

Volveré al tema de la energía y el cableado. Para alimentar las unidades, uso 12 voltios constantes.

Aquí, también me gustaría aclarar que utilicé mi visión sobre este tema: ahora ya hay muchos consumidores de 12 voltios y menos a partir de tiras de iluminación LED y es lógico usar este voltaje para consumidores de bajo voltaje en un apartamento, además, en general, este es un voltaje más seguro .

A continuación indico el voltaje nominal de 12 voltios, de hecho, habrá un voltaje de aproximadamente 13-14 voltios en la salida de la fuente de alimentación para que haya un margen para caídas de voltaje en los cables y 12 V llegue a los consumidores con pequeñas tolerancias. Como resultado, el diagrama de cableado generalizado en el apartamento en mi opinión debería ser así:



Naturalmente, puede haber más máquinas con enchufes, y puede haber más de una unidad de fuente de alimentación de 12 voltios con su propia máquina (puede haber opciones para cargar o hacer una copia de seguridad de algunos sistemas; puede escribir un artículo separado sobre esto).

Unidad de administración de energía (BUE)

La unidad controla 3 fuentes de alimentación, 2 relés electromecánicos están ubicados en la placa principal y 1 relé de estado sólido está conectado fuera de la carcasa de la unidad. La placa principal de la unidad no es universal y se desarrolló específicamente para esta unidad, no puedo entender que haya surgido la opción ideal, es más bien una prueba de lo que saldrá de ella. Los relés electromecánicos tomaron un máximo de 16 amperios.



Conozco a muchos partidarios relacionados con los relevos con gran desconfianza, incluso aquí desconfío de esta cifra. En la dirección de protección del uso, diré que la conmutación no ocurrirá con frecuencia y no está previsto que funcione normalmente bajo la carga máxima, en general dividiría la carga por un amperaje más pequeño, es decir más máquinas con menos amperios cada una, pero todo depende del cableado en el departamento. Veré qué sucederá durante la operación, luego, si es necesario, ya aceptaré algunas innovaciones. Implementado en el bloque la inclusión gradual de la carga, es decir cada uno de los 3 relés se enciende en un cierto intervalo de tiempo, lo que me parece tener un efecto generalmente positivo en el suministro de electricidad en el apartamento. En la carcasa del botón hay indicadores (LED) que indican el modo de bloqueo actual y la condición de advertencia / alarma. Se utiliza un solo LED de dos colores para indicar el modo. El verde es el principal, el rojo es el asistente. Durante la transición de un modo a otro, el indicador parpadea en el color al modo en que se realiza la transición. En la cubierta superior de la unidad hay una indicación de la presencia de voltaje después del relé (LED blancos), también se muestra una indicación de los modos de funcionamiento en la cubierta, pero decidió no encenderlo porque hay un botón con una indicación del modo actual, y la unidad se parará en el escudo, y allí la indicación de los modos no es particularmente relevante. El controlador de la unidad también recibe información sobre la presencia de voltaje y analiza esta condición, si el relé está apagado pero el voltaje sigue allí (el relé está atascado), aparecerá una indicación de advertencia: un LED que parpadea a menudo (redondo) en la carcasa del botón. Con éxito, el caso "Siemens" quedó bajo el riel DIN, parece que desde el controlador de ventilación, pero aún así tuve que modificarlo un poco.

Unidad de control para válvulas de suministro de agua (BUPV)

La unidad controla 2 válvulas de bola motorizadas (compradas en Ali, precio de 1 pc. ~ 900 rublos). Ambas válvulas para agua fría y caliente son iguales. La válvula de bola se controla a través de 2 cables 220V + cero, usted alimenta un cable 220 - cierra la válvula, la aplica a la otra - abre la válvula. El motor de control gira solo en una dirección, es decir no cerrando completamente es imposible comenzar la apertura. Dentro del cuerpo de la válvula hay un microinterruptor y al finalizar el proceso de cierre o apertura, alivia automáticamente el voltaje del motor.

El algoritmo de operación para esta unidad: aceptar un comando de control, cerrar la válvula o abrir la válvula. El módulo tiene 2 modos de control automático y manual. En modo automático, los comandos se reciben solo de la unidad de control de potencia. En el modo manual, los comandos se ejecutan desde el botón en la cubierta de la unidad de control de suministro de agua, mientras que los comandos de la unidad de control de suministro de voltaje se ignoran. El bloque tiene modos abierto y cerrado. Hay 3 LED en la cubierta de la unidad, 2 de los cuales solo indican en qué modo actual se encuentra la unidad (verde - las válvulas están abiertas, rojo - las válvulas están cerradas), así como en el BUE durante el proceso de transición, el LED parpadea a qué modo va la unidad, aproximadamente 3 Te contaré sobre este LED a continuación. Esta unidad se instala cerca de válvulas con acceso a indicación y control.

