Во время недавнего поиска на AliExpress был обнаружен очень интересный датчик качества воды Zigbee. Это устройство измеряет общее количество растворённых твёрдых веществ (TDS), электропроводность (EC), удельный вес (SG) и солёность воды, а также температуру воды на конце зонда. Основной корпус, находящийся вне воды, также отслеживает комнатную температуру и влажность.
Это устройство продаётся под маркой модели ZG-109TDS и входит в экосистему Tuya. Оно доступно в трёх вариантах, и этот обзор охватывает версию 7-в-1 с самым широким диапазоном измерений и единственную, которая включает удельный вес.
На данный момент его можно приобрести на AliExpress и других маркетплейсах. (примеры ссылок WB, Aliexpress 1, Aliexpress 2)
Что такое Tuya ZG-109TDS
Tuya ZG-109TDS — это датчик качества воды Zigbee с зондом на кабеле длиной 1 метр. Он предназначен для измерения температуры, солёности, общего количества растворённых твёрдых веществ (TDS), электропроводности (EC) и удельного веса (SG). Он также измеряет комнатную температуру и влажность и работает от двух батареек AAA.
Датчик продаётся под разными названиями моделей и магазинов на AliExpress, включая Gleco и Excellux. В Zigbee2MQTT он идентифицируется как производитель Excellux, модель ZG-109TDS, работающая на радиомодуле Zigbee Telink Semiconductor. По сути, это просто устройство Tuya Zigbee, которое полностью локально работает с Home Assistant.
Магазины, найденные на AliExpress, продают этот датчик в трёх вариантах. Тип 1 — это датчик окружающей среды 3-в-1 с простым зондом, который измеряет только комнатную температуру, влажность и температуру зонда. Это не датчик качества воды.
Тип 2 — это датчик воды 6-в-1, который добавляет TDS, EC, солёность и температуру воды, но не измеряет удельный вес. Тип 3, рассматриваемый в этом обзоре, — это версия 7-в-1, которая добавляет удельный вес ко всему, что предлагает Тип 2. Если вам интересна солёная вода или любое применение, где важен удельный вес, покупайте Тип 3.
Разборка и содержимое упаковки
Tuya ZG-109TDS поставляется в обычной коробке, содержащей само устройство, зонд на кабеле длиной 1 м, клейкую монтажную наклейку, пластиковый тройник для водопроводных линий с push-fit соединениями, инструмент для сброса из скрепки и печатное руководство пользователя. Также есть хороший резиновый монтажный кронштейн для крепления устройства на стеклянных аквариумах или резервуарах для воды.
Наконечник зонда имеет два штыревых металлических контакта, размещённых в небольшом герметичном пластиковом рукаве. Он выглядит как обычный зонд TDS, и не удалось определить, кто его производит. Этот рукав — единственная часть сборки, предназначенная для погружения в воду, в то время как кабель и основной корпус остаются сухими и открытыми всё время.
Открыть основной корпус просто: он разделяется на переднюю и заднюю части, скреплённые без клея. Внутри находится простой отсек для двух батареек AAA, подключённых непосредственно к небольшой печатной плате, на которой размещена вся электроника. Зонд припаян непосредственно к плате.
Если разложить все компоненты по отдельности, устройство представляет собой почти минимальную конструкцию для датчика такого типа: держатель батареи, одна небольшая печатная плата, припаянный непосредственно к ней кабель зонда и две половинки пластикового корпуса. Сама плата маркирована как ZSSF-NTDS-10 V1.1 — по-видимому, это внутреннее обозначение производителя.
При более детальном рассмотрении платы видно основной MCU на одной стороне и отдельный встроенный датчик температуры и влажности на другой, рядом со светодиодом индикации. Этот датчик — Sensirion SHTC3 [Datasheet], и именно он обеспечивает показания температуры и влажности окружающей среды, будучи физически отделённым от наконечника зонда, который сообщает температуру воды.
При увеличении основного чипа подтверждается, что это Telink Semiconductor TLSR8251 [Datasheet], относящийся к семейству TLSR825x, которое сочетает радио Zigbee и Bluetooth LE с небольшим ядром MCU на одном кристалле. В целом устройство изготовлено качественно, за исключением пайки зонда, которая выглядит неаккуратной и могла бы быть выполнена лучше.
