Ao sair, apague as luzes e desligue a água

Tais recomendações têm como objetivo salvar e proteger o apartamento (casa, etc.) de problemas comuns a danos graves a si e a outras pessoas. Algumas pessoas, com medo de problemas, deixam de desligar as máquinas automáticas no painel e fecham as torneiras de entrada de água; a execução manual desse processo por si só não é muito conveniente; em conexão com isso, decidi criar um sistema de orçamento que cuida da automação desse processo e também adicionei um pouco de funcionalidade. O que aconteceu com isso e quão bem - você pode lê-lo sob o corte.

Antes de tudo, direi que, no meu caso, descreverei o sistema para uso em um apartamento, mas, em princípio, também será adequado para uma casa de campo e, opcionalmente, em outros cômodos.

Os primeiros rascunhos da solução são assim: na saída do apartamento, pressione um botão, a eletrônica do apartamento muda para um dos modos de operação: modo de segurança (no painel todos os consumidores são desligados, válvulas de água são fechadas) e operação normal (tudo está ligado e as válvulas estão abertas). Surge imediatamente a pergunta: se você estiver saindo por um mês, tudo ficará bem cortado e deixado, e se você não precisar sair com segurança do apartamento, do trabalho e de outras saídas de um dia por um curto período, é melhor não desligar a geladeira (e outros dispositivos que também são aconselháveis ​​não desligar) em particular, o equipamento que será ligado pelo botão voltar). Como resultado, após a reflexão, cheguei à conclusão de que seria correto: altere o modo de operação de seguro para “em espera” e chame o modo de operação normal de “principal”. E "dividir" a fiação do apartamento nas categorias: 220 volts principal, 220 volts em espera.

O algoritmo de trabalho é o seguinte: o modo "principal" é inclusivo, o modo de "espera" apenas os consumidores necessários trabalham (por uma questão de brevidade, a geladeira). É necessário sair por um mês ou estar completamente seguro, fechar a água, cortar a máquina automática central. Se houver cuidado diário, pressione o botão, a automação fechará a válvula e cortará as máquinas necessárias, deixando a geladeira ligada. Ao chegar, apertei o botão, a automação ligou tudo e abriu a válvula de abastecimento de água.

Com base no algoritmo adotado, decidi fabricar uma unidade localizada no painel, que corta as fases responsáveis ​​pelo equipamento não incluído na categoria de geladeira e a unidade responsável por ligar e desligar as válvulas de abastecimento de água.


Os blocos usam módulos padrão que são fáceis de comprar e substituir. Novamente, com controle padronizado, você pode colocar outra unidade mais confiável, aprimorada ou mais funcional. As unidades de controle são baseadas e digitadas para o Arduino nano; acredito que este módulo controlador seja suficiente para controlar a unidade com uma margem.

Voltarei à questão da energia e da fiação. Para alimentar as unidades, eu uso 12 volts constantes.

Aqui, eu também gostaria de esclarecer que usei minha visão sobre esse assunto: agora já existem muitos consumidores de 12 e menos volts a partir de faixas de iluminação LED e é lógico usar essa voltagem para consumidores de baixa voltagem em um apartamento; além disso, em geral, essa é uma voltagem mais segura .

A seguir, indico a tensão nominal de 12 volts; de fato, haverá uma tensão de cerca de 13 a 14 volts na saída da fonte de alimentação, para que haja uma margem para quedas de tensão nos fios e 12 V atinjam os consumidores com pequenas tolerâncias. Como resultado, o diagrama de fiação generalizado no apartamento, na minha opinião, deve ser assim:



Naturalmente, pode haver mais máquinas com soquetes e mais de uma fonte de alimentação de 12 volts com sua própria máquina (pode haver opções para carregar ou fazer backup de alguns sistemas - você pode escrever um artigo separado sobre isso).

Unidade de Gerenciamento de Energia (BUE)

A unidade controla 3 fontes de alimentação, 2 relés eletromecânicos estão localizados na placa principal e 1 relé de estado sólido é conectado fora da unidade. A placa principal da unidade não é universal e foi desenvolvida especificamente para esta unidade. Não posso aceitar que a opção ideal tenha saído - é um teste do que virá dela. Relés eletromecânicos levaram no máximo 16 amperes.



