Умные туалет и ванная.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Всех приветствую. Поскольку основная часть проекта уже работает, решусь рассказать о нем.

ЦЕЛИ ПРОЕКТА.
1-набраться практики в работе с разной периферией, 2-поработать с алгоритмами и устройствами управления.
НАЧАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ.
Квартира с раздельными ванной и туалетом. В туалете - вытяжной вентилятор с выходом в ванную (sic!),
в ванной - вытяжной вентилятор с выходом в домовый вентиляционный канал. В ванне и в туалете управляют освещением датчики движения (PIR) с временной задержкой выключения. Вытяжками управляют выключатели (в туалете - сдвоенный, на обе вытяжки).
Кроме того, имеется постоянно работающий компьютер в паре с еще одной Ардуиной, эдакая информационно-пожарно-охранная система, но это уже отдельная тема.
ЗАДАЧИ.
1-управление освещением туалета, 2-управление вытяжкой туалета, 3-управление вытяжкой ванной 4-отсылка телеметрии "главной" Ардуине.
РЕАЛИЗАЦИЯ.
1-наличие посетителя определяю ультразвуковым дальномером HC-SR04. Диаграмма направленности у него достаточно узкая, однако, при ширине помещения около метра, человек определяется надежно.
2-изначально необходимость включения вытяжки планировал определять уровнем загазованности помещения, для чего поставил датчик MQ2. Увы, этот датчик почти не реагирует на газы, так сказать, определенного свойства. Сейчас жду, когда приедет заказанный MQ4,
он, вроде бы, более чувствителен к метану (Гугл утверждает, что метан и сероводород наше все.). А пока что алгоритм такой: если посетитель задерживается в туалете дольше минуты, программа считает это знаком серьезности его намерений, включает обе вытяжки и держит их включенными еще три минуты после убытия посетителя.
3-ну, тут все просто. С датчика росы HDS05 получаем уровень влажности воздуха и соответственно реагируем.
4-Передатчик простейшего комплекта rf433link с проводком-антенной. Каждую секунду передатчик отсылает "главной" Ардуине строку вида "000/185/110/15/93/72/200", где 000 - состояние трех реле (вент.ванная,вент.туалет,свет туалет),
185/110 - текущий и пороговый показатели дальномера, 15/93 - соответственно, влажность, 72/200 - загазованность.
Изначально целью установки канала телеметрии было просто попробовать, как оно работает (работает, кстати, четко и надежно), а затем оказалось, что есть в том и практическая польза (помимо визуализации в программе на компьютере). Датчик газа служит сигнализатором возгорания/задымления туалета (электрический бойлер), дальномер в режиме охраны служит датчиком движения.
ПРОБЛЕМЫ.
В основном, проблемы были с нестабильной работой дальномера из-за "просаживания" питания при включении датчика газа и реле. Возможно, это связано с использованием дешевого китайского клона Arduino Nano. Проблемы решил путем запитывания нагревательного элемента датчика газа и блока реле от отдельного пятивольтового блока питания.
ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ.
1-конечно же, датчики протечки воды. Этого не сделал лишь потому, что они у меня уже установлены.
2-управлением освещением ванной. Тут я еще не определился со способом определения наличия человека в ванной.
PIR-датчик (не реагирует на недвижимый объект), несколько УЗ-дальномеров, ИК-барьер, комплекс из перечисленного - пока сам не знаю...

Картинки для тех, кто дочитал:


 

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

И все же, отпишитесь, пожалуйста, кому приходилось определять наличие неподвижного человека в помещении (с двигающимся-то проблем нет) ? Как определяли ?

mat
mat аватар
Offline
Зарегистрирован: 05.07.2012

А на другие газы, скажем парфюмерии, как думаете реагировать ? Или, вчерашнее ?

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Ну, я бы рад реагировать на любые посторонние примеси в воздухе. Датчик MQ-2, который стоит сейчас, отлично ловит дым, пары растворителей, спиртовые пары, газ из зажигалки, но почти не реагирует на более распространенные в туалетах газы. Дожидаюсь, когда приедет MQ-4.

Да, "ардуинизация" туалета, возможно, вызовет улыбку, но для меня это просто возможность "порулить" исполнительными устройствами и обкатать беспроводную передачу данных между Ардуинами, тем более, что следующей будет кухня.

mat
mat аватар
Offline
Зарегистрирован: 05.07.2012

Видимо, туалетные газы не причиняют таких убытков, какие причиняют, легковоспламенимые газы и жидкости и дым, верный признак нашавшегося загорания. Наверное, новый датчик тоже будет равнодушен к запахам туалета и канализации.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Новый датчик, если верить даташитам, более чувствителен к метану, речь ведь не об определении "запахов туалета и канализации", а об определении наличия смеси конкретных газов.