Al implementar los bloques, llegué a la conclusión de que hay una cierta categoría de dispositivos que han estado funcionando durante bastante tiempo y no es aconsejable desconectarlos de la red "en este momento", tales dispositivos incluyen una lavadora, un lavavajillas (lo más probable es que esta categoría pueda incluirse algunos otros dispositivos, pero daré un ejemplo relevante para mí con una lavadora). A veces puede resultar que se inicie el lavado y si apaga la electricidad, el proceso permanecerá incompleto y estropeado, por lo que decidí implementar un algoritmo adicional para trabajar con la lavadora.

Algoritmo para trabajar con la lavadora: durante el proceso de lavado desde la lavadora, se envía una señal a la unidad de control de suministro de agua de que el lavado está en curso. La unidad analiza esta señal si se está lavando y de repente decidió poner la unidad en modo de espera, la unidad no cierra la válvula de suministro de agua fría (la válvula de agua caliente se cerrará). Si la señal “lavado está en progreso” (el lavado está terminado) desaparece en el modo de espera, la unidad cerrará la válvula de agua fría. El proceso inverso no ocurrirá (es decir, si la unidad ya está en modo de espera y las válvulas están cerradas, cuando aparece la señal de "lavado", la válvula no se abrirá).

Volveré al tercer LED en la cubierta del bloque: muestra el estado de si el lavado está en curso en un momento dado.

Realización de recibir una señal de control desde la lavadora.

En lugar de un prefacio: de hecho, me sorprende que los electrodomésticos (simples, no especializados) no tengan los contactos eléctricos más simples (cerrados-abiertos) que indiquen su estado actual, incluso si el proceso se está ejecutando o está inactivo, lo haría Simplificó enormemente el proceso de automatización, y entonces no sería necesario cercar el jardín para recibir dicha información eléctricamente. Creo que esto sería una ventaja adicional para la funcionalidad de los electrodomésticos, a un costo mínimo por parte del fabricante.

Por lo tanto, debe recibir una señal de la lavadora de que el lavado está en curso. Después de buscar en los foros cualquier solución sobre este tema y observar el proceso de inicio y finalización del lavado, también miré los circuitos y descubrí que más de la mitad de las lavadoras simples de diferentes fabricantes trabajan en el tipo estándar de placas de circuito y sus algoritmos de trabajo más o menos lo mismo. Llegué a la conclusión de que la opción más adecuada es el bloqueo de la compuerta para cargar la ropa. Al comienzo del lavado, la cerradura bloquea la escotilla de carga y al final del lavado la desbloquea. El esquema de tal cerradura está bien distribuido y es el mismo en la mayoría de las lavadoras.



El funcionamiento de la cerradura: cuando se le suministran 220 voltios (contactos 1 y 3), bloquea la puerta; si se quita el voltaje, deja de bloquearlo. Mi solución es usar un relé con un voltaje de suministro de la bobina de 220V conectado en paralelo con el bloqueo de la compuerta; esto no debería dañar la lavadora, solo la lavadora consumirá un poco más de corriente durante el lavado (la cantidad de corriente que consume la bobina del relé). Porque Como mi lavadora es bastante vieja y no hay garantía por mucho tiempo, entonces esta opción fue muy adecuada para mí. Probablemente aún haya opciones más interesantes para recibir información de manera eléctrica que la lavadora está lavando, me gustaría saber sobre ellas.

Organización de la comunicación entre bloques.

Daré un diagrama general de la interacción eléctrica entre los bloques y su flejado.



La comunicación entre los bloques se realiza a través de la interfaz de hardware RS-485, con el protocolo de software SRDB2, que describí anteriormente en mi artículo . En mi caso, el BUE es el líder y envía uno de los comandos (abrir la válvula, cerrar la válvula, dar su estado actual), el BELV siempre responde con su estado actual.
Algoritmo para trabajar en conjunto: cuando presiona el botón de control de la unidad de control para cambiar al modo de espera, la unidad de control envía un comando a la unidad de control cerrada; BUPV observa el estado actual del lavado; si no hay lavado, comienza a cerrar ambas válvulas de suministro de agua, respondiendo simultáneamente al BUE que las válvulas se están cerrando, si el lavado está en progreso, solo la válvula de agua caliente se cierra, y también informa al BUE sobre este estado. Después de cerrar la válvula, el BUPV informa que las válvulas se han cerrado con éxito. BUE al ver por las respuestas que la válvula se ha cerrado con éxito, y también si no hay lavado, alivia el voltaje que suministra la lavadora y las válvulas. Si está lavando, entonces el voltaje de la lavadora no se elimina. Constantemente una encuesta sobre el estado actual de BUPV. Solo después de recibir el estado "el lavado se ha completado" (el BUPW emite este estado una vez que el lavado ha finalizado y la válvula de agua caliente está cerrada) el BUE elimina el voltaje que alimenta la lavadora y la válvula. Después de la transición al "modo principal", el BUE envía un comando para "abrir la válvula" y aplica voltaje a los relés a intervalos de tiempo, incluidos a su vez.

