Меню

Устройство водяного счетчика с проводом

Дом в проводах

Умный дом своими руками

Считывание показаний счетчиков воды с помощью 1-wire и Raspberry Pi

В статье описывается:

  • Типы водосчетчиков
  • Принцип работы импульсных выходов на счетчиках
  • Cпособы автоматического получения показаний расхода воды со счетчиков
  • Устройство для считывания показаний с использованием 1-wire
  • Сохранение показаний в базе данных и графическое отображение данных о расходе воды
  • Передача показаний в управляющую компанию (теория)

Введение

В настоящее время широкое распространение получили универсальные квартирные водосчетчики. Если отойти от темы домашней автоматизации, я считаю это очень хорошей тенденцией — ведь ведение учета расхода воды (да и не только воды) достаточно эффективная мера, способствующая сбережению ресурсов. Конечно, в современных Российских реалиях (низкая стоимость воды, электричества, наш менталитет) это звучит весьма странно, но где-то в душе я убежден, что обращать внимание на сбережение ресурсов нужно начинать уже сегодня. А если мыслить не так глобально, то сегодня счетчики, как минимум, позволяют экономить на счетах за коммунальные услуги. Что-то я отвлекся…

Типы бытовых счетчиков воды

Современные счетчики воды, по показаниям которых мы затем оплачиваем счет за ЖКУ, бывают в основном двух видов (с точки зрения домашней автоматизации):

  • Без выходов
  • С импульсным выходом
  • Цифровой выход RS 485 (в рамках этой статьи не рассматриваются)
  • С радиовыходом (в рамках этой статьи не рассматриваются)

С первыми все понятно: посмотрел, записал, отправил в управляющую компанию. Никакой автоматизации. Хотя есть народные умельцы, которые умудряются снимать показания с таких счетчиков с помощью веб-камер («сфотографировать» и затем с помощью специальных алгоритмов распознать цифры — пример реализации) или устанавливают специальные оптические считыватели скорости вращения гребенки на счетчике (чаще всего это та самая «светящаяся красная лампочка» со старых оптических компьютерных мышей — да да, это камера с очень низким разрешением) с последующей обработкой и преобразованием в конкретные цифры расхода воды. Если у вас счетчик без выходов и вы не хотите тратить деньги на установку новых счетчиков, то можете погуглить подобные решения — их достаточно много и почти все можно сделать «своими руками». Но, на мой взгляд, подобный подход носит скорее исследовательский характер, нежели стабильно работающее простое решение с использованием специально разработанных для этих целей импульсных выходов в водосчетчиках.

Рассмотрим подробнее счетчики с импульсным выходом. Общий принцип работы очень прост: датчик отдает один полный импульс при прохождении определенного количества жидкости (зависит от характеристик конкретного счетчика).

Импульсный выход основан на воздействии магнитного поля постоянного магнита на геркон, при котором происходит чередующееся замыкание и размыкание контактов геркона. Геркон формирует пассивный выходной сигнал («сухой контакт»), который может считываться любым счетчиком импульсом.

Задача сводится к подсчету импульсов в единицу времени и умножению их на «цену» одного импульса. Как правило 1 импульс = 10 литров, в некоторых счетчиках это значение равно 1 литру. Какая цена импульса у вашего счетчика можно посмотреть в техническом паспорте. Такая информация иногда бывает на самом счетчике.

Оборудование для считывания импульсов со счетчика воды

В моей реализации Умного дома почти все сенсоры подключены к шине 1-wire и счетчики импульсов для учета расхода воды не стали исключением. Я использовал готовое устройство от магазина radioseti — «Модуль счетчик с буферной памятью 2 канала». Как видно из названия, устройство позволит считывать показания с двух счетчиков. Устройство основано на чипе Maxim DS2423 и при наличии определенных умений, не составит труда спаять такое устройство самостоятельно.

Во встроенной памяти устройства есть две целочисленные переменные Counters.A и Counters.B, в которых хранится количество «подсчитанных» импульсов на каждом входе (горячая и холодная вода). Каждой переменной выделено 32 байта — этого хватит с огромным запасом на много лет, даже при цене импульса в 1 литр.

Встроенный внутренний элемент питания позволяет хранить результаты работы не зависимо от внешнего питания, а так же устройство будет считать импульсы и сохранять информацию во внутреннюю память, даже если оно отключено от сети 1-wire и от питания. На мой взгляд данное решение идеально подходит для наших задач.

К общей 1-wire шине наше устройство подключается стандартным образом через коннектор типа RG-11 (6p4c): DATA, GND, +12V (в схеме датчика встроен стабилизатор напряжения с 12В).