Conheço muitos apoiadores relacionados a revezamentos com grande desconfiança - mesmo aqui desconfio dessa figura. Na direção da proteção do uso, direi que a comutação não ocorrerá com frequência e não está planejado funcionar normalmente sob carga máxima; em geral, dividiria a carga por uma amperagem menor, ou seja, mais máquinas com menos ampères cada, mas tudo depende da fiação do apartamento. Verei o que acontecerá durante a operação e, se necessário, já aceitarei algumas inovações. Implementou no bloco a inclusão gradual da carga, ou seja, cada um dos três relés é ativado em um determinado intervalo de tempo, o que me parece ter um efeito geralmente positivo no fornecimento de eletricidade no apartamento. Na carcaça do botão, existem indicadores (LEDs) indicando o modo de bloco atual e a condição de aviso / alarme. Um único LED de duas cores é usado para indicar o modo. Verde é o principal, vermelho é o atendente. Durante a transição de um modo para outro, o indicador pisca na cor no modo em que a transição está sendo feita. Na tampa superior da unidade, há uma indicação da presença de tensão após o relé (LEDs brancos), também uma indicação dos modos de operação é exibida na tampa - mas decidiu não ligar porque existe um botão com uma indicação do modo atual e a unidade fica na blindagem, e a indicação dos modos não é particularmente relevante. As informações sobre a presença de tensão são recebidas pelo controlador da unidade e analisam esse estado, se o relé estiver desligado, mas a tensão ainda estiver lá (o relé está congestionado), uma indicação de aviso será exibida - um LED (redondo) piscando frequentemente no compartimento dos botões. Com sucesso, o gabinete “Siemens” veio sob o trilho din, parece que o controlador estava com ventilação, mas ainda assim tive que modificá-lo um pouco.

Unidade de controle para válvulas de abastecimento de água (BUPV)

A unidade controla 2 válvulas de esfera motorizadas (compradas na Ali, preço de 1 pc. ~ 900 rublos). Ambas as válvulas para água quente e fria são iguais. A válvula de esfera é controlada através de 2 fios 220V + zero, você alimenta um fio 220 - fecha a válvula, aplica-o ao outro - abre a válvula. O motor de controle gira apenas de uma maneira, ou seja, não fechando completamente, é impossível iniciar a abertura. Dentro do corpo da válvula, existe um microinterruptor e, após a conclusão do processo de fechamento ou abertura, libera automaticamente a tensão do motor.

O algoritmo de operação para esta unidade: aceite um comando de controle, feche a válvula ou abra a válvula. O módulo possui 2 modos de controle automático e manual. No modo automático, os comandos são recebidos apenas da unidade de controle de potência. No modo manual, os comandos são executados a partir do botão na tampa da unidade de controle de fornecimento de água, enquanto os comandos da unidade de controle de fornecimento de tensão são ignorados. O bloco possui modos aberto e fechado. Existem 3 LEDs na tampa da unidade, 2 dos quais apenas indicam em qual modo atual a unidade está localizada (verde - as válvulas estão abertas, vermelhas - as válvulas estão fechadas), bem como no BUE durante o processo de transição, o LED pisca para qual modo a unidade vai, cerca de 3 Vou falar sobre esse LED abaixo. Esta unidade é instalada próxima a válvulas com acesso à indicação e controle.

Ao implementar os blocos, cheguei à conclusão de que existe uma certa categoria de dispositivos em operação há bastante tempo e não é aconselhável desconectá-los da rede "no momento" - esses dispositivos incluem uma lavadora de roupas e lava-louças (provavelmente essa categoria pode ser incluída alguns outros dispositivos, mas vou dar um exemplo relevante para mim com uma máquina de lavar). Às vezes, pode acontecer que a lavagem seja iniciada e, se você desligar a eletricidade, o processo permanecerá incompleto e estragado, por isso decidi implementar um algoritmo adicional para trabalhar com a máquina de lavar.

