Bez względu na to, czy potrzebujesz monitorować poziom wody w ogrodowym zbiorniku, basenie, czy w domowej instalacji, bezprzewodowy system alarmowy poziomu wody to rozwiązanie, które zapewni Ci komfort i bezpieczeństwo. Zobacz, jak samodzielnie skonstruować taki system, dostosowując go do własnych potrzeb.
Dlaczego warto zbudować bezprzewodowy alarm poziomu wody lub soli w zbiorniku?
W przeszłości prezentowaliśmy już projekt DIY, który pozwalał stworzyć czujnik poziomu wody oparty na ultradźwiękach, przeznaczony do współpracy z systemem Home Assistant. Tamto urządzenie było pojedynczą, przewodową jednostką zasilaną z sieci. Jego działanie wymagało też konfiguracji w oprogramowaniu Home Assistant.
Prezentowany dzisiaj system składa się z dwóch modułów: nadajnika i odbiornika. Komunikują się one ze sobą bezprzewodowo, przesyłając informacje o aktualnym poziomie wody lub roztworu soli. Nie jest wymagane w tym przypadku użycie Home Assistant, choć integracja z tym systemem jest możliwa, jeśli zajdzie taka potrzeba.
Budując bezprzewodowy wskaźnik poziomu wody, który jednocześnie pełni funkcję alarmu, omijamy wiele problemów, które są charakterystyczne dla systemów przewodowych:
- Instalacja jest znacznie prostsza, ponieważ eliminujemy konieczność prowadzenia kabli przez ściany, sufity czy wzdłuż nich.
- Możemy zbudować jeden moduł nadawczy i umieścić go przy zbiorniku. Następnie, w zależności od potrzeb, można zbudować i rozmieścić kilka modułów odbiorczych w różnych lokalizacjach.
- Brak przewodów oznacza brak konieczności ich częstego sprawdzania i konserwacji.
- Oszczędzamy też pieniądze, nie wydając ich na kable.
- Moduł odbiorczy można umieścić w dowolnym miejscu, co nie jest możliwe w przypadku systemów przewodowych.
- Minimalizujemy też ryzyko zwarcia czy porażenia prądem.
Niezbędne elementy
Aby zrealizować projekt samodzielnego alarmu poziomu wody, potrzebne będą następujące komponenty:
- Mikrokontroler ESP8266, np. NodeMCU lub D1 Mini
- Bezprzewodowy moduł nadawczo-odbiorczy 433 MHz – gotowy moduł lub elementy do samodzielnego złożenia (układy scalone enkodera/dekodera HT12E/HT12D oraz moduły nadajnika i odbiornika 433 MHz)
- Płytka prototypowa lub płytka drukowana (PCB)
- Przewody połączeniowe
- Komponenty elektroniczne (szczegóły na schematach obwodów)
- Lutownica i cyna
- Śrubokręt i szczypce
- Akumulator litowo-jonowy 4,2 V do zasilania obwodu nadajnika
Krok 1: Projekt obwodu bezprzewodowego alarmu zbiornika wody
Spójrz na poniższe schematy obwodów oraz zdjęcia, aby zrozumieć, jak połączyć lub przylutować wszystkie potrzebne elementy. Zanim przejdziesz do następnego etapu, dokładnie sprawdź schemat i połączenia na płytce prototypowej lub PCB, by wyeliminować błędy lub pominięte połączenia.
Schemat obwodu odbiornika poziomu wody w zbiorniku pracującego na częstotliwości 433 MHz:
Gotowy obwód odbiornika poziomu wody w zbiorniku 433 MHz zbudowany na płytce stykowej:
Schemat obwodu nadajnika poziomu wody w zbiorniku 433 MHz:
Obwód nadajnika poziomu wody w zbiorniku 433 MHz zbudowany na płytce stykowej:
W obwodzie nadajnika możesz podłączyć cztery czujniki pływakowe (wspólny przewód łączymy ze wszystkimi czujnikami, a następnie podłączamy przewody sygnałowe) i umieścić je w zbiorniku, tak jak pokazano na schemacie. Gdy poziom wody wzrośnie do danego poziomu, odpowiedni czujnik się aktywuje i wyśle sygnał do modułu odbiorczego, który włączy odpowiednią diodę LED.