Читайте также:  Срок мпи газового счетчика

Счетчики подключаются тоже достаточно просто, но крепление уже «под винт» (советую обзавестись комплектом хороших маленьких отверток, чтобы не повредить разъем устройства). Один разъем общий (GND), в него нужно подключить контакты от обоих счетчиков. И два входных для каждого из счетчиков раздельно.

Стабильность работы, пропуски импульсов и ложные срабатывания

Устройство работает на удивление стабильно. За более чем пол года эксплуатации расхождение «считанных» фактических показаний составило порядка 20 литров на горячую и 40 литров на холодную воду в меньшую сторону. При среднем расходе воды в месяц 4 и 6 кубометров соответственно это всего около 0,1% — не много. Раз в пару лет можно «откорректировать» значения в памяти устройства вручную.

На стабильность работы могут влиять следующие факторы:

  • Качество самих счетчиков воды (в моем случае со счетчиками Valtec повезло)
  • Наличие неподалеку источника сильных магнитных полей (силовая проводка, всевозможные источники электромагнитных помех)
  • Надежность фиксации выходов счетчика в разъеме устройства
  • Качество установленной батарейки (и нужно следить за ее напряжением)

Аналоги устройству от Radioseti можно найти в интернете (например от HobbyBoards за 30$ без учета доставки из США) или спаять самому, но, если честно, то по соотношению цена/качество лучшего устройства я не пока видел.

Сохранение показаний со счетчика в базу данных

На сервере Умного дома (я использую Raspberry Pi с ОС Raspbian и USB мастером 1-wire сети DS9490R) по расписанию каждые N-минут (задается по желанию) запускается скрипт, который с помощью библиотеки OWFS считывает показания с 1-wire счетчика импульсов и сохраняет их в СУБД.

Общая схема подключения представлена ниже:

Более подробно про считывание значений с устройств 1-wire и управление ими при помощи библиотеки OWFS будет посвящена отдельная статья.

В консоли Linux считывание показаний выглядит примерно так:

А графики, полученные на основе данных с 1-wire счетчика импульсов выглядят примерно так:

Один день из жизни: показания расхода воды за сутки.
Для построения графиков используется библиотека Highcharts.

Автоматическая передача показаний со счетчиков воды в управляющую компанию

При наличии в БД актуальных данных о расходе воды, можно подсчитать ее расход за месяц и передать в управляющую компанию.

На сегодняшний день (по крайней мере в Москве) многие УК принимают показания с помощью:

  • Смс сообщения (реализуемо)
  • E-mail (реализуемо и очень просто)
  • Через сайт УК (реализуемо, но придется разобраться как устроен их сайт и научиться эмулировать с помощью скрипта «ручную» передачу показаний)
  • API сервисов ЖКХ (пока не реализуемо, но чувствую что скоро они появятся)

Но это тема следующих статей.

Выводы

С доступными на сегодняшний день решениями (как аппаратными, так и софтовыми) считать показания со счетчика воды, сохранить их в БД, а затем визуализировать, использовать для статистических расчетов, передать в управляющую компанию очень просто — даже если вы не умеете пользоваться паяльником и не являетесь гуру-программирстом. Нужно лишь немного терпения, желание и не бояться нового ?

Считывание показаний счетчиков воды с помощью 1-wire и Raspberry Pi : 5 комментариев

Businka, все верно, Raspberry умеет программно эмулировать 1-wire протокол. Но, данным способом можно считывать показания только датчиков температуры (ссылки из вашего комментария это тоже подтверждают), по крайней мере других библиотек для работы с 1-wire через GPIO малины я не видел — если ошибаюсь, прошу поправить.

Источник

Принцип работы и подключение счетчика воды с импульсным выходом

Правительство РФ по вопросу энергосбережения поставило перед коммунальными службами задачу, которая заключается в достоверном учете потребления энергоресурсов: электричества, тепла, газа и водоснабжения.

Актуальность приобретают системы точного автоматизированного дистанционного учета воды с возможностью мониторинга в режиме реального времени. Это позволяет полностью исключить воздействие человека на достоверность показателей. Такими приборами можно управлять с помощью специальных устройств, которые обладают выходом в телекоммуникационные сети. К ним относится и импульсный счетчик воды.

Что это такое, его плюсы и минусы

Импульсный прибор учета горячей и холодной воды отлично подходит не только для промышленных целей, но и для населения РФ. Его основная цель заключается в фиксации точного объема потребляемых ресурсов, причем в режиме реального времени. За относительно недавний период внедрения он зарекомендовал себя как надежный прибор для автоматизированного контроля затрат воды.

