Айтишник на даче. День 3. Технический учет воды. ESP32 и Valtec

Введение

Так как превращение дачи в загородный дом случилось совсем недавно (осенью 2019 года), все коммуникации в порядок привести не удалось. Скважину нам выкопали в сентябре, и только в ноябре удалось найти средства на подводку водоснабжения в дом. Базовые вещи типа насоса, кессона, водонагревателя и обычного фильтра металла, так и остались на зиму до лучших времён. И вот, в конце мая, мы установили стандартную систему очистки воды на основе химического анализа воды из скважины. Я напишу об этом отдельный пост, так как процесс весьма увлекательный.

Виды учета: коммерческий и технический

Это применимо к водо- и электроснабжению. Коммерческий нужен для оплаты по счетам (чтобы до запятой все знаки совпадали и цена ошибки была в миллионных процента). Технический же нужен для наблюдения за общим потреблением ресурсов (порядок потребления, дневной расход и т.д.). Конкретно мне был нужен технический, и вот почему:

1. У системы фильтрации есть свой ресурс, она автоматически прочищается каждые N тысяч литров воды.
2. Есть нормативы и рекомендации по обслуживанию очистной станции, например проверка кранов, соединений и других 5 параметров, не требующая высокой точности, но способная напоминать о необходимости таких операций (не на бумажке же всё записывать в 2020 году).
3. Датчик протечки воды. Сомнительно, но реализуемо.
4. Мы не знаем глубину выгребной ямы, и если случится такое, что она переполнится, примерно понимать порядок потраченных кубов на её заполнение.
5. Удобная картинка в системе управления умным домом, чтобы вести исторические данные и подкручивать настройки в системе очистки воды под количество человек, время года, использование стиральной машины или посудомойки.

Водосчетчик Valtec VLF-U

Ещё осенью, при создании водной разводки, нам поставили коллектор (гребенку) от этой фирмы, по весне уже другой мастер её нахваливал, а также была Фум лента от этого производителя. Поэтому, на подсознательном уровне я выбрал счетчик именно Valtec. Он был с импульсным входом, как полагается. Вот тут его паспорт.

По документам счетчик создаёт импульс длительностью 0.6 секунд каждые 10 литров при прохождении через 0. По сути, это простое замыкание геркона. Обычная кнопка с длительностью нажатия 600 миллисекунд. Остаётся только фиксировать эти нажатия и отправлять показания в Home Assistant. Да, о своём выборе именно этой платформы я напишу буквально завтра.

ESP32 и ESPhome

Под рукой со старых поделок лежало несколько плат разработчика ESP32. Так как это мой домашний пет-проект, можно и пренебрегать промышленными масштабами подхода к делу. Возьмём просто плату, к ней подключим питание по MicroUSB и установим.

ESPHome является прошивкой, тесно интегрированной в Home Assistant. Её плюсы:

1. Небольшой размер кода программы;
2. Всё программирование - в yaml файле (не нужно уметь кодить, только писать настройки);
3. Обновление OTA (по воздуху);
4. Прямой протокол для управления из Home Assistant;
5. Стабильность работы прошивки.

Да, никто не запрещает использовать Tasmota, ESPEasy, голый код в Arduino IDE, но мне показалось это весьма изящным и быстрым решением.

esphome: name: bath platform: ESP32 board: nodemcu-32s wifi: ssid: "Ваша сеть" password: "пароль сети" sensor: - platform: pulse_counter pin: 12 id: my_flow_meter unit_of_measurement: 'L' update_interval: 30s name: 'Water Meter House' count_mode: falling_edge: INCREMENT rising_edge: DISABLE filters: - lambda: !lambda |- if (x > 0) { return 10; } else { return 0; } - platform: integration name: "Total Daily Water" sensor: my_flow_meter time_unit: min api: password: "укажите пароль" ota: password: "укажите пароль"

Небольшие пояснения по коду. В ESPHome есть встроенный тип платформы "pulse counter", который считает импульсы. Но максимально возможное время по замеру количества импульсов - 13 микросекунд согласно документации. Поэтому пришлось прибегнуть к хитрости, так как счётчик всегда выдавал то 15, то 45, то 32 импульса - сплошной рандом. Я сделал lambda-фильтр по замерам. Если вода в этот момент текла, и был импульс, то он вернёт 10 (литров), а если нет - 0. И замер оставил раз в 30 секунд. То есть, если за эти 30 секунд был импульс, он засчитает его за один. Казалось бы, такая ситуация может привести к проблеме, когда будет два импульса за такой интервал, но этого удалось исключить чисто физический. Максимального потребления в доме я добился 970 литров в час, а это 16 литров в минуту. Поэтому, двух импульсов удалось избежать благодаря интервалу в 30 секунд.

Так выглядит момент сопряжения устройства в Home Assistant. Для того, чтобы устройство нашлось, мне потребовалось перезагрузить ядро, зайти в раздел Integrations и добавить появившееся устройство оттуда (введя пароль от api)

Так выглядит интерфейс и графики отчета устройства. Планирую скрыть Water Meter House, так как сложно привязать потребление ко времени с таким рваным приходом показаний.

Вот такую коробочку я собрал. ESP32 просто подключил к телефонной зарядке, которую, в свою очередь, подключил в сеть 220. Да, колхоз, но для старта пойдёт.

Заключение

Как и всегда бывает в мире, натыкаешься на готовый продукт уже после своей реализации. Я увидел устройство Ватериус. Но мне нужен был простой учет только одного счетчика, да и коробочку я уже собрал...

Что в планах по этому устройству:

1. Облагородить и сделать нормальное питание, а не вот это вот всё...
2. Сейчас устройство никуда не записывает исторические показания, и после рестарта системы всё просто возвращается в 0. Надо бы это сделать и синхронизировать литры со счётчиком, для простоты.
3. И самое главное - сделать отправку уведомлений о необходимости ТО системы очистки. Уведомления слать в Home Assistant и Telegram. Тогда точно ничего не пропущу.
4. Исключить моменты, когда устройство неверно считает воду. Это связано с тем, что геркон может остановиться в месте с остановкой потребления в своей стадии замыкания.