Zamiast czujników pływakowych można też zastosować metalowe paski, przyklejając je do wewnętrznej ściany zbiornika. Jeśli jednak woda ma służyć do celów spożywczych, lepiej zastosować czujniki pływakowe lub zbudować ultradźwiękowy czujnik poziomu.
Krok 2: Testowanie bezprzewodowego alarmu zbiornika wody
Przed montażem bezprzewodowego alarmu w zbiorniku na wodę, należy go przetestować, aby upewnić się, że działa poprawnie. Weź puste wiadro i umieść w nim wszystkie czujniki pływakowe. Zadbaj o to, by znajdowały się na różnych poziomach, tak jak pokazano na schemacie obwodu nadajnika.
Następnie podłącz zasilanie do obu modułów. Zacznij napełniać wiadro wodą. Gdy poziom wody się podniesie, powinien aktywować się pierwszy czujnik i na module odbiornika powinna zaświecić się odpowiednia dioda LED. Wraz ze wzrostem poziomu wody, powinny aktywować się kolejne czujniki i zapalać kolejne diody.
W kolejnym kroku odsuń od siebie moduł nadajnika i odbiornika, aby sprawdzić, jaki jest zasięg komunikacji wewnątrz pomieszczenia. Upewnij się, że dane są przesyłane poprawnie, a diody LED włączają się i wyłączają zgodnie ze stanem czujników.
Jeśli potrzebujesz zwiększyć zasięg, spróbuj zainstalować antenę (jeśli była dołączona do modułu lub dokup ją osobno dla nadajnika i odbiornika).
Krok 3: Instalacja bezprzewodowego alarmu poziomu wody w zbiorniku
Jeśli testy wypadły pomyślnie, możesz przystąpić do instalacji alarmu w zbiorniku na wodę. Pamiętaj, by moduł nadajnika umieścić na zewnątrz zbiornika, w bezpiecznej, najlepiej plastikowej obudowie (ewentualnie w obudowie wydrukowanej w technologii 3D), uszczelnionej silikonem, by chronić elektronikę przed warunkami atmosferycznymi.
Krok 4: Integracja z Home Assistant w celu automatyzacji
Dla zwiększenia funkcjonalności, do obwodu odbiornika można dołączyć mikrokontroler NodeMCU lub D1 Mini, dzięki czemu system monitoringu zbiornika stanie się „inteligentny”. Integracja z Home Assistant pozwoli Ci na stworzenie automatyzacji, takich jak wyłączenie pompy wody, gdy poziom napełnienia osiągnie 100% i ponowne włączenie, gdy poziom spadnie poniżej tego progu.
Możesz również skonfigurować wysyłanie powiadomień na Twój smartfon, gdy zmieni się poziom wody w zbiorniku.
Wystarczy, że rozbudujesz obwód odbiornika o NodeMCU lub D1 Mini, zgodnie ze schematem. Następnie wgraj do mikrokontrolera odpowiednie oprogramowanie, wykorzystując ESPHome.
Aby dowiedzieć się więcej o programowaniu w ESPHome, kompilowaniu oprogramowania i wgrywaniu go do mikrokontrolera, zapoznaj się z naszym poradnikiem dotyczącym tworzenia bezprzewodowego dzwonka do drzwi z wykorzystaniem Home Assistant.
Pamiętaj, by w kodzie umieścić poniższy fragment:
captive_portal:
web_server:
port: 80
binary_sensor:
- platform: gpio
pin: GPIO16
name: "100% Water - Tank Full"
device_class: motion
- platform: gpio
pin: GPIO14
name: "75% Water"
device_class: motion
- platform: gpio
pin: GPIO12
name: "50% Water"
device_class: motion
- platform: gpio
pin: GPIO13
name: "25% Water"
device_class: motion
Możesz też otworzyć adres IP mikrokontrolera NodeMCU lub D1 Mini w przeglądarce (po podłączeniu do sieci Wi-Fi i Home Assistant), aby sprawdzić status.
Oszczędzaj wodę i energię dzięki bezprzewodowemu alarmowi poziomu wody
Samodzielne zbudowanie bezprzewodowego alarmu poziomu wody to satysfakcjonujący i oszczędny projekt. Jeśli go zrealizujesz, zyskasz spokój ducha, oszczędzając jednocześnie wodę, energię i pieniądze. W przeciwieństwie do przewodowych alarmów, ten system jest łatwy w instalacji i idealny dla osób, które chcą uniknąć prowadzenia przewodów w swoim domu.