Algoritmo para trabalhar com a máquina de lavar: Durante o processo de lavagem a partir da máquina, um sinal é enviado à unidade de controle de abastecimento de água informando que a lavagem está em andamento. A unidade analisa esse sinal se estiver lavando e, de repente, decidiu colocar a unidade no modo de espera, a unidade não fecha a válvula de suprimento de água fria (a válvula de água quente será fechada). Se o sinal “a lavagem estiver em andamento” (a lavagem estiver concluída) desaparecer no modo de espera - a unidade fechará a válvula de água fria. O processo inverso não ocorrerá (ou seja, se a unidade já estiver no modo de espera e as válvulas estiverem fechadas, quando o sinal de "lavagem" aparecer, a válvula não abrirá).

Voltarei ao terceiro LED na tampa do bloco - ele mostra o status da lavagem em andamento em um determinado momento.

Realização de receber um sinal de controle da máquina de lavar.

Em vez de um prefácio: de fato, surpreende-me que os eletrodomésticos (simples, não especializados) não tenham os contatos elétricos mais simples (abertos) que indicam seu estado atual - mesmo que o processo esteja em andamento ou ocioso, simplificou bastante o processo de automação e, portanto, não seria necessário cercar o jardim para receber eletricamente essas informações. Acredito que isso seria uma vantagem adicional à funcionalidade dos eletrodomésticos, a um custo mínimo do fabricante.

Então, você precisa receber um sinal da máquina de lavar que a lavagem está em andamento. Depois de examinar os fóruns em busca de soluções sobre esse assunto e observar o processo de iniciar e finalizar a lavagem, também observei os circuitos e descobri que mais da metade das máquinas de lavar simples de diferentes fabricantes trabalham no tipo padrão de placas de circuito e seus algoritmos de trabalho mais ou menos o mesmo. Cheguei à conclusão de que a opção mais adequada é a trava da escotilha para carregar a roupa. No início da lavagem, a trava bloqueia a escotilha de carregamento de carga e, no final da lavagem, a destrava. O esquema dessa fechadura é bem distribuído e o mesmo na maioria das máquinas de lavar.



A operação da trava: quando lhe são fornecidos 220 volts (contatos 1 e 3), ela trava a porta; se a tensão é removida, ela pára de bloqueá-la. Minha solução é usar um relé com uma tensão de alimentação de uma bobina de 220V conectada paralelamente à trava da escotilha - isso não deve danificar a máquina de lavar de forma alguma, apenas a máquina consumirá um pouco mais de corrente durante a lavagem (a quantidade de corrente que a bobina do relé consome). Porque Como minha máquina de lavar é bastante antiga e não há garantia por um longo tempo, essa opção foi adequada para mim. Provavelmente ainda existem opções mais interessantes para receber informações eletricamente que a máquina de lavar está lavando, ficaria feliz em saber sobre elas.

Organização da comunicação entre blocos

Darei um diagrama geral da interação elétrica entre os blocos e suas cintas



A comunicação entre os blocos é realizada através da interface de hardware RS-485, com o protocolo de software SRDB2, que descrevi anteriormente no meu artigo . No meu caso, o BUE é o líder e envia um dos comandos (abra a válvula, feche a válvula, forneça seu status atual), o BELV sempre responde com seu estado atual.
Algoritmo para trabalhar em conjunto: Quando você pressiona o botão de controle da unidade de controle para alternar para o modo de espera, a unidade de controle envia um comando para a unidade de controle fechada; O BUPV analisa o estado atual da lavagem; se não houver lavagem, ele começa a fechar as duas válvulas de abastecimento de água, respondendo simultaneamente ao BUE que as válvulas estão fechando; se a lavagem for, apenas a válvula de água quente fecha, informando o BUE sobre esse estado. Depois de fechar a válvula, o BUPV informa que as válvulas foram fechadas com sucesso. Observando pelas respostas que a válvula foi fechada com sucesso, e se a lavagem não estiver sendo realizada, ela alivia a tensão que fornece a máquina de lavar e as válvulas. Se estiver lavando, a tensão da máquina não será removida. Constantemente um levantamento do status atual da BUPV. Somente após receber o status “a lavagem está concluída” (esse status é emitido pelo BUPV após o término da lavagem e a válvula de água quente foi fechada) é que o BUE remove a tensão que fornece a lavadora de roupas e a válvula. Após a transição para o "modo principal", o BUE envia um comando para "abrir a válvula" e aplica tensão aos relés em intervalos de tempo, incluindo-os por sua vez.

