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Sep 15, 2023

IoT を使用せずに家を水漏れから守る方法

L'ho visto nei film in cui il personaggio principale si sveglia inspiegabilmente e sbatte le palpebre.

映画で見たことがありますよね —主人公は、静かだが恐ろしい力の脅威にさらされているため、深い眠りから不可解にも目を覚まします。 少し前の日曜日の朝早く、同じようなことが私に起こりました。 そして、ベッドから出るとすぐに、2階の寝室の床が水で覆われていたので、事態はまずいことになると悟りました。

私が廊下に水しぶきを飛ばしたとき、その原因が洗濯機であることを特定するのに時間はかかりませんでした。 前夜遅くに荷物を入れた後、入口バルブが開いた状態で動かなくなっていました。 結局、このフロントローダーのドアが壊れてしまいました。 数時間にわたって、2階の洗濯物入れから家のほぼすべての水平面に水が流れ込み、かなりの数の垂直面にも水が流れ込みました。

6 か月早送りします。 水害を直すには、家の内部を分解して元に戻さなければなりませんでした。 私はあの試練は二度と経験したくないと決心しました。 しかし、配管災害から家を守る最善の方法は何でしょうか? そして、IoT ハッカーによる別の種類の脅威に家をさらさずにそれを行うことはできるでしょうか?

私がとった対策は簡単なものでした。 洗濯機の下にある安物のプラスチック製キャッチパンを軽蔑しつつ（運命の夜には何の役にも立たなかったが）、私は洗濯物クローゼットの床全体に敷くスチール製のトレイを設置した。

水センサーは家中の戦略的な位置に点在しています (上)。 これらは、Arduino によって監視されている中央ステーション (中央) に無線信号を送信します。 Arduino がセンサーからのアラートを検出すると、主給水ライン (下) に取り付けられたバルブが作動します。写真: David Schneider

私の次の保険は、洗濯機への供給ラインに機械式タイマー付きのバルブ [PDF] を取り付けることでした。 開けてから2時間経つと自動で閉まります。 そのため、ほとんどの場合、洗濯機に水を供給する給水バルブは閉じられています。しかし、それがすべて失敗した場合、または他の原因から水漏れがあった場合はどうなるでしょうか? これには積極的な電子的対策が必要でした。

皮肉なことに、私は少し前に水の流れをリアルタイムで監視する装置を構築していました。 しかし、そのシステムは異常に大きな水流を探すように設計されていたため、異常なものは何も検出されなかったでしょう。 そして、私の家に氾濫した水の流れは異常に高かったわけではなく、場所が間違っていただけでした。 シンプルな水警報器があれば十分だったので、いくつか購入しましたが、家に警報音を聞く人がいない場合は役に立ちません。 解決策は、明らかに、水が床に溢れた場合に主供給ラインを自動的に遮断するシステムを設置することでした。

オンラインで少し調べてみると、購入可能なそのようなシステムが不足していないことがわかりました。 しかし、それらには 2 つの欠点がありました。 まず、その多くはネットワークベースのホームオートメーション システムの一部でした。 東ヨーロッパのハッカーが私のシャワーを浴びる能力を妨害するという考えは本当に好きではありません。 また、これらのシステムはかなり高価で、私にとって比較的単純なハードウェアの価値をはるかに超えていました。 そこで私は独自の洪水防止システムを構築することにしました。

難しいことではありませんでした。なぜなら、私は騙したからです。 キット全体とカブードルを最初から作成する代わりに、安価なワイヤレス警報器 (29 米ドル) を改造することにしました。 これは、433 メガヘルツで送信されるさまざまな種類のセンサーからの無線信号を受け入れます。 私の家の場合、家の周囲の戦略的な場所に 4 つの水センサー (1 つあたり 20 ドル) を設置しました。

他に購入する必要があった唯一のコンポーネントは電動ボールバルブ (67 ドル) で、これは給湯器の修理に来た配管工に取り付けてもらいました。 このバルブ、実はかなり気の利いたものなんです。 手動オーバーライドノブがあり、コンデンサにエネルギーを蓄えることで、電源が遮断されたときにも動作できるようにします。 通電すると開から閉に移行し、通電を切ると開に戻ります。 内部リミットスイッチにより、位置を変更するときのみモーターに電力が供給されます。

したがって、私がする必要があるのは、ワイヤレスアラームで電動バルブを作動させることだけでした。 他のさまざまなプロジェクトの残り物が入った箱をくまなく調べたところ、新しい家を探していた Arduino Duemilanove、12 ボルトの壁面電源アダプタ、LM317 電圧レギュレータ、および 5 ボルトのリレーを見つけました。

12 V ウォールウォータはワイヤレスアラームと LM317 に電力を供給します。LM317 は約 9 V を出力するように構成し、Arduino に電力を供給します。 12 V を Arduino に直接供給することは許容されますが、オンボード レギュレータが不快なほど熱くなるため、電源電圧を下げるために LM317 を使用しました。 5 V リレーがボールバルブを閉じるように命令した場合、ウォールイボはボールバルブにも電力を供給します。

ワイヤレスアラームには 4 つの赤色 LED があり、信号が検出されるとそれぞれが点灯します。 これらの各 LED の片側を Arduino の 4 つのアナログ入力ピンに接続しました。 アラームがトリガーされると、アノードの電圧は 3 V 未満に低下します。 したがって、Arduino は 4 つの入力のそれぞれを常にポーリングして、それらのいずれかが 3 V 未満で読み取られているかどうかを確認します。そうであれば、Arduino は 5 V リレーを通電します。

懐疑論者は、私の家が停電した場合、私のフェイルセーフ自体が機能しなくなることを指摘するでしょう。 はい、確かにそうですが、私はそれについてはあまり心配していません。 このシステムを組み立てるときに私が最も心配したのは、センサーをどこに配置するかということでした。 浴槽やキッチンのシンクなどの水源に近づきすぎると、ちょっとした水しぶきで作動する可能性があります。 そこで、重大な流出のみが発生する可能性のある場所にそれらを押し込みました。 しかし、本当の水漏れは、水がセンサーを見逃すような流れで発生する可能性があると思います。 それでも、Arduino が私を見守ってくれていると思うと、夜はよく眠れます。

この記事は、2017 年 4 月の印刷号に「Hold Back the Tide」として掲載されています。