Приедет - проверю.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

>>И все же, отпишитесь, пожалуйста, кому приходилось определять наличие неподвижного человека в помещении (с двигающимся-то проблем нет) ? Как определяли ?<<

Точнее всего считать количество людей в помещении. Ставим два дискретных ИК датчика ,на определенном расстоянии друг от друга,  входе в комнату.

Если сначала сработал первый датчик а потом второй, то человек вошел, если наоборот - вышел.

Отнимаем количество вышедших от количества вошедших. Если больше 0 значит в комнате кто то есть , если меньше - никого.

Определение в воздухе продуктов работы человеческого кишечника пустая затея. Концентрация этих газов ничтожно мала и быстро падает. Поэтому датчик и не фиксирует их.

В данных помещениях мы можем точно знать где может находиться неподвижный человек. Там и ставить датчики препятствий.

С туалетом все проще. Если человек сел на унитаз включаем вытяжку. Если встал держим ее несколько минут и отключаем.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

nestandart пишет:

Точнее всего считать количество людей в помещении. Ставим два дискретных ИК датчика ,на определенном расстоянии друг от друга,  входе в комнату.

Да, согласен. Такой подход уберет и ложные срабатывания на котэ, бродящего по квартире, в т.ч. ночью. Уже продумываю реализацию.

nestandart пишет:

Определение в воздухе продуктов работы человеческого кишечника пустая затея. Концентрация этих газов ничтожно мала и быстро падает. Поэтому датчик и не фиксирует их.

Датчики серии MQ весьма чувствительны (при всей простоте конструкции), так что надежда на MQ-4 еще остается. На кухне у меня уже стоит автономный (с пищалкой и парой НЗ контактов) газовый датчик, тоже на MQ, он размещен на потолке в районе газовой плиты и срабатывает даже на ничтожное количество газа, ушедшего из горелки до момента поджига.

kui
Offline
Зарегистрирован: 09.10.2012

я бы на звук датчик поставил, сел, пропукал Лунную сонату № 7 Бетховена - вытяжка включилась, выдал трель из увертюры "Пароходный гудок" - свет загорелся))) так то на звук надо ставить а не на газ, ибо это дело беззвучно не проходит )))) в унитазе то аккустика будь здаров, любой пук и выпук почувствует датчик. а на газ смысла не много, ибо не встречал такого газа туалетного происхождения который вкусно пах. датчик то концентрацию определяет поэтому смысла нет, ибо воняет то всегда будь здаров в независимости от количества выделенного, к тому же "Обычно газовая смесь кишечника состоит на 99% из азота, кислорода, углекислого газа, водорода и метана. Относительные пропорции этих газов сильно колеблются в зависимости от индивидуальных особенностей человека и происхождения газовой смеси. По данным различных авторов, состав кишечного газа таков: азот — 70-86%, кислород —0-12%, углекислый газ — 6-12%, водород — 1-10%, метан — 0,1-2%, сероводород — 0-10%" Имхо курс на сероводород.

"новый датчик, если верить даташитам, более чувствителен к метану" - но метан то без запаха,  воняет сероводород) если уж определять концентрацию запаха то сероводорода, ибо чем его больше тем воняет сильнее. Ну а чем больше метана - тем опаснее курить в туалете :) ну а кроме смеха к любым затеям отношусь хорошо, вот бы ещё серву примотать что бы само всё вытирало)

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Зачем определять наличие газа в сортире ?

Просто, автоматически, прогонять вытяжкой после каждого посещения и все.

Ну, в крайнем случае, поставить датчик воды (два котакта) на зону смыва унитаза и включать после каждого смыва.

kui
Offline
Зарегистрирован: 09.10.2012

nestandart пишет:

Зачем определять наличие газа в сортире ?

Просто, автоматически, прогонять вытяжкой после каждого посещения и все.

Ну, в крайнем случае, поставить датчик воды (два котакта) на зону смыва унитаза и включать после каждого смыва.

ну не скажите. Вот я бы не отказался от такого девайса, над дверью в туалет табло, там написано "Загазованность 70%, опасно для жизни" либо "Уровень загазованности в норме". Дикий хохот со стороны гостей обеспечен))) А так по теме - 600 рублей в магазине вытяжки с встроенным датчиком движения, влажности, регулируемым таймером

gon-ur
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2012

Araris пишет:

И все же, отпишитесь, пожалуйста, кому приходилось определять наличие неподвижного человека в помещении (с двигающимся-то проблем нет) ? Как определяли ?