Читайте также:  Наглядная схема подключения однофазного счетчика ce101s6145m6

Управляющие организации и РСО видят в импульсных приборах учета эффективное применение, которое позволяет обеспечить высокую точность рассчитываемых показателей с имеющейся возможностью их дальнейшей отправки коммунальным службам через автоматизированную систему.

Принципиально водяной счетчик с импульсным выходом и стандартное устройство практически ничем не различаются между собой. Основа их работы заключается в классической схеме, в которой считывающий механизм запускается крыльчаткой под имеющимся напором воды. Одновременно с этим импульсный прибор позволяет не только устанавливать объемы расхода воды, но и передавать значения на внешний носитель информации.

Основными их преимуществами принято считать:

  • передача сведений относительно расхода воды дистанционно в автоматическом режиме;
  • могут быть подключены к сложным системам обработки данных. К примеру, можно без проблем подключиться к АСКУВ;
  • низкие цены, что позволяет отнести его к бюджетному классу;
  • высокий уровень надёжности;
  • стойкость к различным температурным воздействиям, что делает его одним из лучших приборов учета.

Если говорить о недостатках, то ими являются:

  • устройство имеет определенный срок службы, по завершении которого его следует заменить, в противном случае показания будут с погрешностью;
  • все сведения с прибора можно передать исключительно при его подключении к радио- либо цифровому сигналу;
  • в обязательном порядке необходимо использовать антимагнитную защиту, поскольку без неё можно без особых усилий останавливать учёт воды принудительно.

Несмотря на имеющиеся недостатки, импульсный прибор учета пользуется популярностью среди населения РФ.

Конструкция

С конструктивной точки зрения схема импульсного счетчика ничем не отличается от устройства стандартных фланцевых либо же крыльчатых комнатных водяных приборов учета. Механическая часть осталась неизменной. В её основу заложен стрелочный индикатор затрат воды, в котором полный оборот приравнивается к конкретному потреблению.

Принцип действия

Схема стандартной конструкции для холодной либо горячей воды базируется на счетном механизме, который и рассчитывает объем потребления. Импульсные счетчики рассчитывают объем потока и осуществляют передачу сведений в определенные системные пункты.

Итак, рассмотрим все подробней:

  1. Выходной поток оказывает воздействие на крыльчатку, которая находится в трубопроводе.
  2. Затем осуществляется подключение непосредственно к работе муфты, которая перерабатывает и далее передает сведения на индикатор.
  3. В ней при полном обороте магнит контактирует с датчиком, а после показатель указывается на цифровом индикаторе.
  4. Сведения поступают не только на экран, но и передаются в сам счетчик, который определяет расход холодной и горячей воды за конкретный временной промежуток.
  5. По завершении расчетов сведения передаются в сеть для дальнейшего отчета перед коммунальными предприятиями.


Важно обращать внимание на то, что 1 импульс может приравниваться, к примеру, 10, 100 или 1000 литрам воды – значение напрямую зависит от диаметра трубопровода.

Управление импульсным прибором учета не влечет за собой каких-либо сложностей и не требует к себе от собственников профессиональных навыков и умений. Устройство, как и сам датчик, производит подсчеты в автоматическом режиме. Более того, оно не требует подключения к электричеству, что относит его к бюджетному варианту.

Важно помнить: в дальнейшем планируется эксплуатация исключительно импульсных счетчиков.

Как его подключить?

Подключение водомера осуществляется специалистом коммунальной службы.

Это связано с тем, что для налаживания автоматической диспетчеризации сведений с импульсного прибора учета необходимо подключать к нему сетевой кабель либо же модем-транслятор, с помощью которых осуществляется передача сигнала по каналу GCM или LPWAN.

В обязательном порядке счетчик должен быть подключен проводами к сети сбора необходимой информации. Далее показания будут переданы в специализированный расчетный центр, где будут занесены в квитанцию для оплаты. Иными словами, передавать показания хозяевам собственности нет необходимости.

Снятие показаний

Как уже отмечалось выше, владельцам импульсных счетчиков не стоит переживать о необходимости снятия и передачи показаний, поскольку устройство делает это в автоматическом режиме.

Одновременно с этим, на практике нередко встречаются ситуации, когда по каким-либо причинам прибор не передал информацию, что приводит к недоразумениям с коммунальными службами.

По этой причине специалисты рекомендуют всё-таки снимать показания с дисплея, как и в случае с обычным водомером, а после передавать их контролеру для минимизации последствий.