Интеграция с Home Assistant
ZG-109TDS в настоящее время работает с Home Assistant только через Zigbee2MQTT. Если Home Assistant используется с ZHA в качестве интеграции, этот датчик не будет работать из коробки. Потребуется создать собственный quirk и добавить поддержку.
Сопряжение и настройка Zigbee2MQTT
Сопряжение датчика выполнялось с использованием координатора SMLight SLZB-06MG24 на базе чипа EFR32MG24, работающего через PoE. Устройство сразу появилось в Zigbee2MQTT и автоматически завершило опрос, внешний конвертер не потребовался.
Один параметр, который стоит проверить сразу после сопряжения, — интервал выборки. По умолчанию он составляет 600 секунд, но его можно настроить в диапазоне от 5 до 1200 секунд на вкладке Exposes. Это означает, что частоту выборки можно регулировать на уровне прошивки, а не только как программное смещение в Zigbee2MQTT. Увеличение интервала экономит заряд батареи и продлевает срок службы устройства.
Что датчик предоставляет в Zigbee2MQTT
После сопряжения датчика Zigbee2MQTT открывает полный набор читаемых и настраиваемых сущностей для ZG-109TDS. Они охватывают семь измеряемых параметров, состояния предупреждений для каждого порога, калибровочные смещения и выбор режима, предоставляя всё необходимое для создания автоматизаций или панелей мониторинга качества воды. Вот что делает каждая из них:
- Режим: переключение между пресной и морской водой
- Температура зонда: температура воды на кончике зонда
- Комнатная температура: температура окружающей среды от основного корпуса
- Влажность: относительная влажность окружающей среды от основного корпуса
- TDS: общее количество растворённых твёрдых веществ в ppm
- EC: удельная электропроводность в µS/cm
- SG: удельный вес по шкале от 1.000 до 1.050
- Солёность: уровень соли в воде по шкале от 0.1‰ до 50‰
- Интервал выборки: регулируется от 5 до 1200 секунд
- Калибровочные смещения для температуры зонда, температуры и влажности
- Предупреждения о порогах для температуры зонда, температуры воздуха, влажности, TDS и EC, срабатывающие на основе заданного диапазона
- Настраиваемые параметры верхнего и нижнего порогов (v0 и v1) для температуры зонда, температуры, влажности и EC, а также единый верхний порог для TDS
- Процент заряда батареи
- Linkquality
Сущности Zigbee2MQTT датчика качества воды Tuya Zigbee 7-in-1
Как работает каждый датчик
Контроль качества воды не был областью, в которой имелся опыт до этого обзора, поэтому большая часть приведённой ниже информации основана на исследованиях, а не на практическом опыте. Определения и диапазоны были по возможности проверены, но если обнаружена ошибка, не следует принимать её как истину; любые критически важные данные рекомендуется проверять по собственным источникам перед использованием в реальном аквариуме или гидропонной установке.
Отличия пресной воды от морской
Сущность режима (mode) используется для переключения между пресной и морской водой и должна устанавливаться вручную; датчик не определяет тип воды самостоятельно. Производитель указывает, что режим пресной воды используется для аквариумов, гидропоники и систем питьевой воды, а режим морской воды — для морских аквариумов и рифовых аквариумов. Смена режима лишь обеспечивает более точные измеренные значения в соответствии со средой использования.
Комнатная температура и температура зонда
Как упоминалось ранее, ZG-109TDS сообщает два отдельных значения температуры. Температура воздуха поступает с датчика внутри пластикового корпуса, находящегося в открытом воздухе, вместе с показанием влажности. Температура зонда поступает с наконечника кабеля длиной 1 м — части, которая непосредственно погружается в воду. Это два физически раздельных датчика, передающих показания независимо, а не одно и то же значение, отображаемое дважды.
Общее количество растворённых твёрдых веществ (TDS)
Общее количество растворённых твёрдых веществ (TDS) — это мера всего, что растворено в воде и не является самой водой. Сюда входят минералы, соли и небольшие количества органических веществ. Показатель выражается в ppm и даёт общее представление о том, насколько чиста или насыщена вода. В питьевой воде он используется как приблизительный индикатор чистоты. В гидропонике он отслеживает концентрацию питательных веществ в резервуаре, а в аквариумах может сигнализировать о необходимости замены воды.