В каком-то из старых журналов (вроде Радио) была схема детектора "присутствия", основанная на изменении индуктивности антенны при приближении человека. Антенна - обычный ферритовый сердечник с обмоткой, но там расчитано ещё на емкость тела человека. Больше подробностей не помню, думаю, там стоит генератор, "качающий" антенну, при приближении человека к ней она входит (или выходит из) в резонанс, соответственно срабатывает схема сравнения.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Индуктивный датчик человека ?! 

Не внушает надежности.

gon-ur
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2012

nestandart пишет:

Индуктивный датчик человека ?! 

Не внушает надежности.

Возможно. Я ещё не пробовал.

http://www.kipinfo.ru/info/stati/?id=160
 

 

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Стоп. 

Индуктивный или емкостный ?

Я делал на МК емкостный датчик , который срабатывал при косании. Максимальная чувствительность 2-5см (на палец) от датчика.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Я много нашел в гугловыдаче по запросу "емкостный датчик присутствия", вывод для себя сделал - сложно и ненадежно. Подсчет входящих/выходящих привлекательнее.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

>>Подсчет входящих/выходящих привлекательнее.<<

Там сложность в том что расстояние между датчиками должно быть минимум 10-20см (а лучше метр).

Как такое смонтировать на дверном косяке, чтобы было красиво/незаметно и не мешало ?

Спареных ИК датчиков, с дальностью 0.5м, вроде как нет.

Zapek@n
Offline
Зарегистрирован: 16.02.2012

Имхо использовать проще всего датчик ИК датчик движения +емкостной

Емкостной датчик - штука плоская, можно сделать большой чувствительный датчик на крышке унитаза. Когда сидишь, спина от крышки не очень далеко, плюс размер крышки позволяет сделать датчик большим.

Алгоритм. Зашли -> сработал датчик движения и врубил на 1 минуту. Если сработал емкостной (т.е. присели), то после еще поработать 2 минуты. И всё

gon-ur
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2012

nestandart пишет:

Стоп. 

Индуктивный или емкостный ?

Я делал на МК емкостный датчик , который срабатывал при косании. Максимальная чувствительность 2-5см (на палец) от датчика.

Индуктивный.

А если быть более точным, то индуктивно-емкостной :)

Принцип действия основан на изменении емкости антенны при приближении человека (как в обычном радиоприемнике - приближаешь руку к антенне - прием улучшается или ухудшается).

mat
mat аватар
Offline
Зарегистрирован: 05.07.2012
kisoft
kisoft аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.11.2012

Туалет комната небольшая, можно использовать один датчик пересечения от двери к унитазу или наоборот. Плохо, что дверь постоянно открывается, провода тянуть ненадежно, либо ленточный кабель. Сам не делал, просто идея.
Удачи, слежу за проектом :) Интересно.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Попытка найти счастье приводит к "Из-за требований законодательства в некоторых странах, доступ к этой статье, к сожалению, закрыт". (страна = Украина)

А интересно, что же там ?

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

kisoft пишет:
Туалет комната небольшая, можно использовать один датчик пересечения от двери к унитазу или наоборот. Плохо, что дверь постоянно открывается, провода тянуть ненадежно, либо ленточный кабель. Сам не делал, просто идея. Удачи, слежу за проектом :) Интересно.

С туалетом-то проблем нет, все уже пару недель как в рабочем режиме.

Цитата: "наличие посетителя определяю ультразвуковым дальномером HC-SR04. Диаграмма направленности у него достаточно узкая, однако, при ширине помещения около метра, человек определяется надежно."

Все именно так и происходит, домочадцы и гости не жалуются. Алгоритм простой: есть человек - сразу включаем свет, через минуту включаем обе вытяжки (если он еще здесь). Ушел человек - через 5-6 секунд выключаем свет, через три минуты выключаем обе вытяжки (если были включены). 5-6 секунд задержки выключения света даю на случай, если человек "выпадет" из зоны покрытия дальномером, чтобы свет не мигал в таких случаях.

mat
mat аватар
Offline
Зарегистрирован: 05.07.2012

Araris пишет:

Попытка найти счастье приводит к "Из-за требований законодательства в некоторых странах, доступ к этой статье, к сожалению, закрыт". (страна = Украина)

А интересно, что же там ?