Читайте также:  Счетчики банкнот ribao 506

Источник



Счетчики воды с импульсным выходом

Законодательство об энергосбережении ставит перед системой ЖКХ задачу наладить достоверный учет потребляемых энергоресурсов: электричества, тепла, газа и воды. Актуальность приобретают системы точного дистанционного учета водопотребления с возможностью автоматического мониторинга, что исключает влияние человеческого фактора на достоверность показаний.

Они управляются через устройства с выходом в телекоммуникационные сети, к которым можно отнести импульсный выход бытового водомера. Он позволяет подключить счетчик к внешнему ретранслятору данных, передающих информацию в управляющую или ресурсоснабжающую организацию через выбранный канал кабельной или беспроводной связи.

Содержание

Что такое импульсный счетчик воды и зачем он нужен

Импульсный водомер – распространенное решение для централизованных пунктов учета в жилом секторе. Он служит для точной фиксации объема потребленного ресурса в режиме реального времени.

Крыльчатые счетчики с импульсным выходом разработаны для установки в водомерных узлах многоквартирных и индивидуальных жилых домов, дачных и садоводческих массивов. В сельском хозяйстве и промышленности чаще используются турбинные счетчики с импульсным выходом.

Управляющие компании и РСО видят в импульсных водосчетчиках эффективное решение для обеспечения точности снятия показаний с возможностью их передачи в базу данных автоматизированной системы контроля и учета воды (АСКУВ). Рассмотрим, как работают счетчики горячей и холодной воды с импульсным выходом.

Принцип работы импульсных счетчиков воды

Конструктивно схема счетчика с импульсным выходом не отличается от устройства привычных фланцевых или крыльчатых квартирных водомеров. Механическая часть конструкции осталась прежней. В ее основе лежит стрелочный индикатор расхода воды, где полный оборот равен определенному объему потребления.

Расходомер приводится в действие крыльчаткой, вращающейся под напором воды.

Далее к работе подключается магнитная муфта, которая обрабатывает и передает данные на индикатор. Совершая полный оборот, магнит входит в контакт с датчиком, и результат отображается на циферблате.

Это довольно простая схема со сравнительно низкой ценой. Самая уязвимая часть механизма — герметичный контакт — который быстро ломается.

Алгоритм снятия и передачи показаний с импульсных счетчиков

Главное конструктивное отличие импульсного водомера от обычного мокроходного счетчика состоит в его оснащении маломощным магнитом и герметическим контактом (герконом), который замыкается при воздействии на него магнитным полем. В момент совершения полного оборота счетного механизма геркон подает электрический импульс, который, считывается внешним устройством и подается на сигнальный пульт.

Электронная система импульсного водосчетчика отвечает за подсчет длительности импульса, интервал подачи которого зависит от скорости потока воды. Примечательно, что импульсный водяной счетчик не требует дополнительного источника питания: геркон сам генерирует электромагнитный импульс и вызывает замыкание слаботочной электроники.

Где применимы импульсные водомеры

Анализ данных о том, кто подключает импульсный счетчик, показал, что эти электронные приборы учета пользуются спросом там, где от своевременности и точности переданных показаний зависит не только экономический эффект работы, но затрагиваются имущественные интересы граждан. Своевременные и точные показания импульсных счетчиков выгодны управляющим компаниям (УК) для расчетов с ресурсоснабжающими организациями (РСО). И самим ресурсникам в случае прямых расчетов с жильцами.

Интеллектуальные приборы учета дают возможность экономить, считать потребленные ресурсы и платить только за них
Андрей Чибис, заместитель министра строительства и ЖКХ РФ.

Предприимчивые сотрудники УК, устав от сбора показаний в режиме «посмотрел – записал – передал», находят альтернативные способы проверить показания и наладить автоматизацию учета. Например, в ТСЖ “Радуга” (г. Лермонтов Ставропольского края) показания водомеров фотографируют при помощи веб-камер, затем распознают компьютерной программой и отсылают в РСО. На форумах работников ЖКХ публикуют и другие креативные идеи. Например, предлагают устанавливать на счетчики оптические считыватели скорости вращения гребенки, которые делает из старых компьютерных мышей с оптоприводом – это та самая красная лампочка, которая по факту является видеокамерой с минимальным разрешением.

Чем отличается импульсный счетчик воды от обычного

Принципиально счетчик воды с импульсным входом и обычный водомер ничем не отличаются друг от друга. В основе их работы лежит классическая схема, где счетный механизм приводится в действие крыльчаткой под напором потока воды. Однако импульсный счетчик не только фиксирует объем потока, но и передает показания на внешний накопитель данных.

Источник