No Image

Счетчик импульсов для счетчиков воды

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Умный дом своими руками

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).

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.

Читайте также:  Лоток для ливневых стоков

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.

Водосчетчики – устройства для сбора и передачи показаний потребления воды – позволяют следить за расходом ресурса и взимать плату строго за использованный продукт. Это удобно на практике, но сопряжено с рядом негативных моментов. В частности, не все владельцы недвижимости передают достоверные показания или делают это своевременно. Некоторые даже вмешиваются в работу приборов с целью занижения реальных цифр. Установка счетчиков воды с импульсным выходом призвана решить перечисленные проблемы. Такие системы подразумевают дистанционное ведение мониторинга показаний и исключают любое воздействие мошенников на прибор.

Конструкция и принцип работы водного расходомера с импульсным выходом

Государство старается автоматизировать сферы, связанные с потреблением природных ресурсов. Это направлено на облегчение жизни граждан, уменьшения количества случаев использования противозаконных схем. Счетчик для учета расхода воды с импульсным выходом позволяет собирать нужные данные в любых помещениях. Прибор отличается от универсальных водосчетчиков возможностью подавать сигнал для последующей электронной обработки. Он может быть использован для учета расхода жидкости на автономных системах, горячих и холодных водяных потоках.

Читайте также:  Срок службы канального вентилятора

Конструктивные отличия

Счетчик воды с импульсным выходом как и его механические аналоги предназначен для измерения объема жидкости, проходящей через трубопровод. Он также имеет стрелку на циферблате, которая крутится под влиянием силы потока массы, запускающего шестеренку.

Отличительным моментом становится наличие магнита, закрепленного на этой стрелке, и герметичного контакта на циферблате, который называется герконом. Основу рабочего механизма составляет электронная система, которая отвечает за определение продолжительности импульса. На интервал его подачи влияет скорость потока жидкости. В отдельную группу счетчиков такого типа выделяют их турбинные разновидности, которые применяются в промышленности, сельском хозяйстве.

Принцип действия импульсного водосчетчика

В своей основе принцип работы водосчетчиков импульсного типа похож на действие механического аналога. Здесь также имеется крыльчатка, которая приводится в движение потоком жидкости и начинает вращаться. Стрелочный индикатор, делая полные обороты, отсчитывает объем расхода воды. Когда крошечный магнит, закрепленный на стрелке, проходит над герконом, генерируется электрический сигнал и подается в слаботочную сеть. За счет таких импульсов устройство подсчитывает прошедшее количество жидкости – оно замеряет промежуток времени между поданными сигналами. Подобная система допускает подключение автоматического оборудования, способного ставить задвижки и ограничивать дальнейший ток воды при перерасходе ресурса.

Алгоритм снятия и передачи показаний с импульсных счетчиков

Особенности строения конструкции позволяют максимально точно вести учет горячей и холодной воды. Наличие магнита и геркона приводит к замыканию последнего под воздействием магнитного поля. За счет этого полный оборот стрелки приводит к подаче импульса, который остается только считать устройству и подать на внешний пульт приема сигнала. Работа импульсных счетчиков воды обеспечивается простейшей электронной системой, для запуска которой даже не нужен отдельный источник питания. Геркон самостоятельно вырабатывает энергию, необходимую для замыкания слаботочной электроники.

Чем отличается импульсный счетчик воды от обычного

Принципиальной разницы в работе стандартного устройства и счетчика с импульсным выходом холодной воды (или горячей) не существует. Оба механизма действуют по классической схеме, основанной на запуске движения крыльчатки под напором жидкости. Только в случае со второй системой не просто фиксируется объем проходящей воды, этот показатель еще и передается на внешний сигнальный пульт.

Преимущества и недостатки импульсных водомеров

Целесообразность повсеместной установки счетчиков с импульсным выходом до сих пор обсуждается специалистами. Данные по эффективности и срокам службы приборов постоянно пересматриваются.

При проведении новых испытаний выявляют дополнительные плюсы и минусы устройств.

Установка специализированного счетчика дает ряд преимуществ:

  • возможно дистанционное снятие показаний со счетчиков в автоматическом режиме;
  • устройства считаются более долговечными, чем стандартные приборы;
  • измерительные системы дают максимально точные показания;
  • несмотря на электронную основу работы прибора источник электрического питания не требуется;
  • счетчик можно устанавливать вертикально или горизонтально без риска повлиять на точность показаний;
  • при необходимости можно подобрать подходящую модель из широкого ассортиментного ряда по низкой цене;
  • сертифицированные продукты, соответствующие стандартам, обладают прочным и герметичным корпусом, гарантируют бесперебойную работу на время использования.

Прежде чем устанавливать промышленный или квартирный счетчик с импульсным выходом, стоит оценить его минусы. Со временем функциональность геркона снизится, что будет сказываться на точности показаний водомера. Иногда для бесперебойной передачи информации требуется дополнительно установить источник радио- или цифрового сигнала, а это требует серьезных затрат. Испытания показали, что работа счетчика может блокироваться неодимовым магнитом. Для предупреждения таких сбоев прибору требуется антимагнитная защита. Если потребитель не позаботился о прямой «связи» с устройством, то расход ресурса ему придется контролировать интуитивно.

Применение импульсных счетчиков

Использование водомеров с импульсным выходом позволяет исключить труд человека и затрату им времени на сбор показаний. Автоматизация процесса дает большие преимущества на производстве, в общественных заведениях, помещениях с затрудненным доступом к циферблату. Главное, обеспечить работу каналов кабельной или беспроводной связи, доводящих информацию до пункта учета. Особенности конструкции позволяют получить высокую точность показаний по расходу горячей и холодной воды с минимальным риском сбоев.