O controle da válvula de abastecimento de água é organizado com base em um relé de comutação. Ele tem um estado de contato normalmente fechado para o estado "válvula aberta". Se você aplicar tensão na máquina de lavar (relé "arruela") e não aplicar tensão no relé responsável pelo controle da válvula, a válvula abrirá - isso é necessário no caso de uma transição do estado "em espera" para o estado "principal". Ao alternar do modo “principal” para o modo “em espera” sem remover a tensão da máquina de lavar, é necessário aplicar tensão ao relé de controle da válvula, iniciando o processo de fechamento da válvula. Nesse caso, a válvula fecha ou está em um estado fechado enquanto os sinais de controle são enviados aos dois relés (relé de alimentação de tensão para a arruela e relé de tensão para controlar a válvula), pois após o fechamento da válvula, a tensão do relé de "lavagem" é removida, o status do relé o controle da válvula não importa mais (depois de algum tempo depois de alternar para o modo de espera, removo a tensão do relé de controle da válvula, preparando-o para aguardar a transição para o estado aberto da válvula). Isso garante uma carga mínima no relé de controle da válvula.

Trabalho autônomo de blocos

Com base na minha experiência em automação operacional, direi que é impossível levar em consideração todas as nuances no desenvolvimento da automação, por isso acho certo introduzir o controle manual ou autônomo das unidades - já que isso facilitará alguns momentos de interação com ela em situações incomuns. Um interruptor de modo automático e manual está localizado na tampa do BUPV. O trabalho com interação automática é descrito acima. Na operação manual, o BELV ignora comandos do BUE. Na tampa do existe um botão para mudar para os modos de abrir todas as válvulas e fechar todas as válvulas. No caso de controle manual do BUPV, as leituras “lavagem” são ignoradas. Isso é feito especificamente para o desligamento de emergência de válvulas, ou seja, se durante a operação no modo principal, a máquina de lavar estiver operando e o tubo estiver quebrado, para desligar rapidamente a água, é necessário definir a unidade para controle manual e, pressionando o botão, coloque-a no modo, todas as válvulas estão fechadas. Quando o BUPV está no modo manual, o BUE não analisa os dados provenientes do BUPV, mas executa funções diretas quando é alternado para o modo de serviço, desativa tudo.

Entende-se que no modo manual, uma pessoa assume a responsabilidade de como controlar melhor e adequadamente o dispositivo, ao mesmo tempo, o mau funcionamento do sinal falso "lavagem" é "sobreposto".

Queda de energia de emergência não programada

Ambos os blocos registram seu status na memória não volátil, caso haja uma falta de energia no apartamento e, após o fornecimento, os blocos retornam ao estado anterior ao desligamento. A exceção é o estado em que a lavagem estava em andamento. quando há uma queda de energia, provavelmente esse processo é estragado, os blocos que fecham a válvula entram no modo de espera, enquanto o LED no processo de lavagem incompleto pisca no botão para alterar os modos BUE. A indicação do processo de lavagem incompleto é removida pressionando o botão para alterar o modo BUE.

P.S. após o desenvolvimento e o início da operação, tudo funciona como pretendido, mas já surgiu a idéia de como melhorar os blocos, ou seja, abandonar as válvulas de 220 volts e mudar para 12 volts - para remover 220 volts do BUPV em geral, aumentar o número de relés no BUE e levá-los para fora do caso - tornando-os também rapidamente substituíveis - (mas isso é outra história. No geral, a opinião das pessoas sobre esse desenvolvimento é interessante (você colocaria em casa) - entendo que não inventei algo novo, tenho certeza de que os escritórios lidar com casas inteligentes com facilidade eles sugerem algo assim, eu apenas abordei a questão no lado do orçamento da automação desse processo. cada segundo site possui arduino, se alguém quer fazer exatamente o mesmo dispositivo, tem meu e-mail nos contatos, posso enviar os códigos de programa dos blocos e explicar com mais detalhes como, o que e por quê. 4-5 , « ».

P.P.S. .