Sensor de vazamento de água LoRa: existe uma alternativa sem fio melhor para sistemas de segurança residencial?

Detectar vazamentos de água é uma parte importante da tecnologia moderna automação residencial e equipamentos de sistemas de segurança. Além da automação residencial, é amplamente utilizado em automação comercial e proteção de salas de servidores, data centers, despensas e sistemas de encanamento.

À medida que a tecnologia avança, surge a questão: quais protocolos sem fio devem ser incorporados para vazamentos de água baseados em IoT? Neste artigo, a tecnologia LoRa será descrita e você será apresentado a uma contraparte bastante promissora desta tecnologia – RBF.

O que é um detector de vazamento de água LoRaWAN?

Detectores de vazamento de água são os atuais sistemas LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) que são dispositivos IoT que utilizam sensores para detectar a existência de água onde ela não é desejada. Esses dispositivos operam em LoRaWAN, um sistema LPWAN de rede de área ampla e baixo consumo de energia, adequado para dispositivos sem fio operados por bateria em uma rede LPWAN regional, nacional ou global.

Os detectores de vazamento LoRaWAN normalmente consistem em três componentes principais:

• O corpo do sensor: Abriga o circuito principal e a bateria.
• Um cabo: conecta o corpo do sensor à sonda.
• A sonda: Geralmente apresenta dois pontos de contato para uma detecção mais precisa.

Sempre que a água toca a sonda ela forma um circuito elétrico e há um alarme. A tecnologia LoRaWAN permite então o fornecimento deste alerta de longo alcance para o centro inteligente central de onde pode transferir as informações para o smartphone do usuário ou para um painel de controle.

Por que usar LoRaWAN ou tecnologia semelhante?

A adoção de LoRaWAN e tecnologias similares para detecção de vazamentos de água oferece diversas vantagens significativas:

1. Alcance excepcional: Os dispositivos LoRaWAN podem enviar dados de 1 a 10 km de distância, e isso é completamente suficiente para residências ou até mesmo grandes instalações comerciais. 
2. Penetração Superior: LoRaWAN opera em bandas de baixa frequência e portanto seus sinais podem atravessar facilmente paredes, pisos ou qualquer outra estrutura em comparação com frequências usadas de Wi-Fi ou Bluetooth. 
3. Vida útil prolongada da bateria: Assim, um detector de vazamento de água LoRaWAN pode funcionar por até dois anos ou mais com uma única bateria devido ao seu modo de baixo consumo de energia. 
4. Escalabilidade: As redes LoRaWAN podem acomodar milhares de dispositivos; portanto, são perfeitos para integração massiva em cidades inteligentes ou grandes zonas industriais. 
5. Econômico: os dispositivos LoRaWAN possuem recursos de maior alcance com menor consumo de energia, o que pode diminuir o custo da infraestrutura para aplicações WAMS. 
6. Para tal caso de sistema de detecção de vazamento de água baseado em IoT usando LoRaWAN, esses recursos podem ser considerados os pontos fortes da técnica.

O que é a RBF? Semelhanças e diferenças entre a tecnologia RBF e LoRa

Embora a comunidade IoT tenha abraçado calorosamente o LoRaWAN, outra tecnologia conhecida como RBF também está de olho na detecção de vazamentos de água e outras aplicações domésticas inteligentes. Vamos explorar as semelhanças e diferenças entre essas duas tecnologias:

Capacidades de longo alcance

Tanto LoRa quanto RBF são projetados para comunicação de longo alcance, mas existem algumas diferenças em seu alcance:

• LoRa: Pode se estender de 1 a 10 quilômetros, nesse sentido é perfeitamente adequado para aplicações de grande escala. 
• RBF: Disponibiliza até 3 na oferta. 5 quilômetros, o que é suficiente para apartamentos, pequenos negócios e vilas, a distância é mais que suficiente. 

Assim, embora o alcance máximo do LoRa seja ligeiramente superior ao do RBF, este último é mais adequado para os mercados visados ​​pela empresa que o desenvolveu – residencial e pequeno comércio.

Propriedades anti-interferência

Ambas as tecnologias operam na banda de frequência sub-GHz, o que proporciona excelentes capacidades anti-interferência:

• LoRa: Emprega uma modulação de espectro espalhado que aumenta sua resistência a interferências. 
• RBF: Também usa frequências sub-GHz para manter o sinal claro, apesar da interferência de outros aparelhos. 

Esta característica compartilhada garante que os dispositivos LoRa e RBF possam facilmente ter uma comunicação favorável entre si, independentemente da interferência eletromagnética do seu ambiente imediato.