Как подключить импульсный водосчетчик

Монтаж механизма должен проводиться специалистами в этой области, иначе возникает вероятность нарушения технологии работы устройства. Прибор монтируется на вертикальную или горизонтальную трубу, причем для холодной и горячей воды разработаны отдельные приспособления. После установки счетчика его надо подключить к слаботочному кабелю для передачи сигналов на пункт считывания. Эта система будет переводить полученные импульсы в кубометры воды и передавать информацию дальше на пульт. Также можно установить сетевой кабель или GSM-модем для отправки данных на персональный компьютер или централизованную систему управляющей компании.

Читайте также:  Салфетница из дерева фото

Где применимы импульсные водомеры

Усовершенствованные счетчики воды все чаще применяются в системах «умных» домов, но таковые пока остаются редкостью.

Управляющие компании только планируют постепенный перевод потребителей на такие системы с целью автоматизации сбора данных по расходу ресурсов.

Сферы применения импульсных водомеров:

  • промышленные предприятия с огромным расходом воды, многочисленными инженерными установками;
  • общественные объекты – школы, офисы, больницы, гостиницы и другие заведения с масштабными сетями подачи воды;
  • сельское хозяйство, в том числе системы орошения обширных площадей;
  • объекты, на которых необходимо водоснабжение, но доступ к счетчику затруднен (шахты, вышки, научные станции).

Импульсные водомеры позволяют не только собирать данные о расходе воды.

С помощью дополнительных систем можно отрегулировать подачу ресурса, снизив его потребление.

Счетчики импульсов — регистраторы «ПУЛЬСАР» с радиоинтерфейсом IoT предназначены для:

— коммерческого и технологического учета потребления холодной и горячей воды, газа;
— работы в составе АСКУЭ.

Счетчики являются вторичными преобразователями, реализуют три числоимпульсных канала измерения и в качестве первичных преобразователей используют водосчетчики, счетчики газа, имеющие импульсный (телеметрический) выход. Счетчики используются совместно с приемным радиомодулем счетчиков воды и газа IoT (прием посылок от 24 счетчиков), или приемным радиомодулем «Пульсар» IoT (прием посылок от 3000 счетчиков при глубине архива 32, увеличенный радиус) или приемным радиомодулем USB IoT.

Счетчики обеспечивают измерение следующей текущей информации:
— потребленный объем воды, газа нарастающим итогом;
— дату и время.

Тип счетчиков импульсов-регистраторов «Пульсар» зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений РФ под №25951-10.

Для чего нужен счетчик импульсов и где он используется?

Работа сложных автоматизированных систем зависит от множества деталей. Так, счетчики потребления энергии, автоматические системы подачи воды, комплексы учета энергоресурсов на промышленных предприятиях работают с использованием счетчиков с импульсным выходом. Для подсчета количества импульсов и скорости их передачи используют регистратор импульсов.

Какими бывают регистраторы импульсов?

Для того чтобы в системе была возможность подключения счетчика импульсов, обычный счетчик объема потребления должен иметь импульсный выход. Внешне счетчик-регистратор представляет собой устройство с микропроцессором и имеющее две платы: плата модема и плата подсчета импульсов. Таким является, к примеру, счетчик импульсов «Пульсар», выпускаемый нашей компанией.

В зависимости от разных признаков, счетчики импульсов делятся на множество различных видов, например:

  • 2-х, 4-х, 6-ти, 10-ти и 16-ти канальные;
  • Выходные интерфейсы: RS485, радио, Ethernet и GSM/GPRS и многие другие счетчики импульсов

Счетчик импульсов «Пульсар» представляет собой вторичный преобразователь, который использует один импульсный канал, а в качестве преобразователей первичного сигнала выступают счетчики потребления энергоресурсов (газ, вода, электроэнергия).

Счетчики импульсов регистраторы необходимы для измерения таких параметров, как объем потребляемого воды и газа; времени, которое работал прибор; контроля даты и времени проведения измерений.

Где заказать счетчики импульсов регистраторы?

Научно-производственное предприятие «Тепловодохран» предлагают приобрести регистраторы импульсов напрямую от производителя. Наши регистраторы импульсов характеризуются такими параметрами:

  • возможность автономного питания (литиевая батарея) счетчика импульсов;
  • возможность регистрации данных по GPRS;
  • учет данных без непосредственного доступа в квартиру;
  • протокол обмена открытого типа;
  • соответствие всем стандартам и нормативам качества, которым должен соответствовать счетчик регистратор.

Каждый счетчик импульсов от нашей компании выпускается в защитном пластиковом корпусе, который можно удобно закрепить на стене или другой поверхности. Соединение преобразователей и цепи интерфейса осуществляется к наружному кабелю.

Заказать счетчик импульсов от нашей компании можно прямо на нашем сайте. Для удобства наших клиентов работает быстрая система онлайн-заказа. Если вы в поисках счетчика импульсов в других городах России, можете обратиться в наши представительства в следующих городах:

  • Санкт-Петербург;
  • Москва;
  • Ростов;
  • Казань;
  • Челябинск;
  • Краснодар;
  • Красноярск;
  • Новосибирск;
  • Воронеж;
  • Челябинск;
  • Рязань.

Покупка счетчика импульсов «Пульсар» от нашей компании — выгодное решение для многих технологических нужд. Обращайтесь по контактам, указанным на сайте, и наши консультанты ответят на все вопросы о счетчиках импульсов.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector