Автоматизация бассейна с модулем сбора данных NEVOTON DMC-5.1.1-Z
Рис. 1 Система водообмена бассейна
Большое распространение в современном загородном строительстве получили частные бассейны с оборотной системой водообмена. Это система, при которой насос работает постоянно и вода циркулирует непрерывно по замкнутому контуру, проходя последовательно через фильтр, теплообменник и систему водоподготовки.
Фильтр производит механическую очистку воды от загрязнений, теплообменник нагревает воду до комфортной температуры, система водоподготовки обеспечивает необходимую концентрацию химически активных веществ для дезинфекции воды и задания нужного уровня кислотности pH.
И, если система водоподготовки, как любая ответственная система, строится на уже существующих специализированных контроллерах, таких как, например, Bayrol Pool Relax, то вся остальная система водообмена чаще делается пассивной: циркуляционный насос работает непрерывно, количество воды в системе не меняется и не контролируется.
В лучшем случае, устанавливают шаровой вентиль, управляемый от термостата, для поддержания заданной температуры воды.
Данную систему можно улучшить, используя модуль сбора данных NEVOTON DCM-5.1.1-Z. Он предназначен для измерения аналоговых сигналов от различных датчиков, передачи результатов измерений по беспроводной сети связи стандарта Z-Wave и коммутации электрических сетей напряжением до 275 В. Его применение позволит включить систему водообмена бассейна в систему домашней автоматизации стандарта Z-Wave.
Рис 2. Модуль сбора данных NEVOTON DCM-5.1.1-Z
Предлагается измерять следующие параметры:
- Давление воды в магистрали после насоса
- Температуру воды после теплообменника
- Уровень воды в бассейне
- Уровень воды в переливной емкости, если таковая имеется в системе
- Положение шарового вентиля перед теплообменником
Также есть возможность управлять самим насосом (вкл./выкл.), это позволяет снизить издержки на электроэнергию при работе насоса.
Понятно, что при длительном простое возможно загрязнение воды, поверхностей и коммуникаций бассейна, но, в таком случае, можно задать сценарий периодической прокачки воды, однако не гонять воду постоянно, даже если бассейном не собираются пользоваться ближайшие недели.
Пример включения модуля сбора данных в систему водообмена бассейна показан на рис 1. Сам модуль удобно расположить вблизи насоса и системы водоподготовки. Как правило, они располагаются в одном помещении в непосредственной близости друг от друга.
Поскольку применяемый модуль сбора данных предназначен для работы в беспроводной сети стандарта Z-Wave, необходимо обеспечить его связь с контроллером системы автоматизации напрямую или через промежуточные устройства данного стандарта автоматизации.
Настроим модуль ввода-вывода NEVOTON DCM-5.1.1-Z согласно поставленной задаче:
- Давление воды в магистрали после насоса — датчик давления с выходом 0–10 В;
- Температура воды после теплообменника — термосопротивление Pt1000;
- Уровень воды в бассейне — датчик давления с выходом 0–10 В;
- Уровень воды в переливной емкости, если таковая имеется в системе — датчик давления с выходом 0–10 В;
- Положение шарового вентиля перед теплообменником — выход 4–20 mA.
Рассмотрим реализацию предложенного решения на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi с платой расширения RaZberry, предназначенной для работы в сети Z-Wave, и установленного на Raspberry Z-Way-server (процедура установки описана здесь: razberry.z-wave.me/index.php? id=24).
Далее следуя инструкциям, взятым тут: razberry.z-wave.me/docs/RaZberry500_QSG_en1.pdf, запустить Z-Way-server.
Следующим шагом необходимо включить модуль сбора данных в сеть Z-Wave. Исключение и включение модуля сбора данных в сеть Z-Wave производится трехкратным нажатием на кнопку «Set», расположенную на лицевой стороне устройства.
Если в Вашем Raspberry нет файла описания (Description) устройства NEVOTON DCM-5.1.1-Z, то его необходимо добавить.
Для этого файл NEVOTON DCM-5.1.1-Z.xml нужно скачать с сайта компании-производителя по ссылке domoton.ru/shop/modul-sbora-dannyx-dmc-5–1–1-z и добавить в папку /opt/z-way-server/ZDDX на вашем Raspberry Pi.
После этого выполнить команду python ./MakeIndex.py.
Затем в Expert UI выберите файл описания, как показано на рис. 3.
Рис. 3. Выбор файла описания
Подключение датчиков произведем в соответствии с инструкцией.
Далее войдем во вкладку «Configuration» и настроим тип датчика во всех каналах.
Для Канала 1 (датчик с выходным напряжением 0–10 В):
Рис. 4. Конфигурация канала 1 для датчика давления
Для Канала 2 (датчик температуры Pt1000):
Рис. 5. Конфигурация канала 2 для датчика температуры
Для Канала 3 (датчик с выходным напряжением 0–10 В):
Рис. 6. Конфигурация канала 3 для датчика давления
Для Канала 4 (датчик с выходным напряжением 0–10 В):
Рис. 7. Конфигурация канала 4 для датчика давления
Для Канала 5 (датчик с выходным током 4–20 мА):
Рис. 8. Конфигурация канала 5 для датчика тока
После этого сохраняем конфигурацию, исключаем устройство из сети и снова его включаем.
Устройство предполагает использование внутреннего реле при необходимости, как показано на рис. 9.
Рис. 9. Состояние и включение/выключение реле
После того, как входы настроены, NEVOTON DCM-5.1.1-Z начнет измерять выходы датчиков, а результаты показаны на рис. 10.
Рис. 10. Показания датчиков в Smarthome GUI (v. 2.2)
Для того, чтобы нормировать данные датчиков и отобразить в удобном для пользователя виде, можно воспользоваться модулем DataSensorMultiplication, который также можно скачать с сайта компании-производителя по ссылке domoton.ru/shop/modul-sbora-dannyx-dmc-5–1–1-z. Модуль после установки имеет название «Physical quantities conversion module» — в англоязычном интерфейсе и «Модуль преобразования физических величин» — в русскоязычном интерфейсе.
Данный модуль преобразует показание датчика в любую физическую величину по формуле (Значение датчика * Множитель) с отображением желаемого названия физической величины.
Модуль после скачивания необходимо распаковать и добавить в папку /opt/z-way-server/automation/modules на Raspberry. Далее необходимо перезапустить сервер командой sudo service z-way-server restart. После этого модуль будет доступен для использования.
Например, известно, что для приведения значений датчика давления с выходом 0–10 В (Канал 1, давление воды в магистрали после насоса) к 1 атм необходимо значение датчика умножить на 0,785. Для этого настраиваем модуль, как показано на рис. 11.
Рис. 11. Настройка модуля преобразования величин
Результат работы модуля показан на рис. 12.
Рис. 12. Результат работы модуля преобразования величин
Данный модуль можно использовать сколь угодно раз, и каждый раз будет создаваться виртуальное устройство с полями для отображения. Значения с этого виртуального устройства можно использовать в дальнейших сценариях автоматики Умного дома.
Таким образом, всегда можно для удобства восприятия преобразовать данные с датчиков в любой вид (пересчитать показания в соответствие с уровнем жидкости в любом геометрическом объеме и т.д., т.е. важно высчитать коэффициент и задать его в модуле).
