Дом в проводах

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

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.

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

Cчётчик воды передающий показания

Современное законодательство об энергосбережении ставит перед водоканалами и управляющими компаниями наладить учёт потребляемых ресурсов воды, тепла, газа, электричества. Актуальными становятся системы дистанционного сбора и передачи данных в сетях водопотребления с возможностью автоматической обработкой показаний со счетчиков воды. Для выполнения всего комплекса, в первую очередь необходим, счётчик воды, передающий показания.

Соответственно, причастные к данному вопросу, всё чаще задаются вопросом, «что такое счётчик передающий показания», «как работают подобные счётчики», «какую модель выбрать»? Почти всегда производители выпускают для подобных задач счётчики с импульсными выходами.

Что такое импульсный счётчик воды?

Импульсный счётчик воды/водомер – популярное решение для организованного учёта в МКД. Он служит для точного съема и фиксации объема потребленной воды в режиме реального времени.

Примерно так выглядят счётчики воды с импульсным выходом

Принцип работы импульсных счётчиков воды

Конструктивно схема счётчика с импульсным выходом не отличается от устройства привычных «крыльчатых» квартирных водомеров. Принцип действия счётчика состоит в измерении числа оборотов крыльчатки, вращающейся под действием протекающей воды. Количество оборотов крыльчатки пропорционально объему протекающей воды. Вращение крыльчатки передается на счетный механизм, обеспечивающий за счет понижающего редуктора возможность снятия показаний объёма воды. Счетный механизм изолирован от проточной части счетчика с помощью латунной крышки и уплотнительного кольца и имеет возможность поворота вокруг своей оси для удобства снятия показаний.

Счётный механиз с импульсным выходом

Далее, магнитная муфта, которая обрабатывает и передает данные на индикатор. Совершая полный оборот, магнит входит в контакт с датчиком, и результат отображается на циферблате. В счётчиках воды передающие показания (импульсные водомеры) в последний барабанчик циферблата запрессован магнит. За полный оборот данного барабанчика через счетчик протекает 10 литров воды.

Сигнальная звездочка служит для индикации работы счетчика и оптоэлектронного съема сигналов при поверке. Счетный механизм счётчиков с импульсным выходом имеет в своем составе блок импульсного выхода, который включает в себя счетный геркон, регистрирующий обороты последнего барабанчика. Блок импульсного выхода ФМП включает в себя два геркона: первый – счетный, второй – для фиксации магнитного поля (внешнего магнитного воздействия).

Весь «организм» водомера приводится в действие крыльчаткой, вращающейся под напором воды.

Чем отличается импульсный счётчик воды от обычного

Принципиально счётчик 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 счётчик не только фиксирует объем потока, но и передает показания на внешние УСПД.

Плюсы от счётчиков воды передающие данные (импульсные)

Передают информацию о потреблении воды автоматически и дистанционно. Подходят для подключения к более сложной системе обработки информации показаний водомеров, например, АСКУВ. Для того, чтобы наладить автоматическую диспетчеризацию данных с импульсного водомера, достаточно подключить к нему коммутационный кабель или модем-транслятор, передающий сигнал по каналам GSM или LPWAN.

Технические характеристики

Счетчики с импульсным выходом

Вышеперечисленные виды приборов могут оборудоваться модулем импульсного выхода, преобразующего показания в электрический сигнал, поступающий на регистрирующее устройство, которое может находиться на любом расстоянии от точки потребления воды. Это значит, что «умный» счетчик воды с импульсным выходом позволяет разместить дисплей для снятия показаний в удобном месте, а счетчик горячей воды с термодатчиком и импульсным выходом помогает дополнительно экономить средства.

Как это работает? После открытия горячего крана вода, нагретая до высокой температуры, поступает не сразу. Иногда для получения действительно горячей воды требуется сливать ее в течение длительного времени. Обычный счетчик все это время будет фиксировать расход горячей воды. Счетчик с импульсным выходом и термодатчиком определяет температуру воды – пока вода холодная, импульсы фиксирует сумматор холодной воды, объем расхода горячей воды начинает подсчитываться только тогда, когда она нагревается до нужной температуры. Поскольку тариф на холодную воду значительно ниже тарифа на горячую, выбрать счетчик с импульсным выходом в целях экономии средств будет более чем целесообразно. В недалеком будущем при создании автоматических систем учета именно приборы с импульсным выходом будут наиболее востребованы.

Счетчик воды универсальный СТВУ ДГ турбинный ДУ 100, Декаст Метроник (ПК ПРИБОР) (с импульсным выходом)

24.09.2020 Вступили в силу изменения в ФЗ-№102 от 26.06.2008. «Для обеспечения единства измерений»: протестированные инструменты вносятся в реестр Федерального информационного фонда в установленные законом сроки (до 14 дней) с целью обеспечения единства измерений.

Измерительный прибор используется для измерения объема питьевой или технической воды. Измерительный прибор CTBX работает с холодной водой.
Измерение объема в трубопроводах, на объектах с большим расходом жидкости.
Идеально подходит для использования в коммерческих и технических счетчиках учета воды.

Достоинства:
• 6-летний интервал поверки
• Герметичный корпус, защищенный от внешних механических повреждений.
• Надежная конструктивная защита от внешних магнитных полей.
• Простота установки и использования.
• Энергетическая независимость
• Изготовлен из экологически чистых материалов.

Объем поставки:
• счетчик
• пасспорт устройства
• уплотнительное кольцо 2 шт.

24.09.2020 Вступили в силу изменения в ФЗ-№102 от 26.06.2008. «Для обеспечения единства измерений»: протестированные инструменты вносятся в реестр Федерального информационного фонда в установленные законом сроки (до 14 дней) с целью обеспечения единства измерений.

Измерительный прибор используется для измерения объема питьевой или технической воды. Измерительный прибор CTBX работает с холодной водой.
Измерение объема в трубопроводах, на объектах с большим расходом жидкости.
Идеально подходит для использования в коммерческих и технических счетчиках учета воды.

Достоинства:
• 6-летний интервал поверки
• Герметичный корпус, защищенный от внешних механических повреждений.
• Надежная конструктивная защита от внешних магнитных полей.
• Простота установки и использования.
• Энергетическая независимость
• Изготовлен из экологически чистых материалов.

Объем поставки:
• счетчик
• пасспорт устройства
• уплотнительное кольцо 2 шт.

Напишите нам по любому вопросу, в любой удобдый для Вас мессенджер. Отвечаем на Ваши вопросы 24/7.

ЗАКАЗАТЬ МОНТАЖ И СЕРВИС

НАДЕЖНОСТЬ

Качественные материалы, подшипники из искусственного сапфира, гарантируют соответствие заданным метрологическим свойствам
в течение всего срока службы, даже если окружающая среда не соответствует техническим регламентам.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТАНОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Измерительный прибор устанавливается в помещении с температурой окружающей среды +5° C. до +50 ° C.
C и влажность не более 98%. Допускается установка счетчика в вертикальную трубу. Фланцевое присоединение к трубопроводу по ГОСТ 12815

Принцип работы счетчиков основан на измерении числа оборотов турбины, которая вращается со скоростью, пропорциональной расходу воды, протекающей в трубе. вращение
Ось турбины передается на счетный механизм через магнитную муфту, которая используется для определения количества воды, протекающей через счетчик. Сухой, запечатанный
В отдельной полости счетный механизм преобразует количество оборотов турбины в измеренные значения.
Конструктивно счетчики состоят из корпуса, измерительной камеры и счетного механизма.
помещен в стакан из немагнитного материала.

Счетчики типа СТВХ / СТВУ, как правило, устанавливаются на коммерческих водомерных узлах. Часто подход к
счетчику сложный, иногда он вообще не появляется возможным. В таких случаях рекомендуется использовать счетчик с дистанционным считыванием показаний. В стандартной комплектации счетчик не оборудован
Датчик MID, который позволяет быстро дооснастить устройство цифровым модулем MID. Кроме того, счетчик можно дооснастить стандартным генератором импульсов.

Габариты общедомовых счетчиков воды СТВХ

Схема подключения общедомовых счетчиков воды СТВХ

Виды счетчиков СТВХ и СТВУ и их исполнение.

Фото счетчика воды СТВХ

Компания «Пульс» — это большой выбор инженерной сантехники, для отопления, водоснабжения, насосов и насосного оборудования от качественного производителя. Если вы ищете надежного оптового и розничного поставщика сантехнических и строительных товаров, в свой магазин, или в свою компанию, или просто собираетесь делать ремонт дома, то вы обратились точно по адресу.

Доставка товара осуществляется удобным для Вас способом. Мы работаем с ведущими транспортными компаниями России и в странах СНГ. Для лучшего и качественного выбора пути доставки товара и возможностью купить товар по оптовым ценам, рекомендуем обращаться к нашим менеджерам, они всегда подскажут как лучше и дешевле будет осуществить логистику. Так же на некоторые группы товара бывают акции по Бесплатной Доставке и скидки покупку товара. По условиям актуальных акции и скидок лучше уточнять у наших менеджеров, которые с удовольствием Вам подскажут. Спасибо что обратились в нашу компанию!

Разновидности

Одноструйные

Это сухоходный одноструйный счетчик воды, принцип работы которого основан на измерении числа оборотов крыльчатки, вращающейся под действием единого потока воды в трубопроводе. Вращение крыльчатки передается на счётный механизм посредством магнитных муфт. Счетный механизм сухоходного счетчика защищен от воздействия воды, что обеспечивает долговременную стабильность измерений.

Достоинства:

• конструкция прибора обеспечивает защиту от внешнего магнитного поля (антимагнитная защита счетчика воды);
• все приборы могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса счетчика воды).

Многоструйные

Данные счетчики отличаются от одноструйных тем, что поток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки делится на несколько струй. Благодаря этому значительно снижается погрешность турбулентности потока.

Достоинства:

• минимальные трудозатраты демонтажа и монтажа при проведении периодических поверок (поверке подлежит только верхняя легкосъемная часть счетчика воды);
• через дополнительные переходные втулки лицевая панель счетчика устанавливается на уровень декоративной поверхности (переходные втулки различных размеров);
• все счетчики воды могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса счетчика воды).

Вентильные

Принцип работы данного сухоходного счетчика аналогичен вышеописанным приборам: поток воды по специальному каналу поступает в расходомерную камеру и отводится далее в систему водоснабжения. Конструкцией прибора предусмотрена возможность установки вентиля внутри счетчика, что позволяет отключать воду. По этой функции счетчик получил название “вентильный”

Достоинства:

• при монтаже не требуется проведения сложных и дорогостоящих работ;
• индикаторную часть прибора можно повернуть на 360° (в трёх плоскостях) для удобства считывания показаний;
• все приборы могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса прибора).

Турбинные (счётчики Вольтманна)

Механические счетчики для измерения потребления холодной или горячей воды начиная с диаметра 50 мм для систем водоснабжения различного типа, систем автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и других сферах деятельности, требующих учёта потребляемой воды. Устанавливаются на входах систем водоснабжения промышленных предприятий, многоэтажных домов и в системе водоканалов. Впервые данные счётчики были запущены в производство в 1862 году, используя принцип Вольтманна.

Импульсные и электронные приборы

Для безопасного подключения к системе АСКУЭ электронные приборы контроля потребления электрической энергии оборудованы интерфейсом. В комплектацию сложного электронного оборудования входит компьютер и сервер (контроллер с ПО), предназначенные для сбора, анализа, учета и архивирования данных. При отсутствии интерфейса счетчик может оснащаться оптическими портами для снятия показаний путем передачи данных в ПК.

Для дистанционной передачи показаний приборов контроля расходов ресурса приспособлен не только электронный прибор. Импульсный датчик с маркировкой литерой «Д», имеющий телеметрический выход, может работать с двухпроводной линией связи. Принцип действия импульсного устройства основан на считывании световых импульсов, количество которых зависит от скорости вращения диска. Потребляемая мощность оценивается индикаторным светодиодом.

Источником импульсов является электрический измерительный трансформатор, периодически направляющий магнитный всплеск на металлический затемненный участок диска. Импульсы направляются в линию связи через схему датчика. Приемный датчик подсчитывает импульсы и направляет результат на прибор с цифровым датчиком для дистанционного управления информацией.

По своим конструкционным свойствам индукционные счетчики, имеющие бытовое назначение, без предварительного дооснащения не могут принимать участие в построении схемы АСКУЭ. Введенный в систему преобразователь импульсной последовательности в интерфейс RS -232 повышает стоимость оборудования, может применяться в качестве локального прибора учета.

В процессе проектирования АСКУЭ предусматривается установка электронных электросчетчиков. Система обладает неограниченными возможностями в плане сервисного обслуживания потребительского рынка.