ZG-109TDS измеряет эту сущность в диапазоне от 0 до 13000 ppm с точностью ±2% от полной шкалы.
Солёность воды (S‰)
Солёность — это концентрация растворённой соли в воде, выражаемая в промилле, то есть в тысячных долях, а не в миллионных. Этот показатель наиболее важен для морских и рифовых аквариумов, где рыбы и кораллы нуждаются в воде, удерживаемой в довольно узком диапазоне солёности для сохранения здоровья. Пресноводные аквариумы и источники питьевой воды находятся около нуля по этой шкале, поэтому значение становится значимым только при наличии реальной соли.
ZG-109TDS измеряет эту сущность в диапазоне от 0,1‰ до 50‰ с точностью ±2% от полной шкалы.
Электропроводность (EC)
Электропроводность (EC) измеряет, насколько хорошо образец воды проводит электрический ток; проводимость возрастает с увеличением количества растворённых ионов в воде. EC тесно связана с TDS, но EC — это прямое электрическое измерение, тогда как TDS — расчётная оценка, производная от него. Гидропонисты активно используют EC для оценки концентрации питательных веществ в резервуаре, поскольку показатель реагирует немедленно при добавлении или разбавлении питательных веществ.
ZG-109TDS измеряет эту сущность в диапазоне от 0 до 20000 мкСм/см с точностью ±2% от полной шкалы.
Относительная плотность (SG)
Относительная плотность (SG) сравнивает плотность образца воды с плотностью чистой воды, которая зафиксирована на уровне ровно 1.000. Растворение соли в воде делает её плотнее, поэтому чем больше соли содержит раствор, тем выше его относительная плотность поднимается над этим базовым уровнем. Аквариумисты, содержащие рифовые и морские аквариумы, давно используют этот показатель как замену солёности — изначально с помощью ареометра с качающимся рычагом или плавающего ареометра, а теперь с помощью цифровых зондов, подобных этому. Показание, близкое к 1.000, означает, что вода практически пресная, а показание значительно выше подтверждает наличие действительно солёного раствора.
ZG-109TDS измеряет относительную плотность по шкале от 1.000 до 1.050 с точностью ±0.001.
Тестирование ZG-109TDS
Для проведения теста были заполнены четыре стакана по 200 мл: дистиллированной (DISTILLED), водопроводной (TAP), бутилированной (BOTTLED) и солёной водой (SALTWATER). Дистиллированная вода, по данным производителя, имеет проводимость ниже 5,3 мкСм/см при комнатной температуре, что даёт известное околонулевое показание. Выбранная бутилированная вода имеет официальную проводимость примерно 80 мкСм/см и сухой остаток 53,0 мг/л — единственные достоверные внешние контрольные точки.
Водопроводная вода в данном случае не имеет известных показателей, поэтому она служит чисто сравнительным образцом. Для четвёртого стакана с солёной водой в 200 мл дистиллированной воды растворили 5 г поваренной соли, чтобы солёность определялась только солью, а не тем, что уже содержится в водопроводной воде. Теоретически это составляет примерно 25–30‰ солёности. Между образцами щуп промывался, и каждое показание фиксировалось после стабилизации.
Тест дистиллированной воды
Дистиллированная вода дала значения от 10 до 11 ppm для TDS и от 19 до 21 мкСм/см для EC при всех непрерывных измерениях. На этикетке бутыли указана проводимость ниже 5,3 мкСм/см при комнатной температуре, поэтому устройство превысило это значение примерно в 4 раза. Солёность и SG оставались на уровне 0‰ и 1.000, как и ожидалось для воды с почти отсутствующими растворёнными веществами.
Значение EC оказалось выше указанного на бутыли предела, но оставалось низким и воспроизводимым при каждом погружении щупа. Этого достаточно, чтобы определить, когда вода в резервуаре действительно близка к чистой; это полезно для проверки партии дистиллированной или фильтрованной воды перед использованием.
Тест водопроводной воды
Водопроводная вода показала от 94 до 97 ppm TDS и проводимость от 189 до 194 мкСм/см. Для водопроводной воды нет печатных справочных данных, поэтому этот результат лишь подтверждает, что датчик корректно реагирует на разное количество растворённых твёрдых веществ. Эти значения явно выше, чем у дистиллированной воды, и явно ниже, чем у чего-либо близкого к солёной воде. Солёность держалась на уровне 0,1‰, а SG оставался стабильным на отметке 1.000 на протяжении всего теста. Также стоит отметить, что водопроводная вода пригодна для питья.