El control de la válvula de suministro de agua se organiza sobre la base de un relé de conmutación. Tiene un estado de contacto normalmente cerrado para el estado de "válvula abierta". Si aplica voltaje a la lavadora (relé "lavadora") y no aplica voltaje al relé responsable de controlar la válvula, la válvula se abrirá; esto es necesario en el caso de una transición del estado "en espera" al estado "principal". Al cambiar del modo "principal" al modo "en espera" sin quitar el voltaje de la lavadora, es necesario aplicar voltaje al relé de control de la válvula, comenzando así el proceso de cerrar la válvula. En este caso, la válvula se cerrará o estará cerrada mientras se envían señales de control a ambos relés (relé de suministro de voltaje a la lavadora y relé de voltaje para controlar la válvula), ya que después de que la válvula se cierra, se quita el voltaje del relé de "lavado", el estado del relé el control de la válvula ya no importa (después de un tiempo después de cambiar al modo de espera, elimino el voltaje del relé de control de la válvula, preparándolo para esperar la transición al estado de válvula abierta). Esto asegura una carga mínima en el relé de control de la válvula.

Trabajo autónomo de bloques

Según mi experiencia en la automatización operativa, diré que es imposible tener en cuenta todos los matices en el desarrollo de la automatización, por lo que creo que es correcto introducir el control manual o autónomo de las unidades, ya que Esto facilitará algunos momentos de interacción con ella en situaciones inusuales. Un interruptor de modo automático y manual se encuentra en la cubierta BUPV. El trabajo con interacción automática se describe anteriormente. En operación manual, el BELV ignora los comandos del BUE. En la cubierta del hay un botón para cambiar a los modos para abrir todas las válvulas y cerrar todas las válvulas. En el caso del control manual del BUPV, se ignoran las lecturas de "lavado". Esto se hace específicamente para el cierre de emergencia de las válvulas, es decir. si durante la operación en el modo principal, la lavadora está funcionando y la tubería está rota, entonces para cerrar rápidamente el agua, es necesario configurar la unidad en control manual y presionando el botón para ponerla en modo, todas las válvulas están cerradas. Cuando el BUPV está en modo manual, el BUE no analiza los datos que provienen del BUPV, pero realiza funciones directas cuando se cambia al modo de servicio, lo apaga todo.

Se entiende que en modo manual, una persona se responsabiliza independientemente de cómo controlar el dispositivo de manera adecuada y mejor, al mismo tiempo, el mal funcionamiento de la señal falsa "lavado" se "superpone".

Corte de energía de emergencia no programado

Ambos bloques registran su estado en la memoria no volátil, en caso de que se produzca un corte de energía en el apartamento, y después de su suministro, los bloques volverán al estado que tenía antes del cierre. La excepción es el estado cuando el lavado estaba en progreso. cuando hay un corte de energía, lo más probable es que este proceso se estropee, luego los bloques que cierran la válvula entran en modo de espera, mientras que el LED en el proceso de lavado incompleto parpadea en el botón para cambiar los modos BUE. La indicación del proceso de lavado incompleto se elimina presionando el botón para cambiar el modo BUE.

P.S. después del desarrollo y el comienzo de la operación, todo funciona según lo previsto, pero ya surgió la idea de cómo mejorar los bloques, es decir, abandonar las válvulas de 220 voltios y cambiar a 12 voltios, para eliminar 220 voltios del BUPV en general, aumentar el número de relés en el BUE y llevarlos fuera del caso, haciéndolos también reemplazables rápidamente, (pero esa es otra historia. En general, la opinión de la gente sobre este desarrollo es interesante (lo pondría en casa): entiendo que no he inventado algo nuevo, estoy seguro de que las oficinas lidiar con hogares inteligentes con facilidad sugerirán algo como esto, solo he abordado la pregunta en el lado del presupuesto de la automatización de dicho proceso. cada segundo sitio tiene arduino, si alguien quiere hacer exactamente el mismo dispositivo, tienen mi correo electrónico en los contactos, puedo enviar los códigos de programa de los bloques y explicar con más detalle cómo, qué y por qué. 4-5 , « ».

P.P.S. .