Consumo de energia

O baixo consumo de energia é um fator crítico para dispositivos operados por bateria, como sensores de vazamento de água:

• LoRa: Oferece consumo de energia extremamente baixo, com corrente de espera de aproximadamente 2μA.
• RBF: Possui consumo de energia ainda menor, com corrente de espera de menos de 2μA.

O RBF é um pouco mais eficiente em termos de energia e pode, portanto, prolongar um pouco o tempo da bateria, embora ambos sejam eficientes em termos de energia.

Velocidade de dados

Embora os sensores de vazamento de água normalmente não exijam altas taxas de dados, os recursos de velocidade de cada tecnologia podem impactar a capacidade de resposta geral do sistema:

• LoRa: Fornece taxas de dados que variam de 0 a 3 kbps. 
• RBF: Oferece mais velocidades desde 2 kbps até 1 Mbps. 

 Taxas de dados máximas mais altas de RBF podem ser benéficas em condições que exigem informações extras do sensor ou atualizações mais frequentes.

Ecossistema e adoção

• LoRa: Possui um ecossistema bem estabelecido com ampla adoção em vários aplicativos IoT.
• RBF: Uma tecnologia mais recente com um ecossistema em crescimento, particularmente forte em aplicações para residências inteligentes e pequenas empresas.

Embora o LoRa tenha a vantagem de uma adoção mais ampla no mercado, o RBF está se posicionando como uma solução especializada para casos de uso residencial e comercial leve.

Veja também: Por que os dispositivos de alarme de segurança sem fio preferem protocolos proprietários?

Como funciona um detector de vazamento de água baseado em IoT em casa?

Entre os problemas mais comuns e também bastante caros para os proprietários de casas e apartamentos estão o vazamento de água. Os detectores de vazamento de água baseados em IoT são, portanto, soluções sofisticadas para esse problema antigo, independentemente da tecnologia subjacente ser LoRaWAN ou RBF. Veja como esses sistemas normalmente funcionam em um ambiente doméstico:

1. Colocação do sensor: Os sensores de vazamento de água são estrategicamente colocados em áreas propensas a vazamentos, como:

• Perto de aquecedores de água
• Sob pias
• Ao redor dos banheiros
• Perto de máquinas de lavar e lava-louças
• Em porões ou espaços de rastreamento
• Perto de unidades de ar condicionado ou outros equipamentos HVAC

2. Monitoramento Contínuo: Através de sondas ou eletrodos os sensores são sempre capazes de detectar se há presença de água. 
3. Detecção de Vazamento: Se houver umidade presente conecta as sondas do sensor e em seguida dá alarme. 
4. Transmissão sem fio: alerta o hub ou gateway central, que pode ser pelo uso de rede sem fio LoRaWAN ou RBF. 
5. Notificação de alerta: alguns dos tipos de alertas incluem o gateway encaminhando o alerta para o aplicativo do smartphone do usuário ou para um painel de controle mestre. Alguns sistemas também podem causar alarmes ou sirenes locais para soar. 
6. Ação Remota: Sistemas mais complexos também podem permitir que o usuário desligue o abastecimento principal de água do seu dispositivo para evitar que a água penetre nas salas. 
7. Integração com sistemas domésticos inteligentes: a maioria dos detectores de vazamento de água baseados em IoT podem interagir com outros sistemas domésticos inteligentes e responder a eles, além de fornecer relatórios mais abrangentes. 

Alguns dos benefícios notáveis ​​​​do uso do sistema baseado na Internet das coisas incluem; oferecendo alarmes oportunos e permitindo monitorar e até controlar os sistemas à distância. Esta capacidade permite que o problema da água seja resolvido rapidamente, o que pode ajudar bastante na prevenção de maiores danos, especialmente se os proprietários não estiverem por perto.

Estrutura dos detectores de vazamento de água baseados em IoT

Embora os designs possam variar entre fabricantes e modelos, a maioria dos detectores de vazamento de água baseados em IoT compartilham uma estrutura comum que consiste em três componentes principais:

1. Corpo do sensor: 

• Casa a placa de circuito principal e a bateria 
• Abriga o módulo de comunicação sem fio (módulo LoRa ou módulo RBF) 
• Às vezes também possui luzes LED para indicação de status. 

 2. Cabo: 

• Articula o corpo do sensor à sonda para detectar água 
• Permite que o assunto seja investigado em diferentes áreas com relativamente mais facilidade. 
• Vale ressaltar que a extensão de um determinado documento pericial pode ser diferente, dependendo do modelo e da área de sua utilização. 