Ну, Вы меня в краску не вгоняйте... Датчик присутствия человека. Попробуйте здесь http://www.ebay.de/itm/HC-SR501-Adjust-IR-Pyroelectric-Infrared-PIR-Motion-Human-Sensor-Detector-Module-/370646462388?pt=UK_BOI_Industrial_Supply_Security_Equipment_ET&hash=item564c402fb4#ht_4671wt_1012

gon-ur
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2012

Цена сопоставима с ценой этого же в магазинах по месту, и это ещё без доставки - IMHO.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Это обыкновенный пассивный ИК датчик движения. На неподвижный объект он не будет реагировать.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

nestandart пишет:

Это обыкновенный пассивный ИК датчик движения. На неподвижный объект он не будет реагировать.

И еще он дает полторы-две секунды задержки перед срабатыванием, полный отстой.

Вот последний рабочий скетч : http://dl.dropbox.com/u/29125286/AVSmartWC.ino

Mastino
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2011

Добрый день Araris

Как там дела с MQ-4? Уже довелось попробовать? Как его чувствительность?

У меня похожий проект, только с кошачьим туалетом. Нужно отличить когда кошка делает по "маленькому" и когда по "большому".  Сделала по большому и сразу пищалка начинает пищать..:) и запах не успевает распространится..:)

 

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Заказано, оплачено, ожидаю приезда в декабре.

SHAleks
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2012

Araris пишет:

И все же, отпишитесь, пожалуйста, кому приходилось определять наличие неподвижного человека в помещении (с двигающимся-то проблем нет) ? Как определяли ?

Личто я определял так:

1) поставил концевик на дверь (в ванной) и датчик на движения.

2) если ктото руки моет (естественно шивелится))) то датчик срабатывает + на всекий задержка на выключения света 10 сек.

3) если дверь закрылась и после этого произошло движение в ванной значит там ктото есть то отрубаем датчик движения и включаем его когда откроится дверь.

4) если дверь закрылась и движения после этого непроизошло нет или дверь открыта и некто недвигается то свет тухнит через 10 сек.

пока все работает без сбоев

vworld
vworld аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.09.2011

SHAleks пишет:

Araris пишет:

И все же, отпишитесь, пожалуйста, кому приходилось определять наличие неподвижного человека в помещении (с двигающимся-то проблем нет) ? Как определяли ?

Личто я определял так:

1) поставил концевик на дверь (в ванной) и датчик на движения.

здраво, но как быть если дома котэ живет и для него приходится держать дверь приоткрытой?

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Котэ и у меня живет, и клозет его - в ванной.

Концевик, оно, конечно, проще, но я за ИК-барьер. Как раз размышляю над тем, каким образом аккуратно и незаметно организовать его  (да еще и двойной!) в дверном проеме ванной.

vworld
vworld аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.09.2011

Araris пишет:

 в дверном проеме ванной.

а по какому алгоритму тогда делать включение/выключение света?

если ИК сработал свет включить, и если датчик движения обнаружил присутствие держать свет включенным, до тех пор пока не сработает ИК датчик?

тоже не совсем удобно - у меня в санузле будет душевая кабина, у нее конечно своя подсветка, но все же ...датчик движения не обнаружит присутвие если человек в душевой кабине...

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Читайте посты выше, там описан принцип работы двойного датчика. Датчик движения там не нужен.

SHAleks
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2012

vworld пишет:

здраво, но как быть если дома котэ живет и для него приходится держать дверь приоткрытой?

тык если 4) ... дверь открыта и некто недвигается то свет тухнит через 10 сек.

что смушает?

SHAleks
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2012

ну поставь ИК место кнопки и чуть принцип измени.

1) если ИК сработал смотрим движение в ванной есть

2) если движение есть включаем свет и невыключаем пока ИК сново несработает

3) если после сработки ИК в тичении 5-10сек движение нет то рубим свет.

теже кошки только в профель)))

SHAleks
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2012

vworld пишет:

а по какому алгоритму тогда делать включение/выключение света?

если ИК сработал свет включить, и если датчик движения обнаружил присутствие держать свет включенным, до тех пор пока не сработает ИК датчик?

тоже не совсем удобно - у меня в санузле будет душевая кабина, у нее конечно своя подсветка, но все же ...датчик движения не обнаружит присутвие если человек в душевой кабине...

принцип АП

и что неудобного?

MacSim
Offline
Зарегистрирован: 28.11.2012

В туалете и одного ик датчика хватит, а коту свет не нужен.

В ванной оставить два ик датчика, в зависимости от очередности срабатывания узнаем зашел человек или вышел. Считаем людей. Все ушли - погасили свет.

vworld
vworld аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.09.2011

ну я же описал, что например у меня душевая кабина, если толкьо в нее еще поставить датчик движения, потому как просто установленный датчик движения в санузле не промониторит, есть ли кто в кабине душевой...

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

А может и ни к чему датчики движения, может лучше считать входящих-выходящих ?

nestandart пишет:

Читайте посты выше, там описан принцип работы двойного датчика. Датчик движения там не нужен.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

Приехал датчик MQ4, дошли руки поставить его вместо MQ2.

Эксперименты показали, что, увы и ах, на газы естественного происхождения он реагирует столь же вяло.

От идеи улавливать подъем уровня загазованности туалета (и включать вытяжку) отказался я.

Вытяжка по-прежнему включается по таймеру пребывания клиента на унитазе, увы-увы.

gon-ur
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2012

Araris пишет:

Вытяжка по-прежнему включается по таймеру пребывания клиента на унитазе, увы-увы.

Если конструкция унитаза позволяет, поставить на дно оного тензодатчик ;)

alex2010
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2013

Araris пишет:
А может и ни к чему датчики движения, может лучше считать входящих-выходящих ?

Именно так, на мой взгляд, и надо. Причем, это дает возможность, при установке таких датчиков на всех дверных косяках, с абсолютной точностью сказать - сколько, и где находится людей.

А никто не рассматривал возможность применения сдвоенного ультразвукового сенсора? В стандартном один Tx и один Rx. Если удасться реализовать, то можно попинать китайцев на предмет изготовления такового.

Araris
Araris аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 09.11.2012

alex2010 пишет:

А никто не рассматривал возможность применения сдвоенного ультразвукового сенсора? В стандартном один Tx и один Rx. Если удасться реализовать, то можно попинать китайцев на предмет изготовления такового.

Поясните, пожалуйста, что значит "сдвоенный" и для чего.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Видимо имеется в виду два датчика в одном корпусе или на дной плате.

 

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

Я сейчас как раз скидал подобный датчик (спаренный ИК). Колдую над простой программкой. Сегодня - завтра создам тему в проектах.

alex2010
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2013

nestandart пишет:

Видимо имеется в виду два датчика в одном корпусе или на дной плате.

Ну, на одной плате пока в природе не существует. И возможность существования такой платы я и хочу определить.

Спаренный ИК (если я правильно понял и речь идет не о PIR. а о паре диодов ик-приемник/ик-передатчик), на мой взгляд, слишком не надежное решение. Зависимость от запыленности помещений. Как вы себе представляете реакцию такого датчика на протирку косяка тряпкой?

Если использовать 2PIR, то вопрос точной подстройки тут будет самым главным. К тому же, зависимость от внешних факторов - освещенность, температура. Как известно, в природе двух одинаковых вещей не существует, соответственно, при достаточно близкой установке 2-ух PIR погрешность, на вскидку, будет превышать все мыслимые параметры.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

>>Зависимость от запыленности помещений. <<

Вот как раз это и не проблема.

>>Как вы себе представляете реакцию такого датчика на протирку косяка тряпкой?<<

Это онечно проблема, но не настолько.

 

>>Если использовать 2PIR, то вопрос точной подстройки тут будет самым главным.<<

Не вижу смысла. Если объект неподвижен , то его не засекут и десять датчиков.

alex2010
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2013

nestandart пишет:

>>Зависимость от запыленности помещений. <<

Вот как раз это и не проблема.

>>Как вы себе представляете реакцию такого датчика на протирку косяка тряпкой?<<

Это онечно проблема, но не настолько.

Согласен, запыленность AKA задымленность на расстоянии ~1 метра - не проблема. Но две проблемы, хоть и мелких, но остаются:

- протирка(уборка);

- симметричная установка (типа, конструктив сложнее).

alex2010
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2013

Как вывод - установка датчиков прохода, однозначно, решает поставленную проблему.

Что необходимо для реализации - определиться, какая схема работает (ик или ультрасоник, или обе имеют место быть). А так же, нужен ли концевой датчик открытия двери?

По результатам - или делать датчики прохода самим, или пинать китайцев.

Кто возьмется за тесты? Разговоры с китайцами готов взять на себя. Коммерции из этого, скорее всего, не выйдет. Но если все получиться, мы значительно упростим жизнь всем, кто пытается реализовать умный дом, в той или иной мере.

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

>>Кто возьмется за тесты? <<

Я возьмусь. Уже тестирую. Когда приведу программу в более менее нормальный вид обязательно выложу.