Однако без сертифицированного эталона для сравнения этот результат в основном показывает, что датчик даёт разумные показания для водопроводной воды. Это всё равно полезно: стабильное базовое показание даёт точку отсчёта для будущих измерений, позволяя определить, изменилась ли вода или фильтр требует внимания.
Тест бутилированной воды
Бутилированная вода, являющаяся природной негазированной водой, имеет две отдельные контрольные точки. На её этикетке указан сухой остаток — 53,0 мг/л, что, по-видимому, является стандартным лабораторным методом измерения общего количества растворённых твёрдых веществ. Это напрямую сопоставимо с ppm, которые сообщает датчик, поскольку 1 ppm = 1 мг/л. Устройство показывало около 48–51 ppm TDS, что почти точно совпадает; это хороший результат для щупа с заявленной точностью ±2% на шкале 13000 ppm.
Кроме того, на той же бутыли указана официальная проводимость примерно 80 мкСм/см. Устройство стабильно показывало от 97 до 102 мкСм/см EC, что примерно на 20% выше напечатанного значения. Это отклонение составляет около 20%, что звучит много, но на самом деле незначительно, учитывая, что шкала простирается до 20000 мкСм/см. Солёность показывала 0‰, а SG оставался на уровне 1.000.
Это было наиболее близким к реальному лабораторному сравнению, и показания TDS оказались достоверными. Благодаря близкому совпадению TDS и достаточно близкому показанию EC датчик может чётко различать два источника воды: фильтрованную и нефильтрованную, или одну бутилированную марку от другой.
Тест солёной воды
Образец солёной воды вывел все датчики на предельные значения. TDS сразу достиг 13000 ppm, а EC — 20000 мкСм/см, что является максимумом заявленного диапазона каждой сущности. Показания оставались на этом уровне независимо от выбранного режима работы в Zigbee2MQTT.
В этом тесте солёность и SG впервые существенно изменились. Солёность поднялась до заявленного максимума сущности в 50‰ примерно за две минуты и так и не дала более низкого стабильного значения. SG вёл себя аналогично: постоянно рос в течение всего времени регистрации, начиная с 1.035 и продолжая увеличиваться, а не устанавливаясь на фиксированном числе. Согласно собственным расчётам, солёность должна была составлять около 25–30‰ для данного раствора солёной воды. Привести её в этот диапазон удалось только после разбавления смеси примерно килограммом дистиллированной воды.
Это не столько недостаток, сколько самостоятельная полезная информация. Если резервуар когда-либо выводит этот датчик на максимум по TDS, EC или солёности, это указывает на отклонение: ошибку дозирования, испарение или действительно концентрированный раствор. Это явный признак того, что необходимо разбавить пробу и провести повторное тестирование или проверить её специализированным рефрактометром.
Итоги
Tuya ZG-109TDS — очень интересный датчик качества воды, который делает то, что заявлено на коробке. Он без проблем подключается к Zigbee2MQTT, предоставляет полезный набор сущностей и выдаёт реальные значения TDS, EC, солёности, SG, температуры воды, температуры в помещении и влажности — всё с одного небольшого щупа.
Автор не является экспертом в вопросах качества воды или потребностей аквариума, поэтому приведённые данные не следует воспринимать как факты — всегда проводите собственное исследование. Точность не лабораторная, но для большинства случаев её достаточно. Для повседневного использования, например, для контроля резервуара с водой, наблюдения за аквариумом или просто для определения необходимости замены воды, такой точности более чем достаточно. Не стоит ожидать, что он заменит профессиональное аквариумное оборудование или рефрактометр для серьёзного ухода за рыбками. Особенно для соленой воды, где соленость должна оставаться в строгих пределах для выживания животных.
Для пользователей Zigbee2MQTT, которым нужен простой способ контроля качества воды, этот датчик — разумный выбор. Следует учитывать, что ZHA пока не поддерживается, и потребуется создать собственный контроллер.
Еще немного фото устройства:
Читайте про Свой умный дом локально:
Сайт
Телеграм
Дзен
Добавить комментарий