 3. Sonda: 

• Normalmente possui pelo menos dois ou mais pontos de contato para garantir que as correntes induzidas sejam corretas para a água. 
• Eles são projetados para serem materiais resistentes à corrosão para que o equipamento dure mais. 
• Com base na explicação acima, alguns modelos podem conter várias sondas para serem mais inclusivos. 

Este design oferece flexibilidade em relação ao local de instalação e à identificação confiável da etiqueta NFC. O fato do corpo do sensor estar conectado à sonda por meio de um cabo implica que a unidade principal pode ser mantida em ambientes secos e de fácil acesso enquanto a sonda é colocada em áreas com probabilidade de desenvolver vazamentos.

Aplicações típicas de detectores de vazamento de água baseados em IoT

Detectores inteligentes de vazamento de água por meio da IoT são usados ​​em diferentes facetas da vida humana em residências, escritórios, entre outros locais. Nas residências, eles costumam ser fixados na cozinha, no banheiro e na lavanderia, áreas onde ficam os aparelhos que utilizam água, como máquinas de lavar e geladeiras. Eles vedam as áreas para evitar qualquer infiltração da pia, vaso sanitário, máquina de lavar ou aquecedor de água, evitando assim qualquer umidade nos armários, piso e outros acessórios ao redor dessas áreas. 

Além de aparelhos específicos, esses sensores são importantes no monitoramento dos sistemas de encanamento em estruturas, incluindo as seguintes. Podem ser instalados próximos a pontos de água principais ou em salas mecânicas para avisar previamente sobre grandes bloqueios no sistema de encanamento. Eles protegem contra vazamentos provenientes de unidades AC, bombas de calor, bem como caldeiras de acordo com o uso de HVAC. 

Os detectores de vazamento de água em instalações comerciais são, portanto, muito necessários para ajudar a proteger as principais infraestruturas. Eles são aplicados em data centers e salas de servidores para proteger equipamentos de TI caros contra a ameaça de danos causados ​​pela água. Eles também são úteis para monitorar o estado de telhados e porões, pois ajudam a identificar vazamentos devido a danos no telhado ou entrada de água do porão. 

Outras aplicações em uso são em refrigeradores, máquinas de fazer gelo e também em equipamentos de piscinas. Esses dispositivos, como alertas em tempo real e como parte de sistemas maiores de gerenciamento de residências ou edifícios inteligentes, atuam como alertas imperativos contra danos relacionados à água em uma infinidade de aplicações e, assim, ajudam no uso eficiente da água, bem como na preservação das estruturas físicas.

Veja também: detecção de vazamento de água em apartamento

RoombankerDetector de vazamento de água de longo alcance e baixa potência

Outras fabricante de dispositivos IoT que parece ser um oponente bastante forte aos detectores de vazamento de água baseados em LoRaWAN é Roombanker com sua tecnologia RBF. Os detectores de vazamento de água com detecção de vazamento de baixa potência e longo alcance são destinados a serviços residenciais e comerciais leves. 

 Principais recursos do RoombankerO detector de vazamento de água inclui:

1. Tecnologia sem fio RBF: Fazendo uso do protocolo patenteado Related Body Functioning da empresa que facilita a comunicação de baixa potência em longo alcance. 
2. Vida útil prolongada da bateria: Esses dispositivos têm uma dissipação de energia extremamente baixa, inferior a 2 micro Ampere, e o que isso significa é que esses dispositivos sobreviverão por muitos anos com uma única bateria. 
3. Alcance Adequado: Em relação ao LoRa o alcance máximo não é alcançado, mas sim o 3. É muito volumoso para residências normais e pequenos escritórios porque mesmo os sinais que precisam de uma distância de transmissão de 5 km podem caber confortavelmente neste pequeno dispositivo. 
4. Velocidades de dados mais rápidas: Não é necessário incluí-lo no design atual do PLMN; no entanto, pode permitir até 1 Mbps de dados se desejar incluir mais aplicações de promoção de dados. 
5. Capacidade de integração: Entre esses sensores, deve-se destacar que todos eles podem ser facilmente integrados a outros sistemas de gerenciamento de casas inteligentes ou edifícios inteligentes. 
6. Monitoramento de temperatura e umidade: No momento, em preparação para a próxima linha de produtos, Roombanker visa integrar os melhores sensores de temperatura e umidade em seus detectores de vazamento de água, já que a detecção ambiental é uma das principais tendências emergentes no momento. 

 Na verdade, Roombanker está ativamente procurando distribuidores para hubs e sensores da Internet das Coisas, alguns dos quais são detectores de vazamento de água. Oferece soluções de fabricação e mais alterações nas funções adicionais de monitoramento ambiental também podem ser incorporadas ao produto.