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Sep 15, 2023

So schützen Sie Ihr Haus vor Wasserlecks – ohne das Internet der Dinge

Sie haben es in den Filmen gesehen – der Protagonist blinzelt aus unerklärlichen Gründen wach

Sie haben es in den Filmen gesehen – Der Protagonist schreckt unerklärlicherweise aus dem Tiefschlaf auf, weil ihm eine stille, aber bedrohliche Macht droht. So etwas ist mir vor nicht allzu langer Zeit an einem frühen Sonntagmorgen passiert. Und sobald ich aus dem Bett stieg, wusste ich, dass es schlimm werden würde, denn der Boden meines Schlafzimmers im zweiten Stock war mit Wasser bedeckt.

Es dauerte nicht lange, bis ich die Quelle identifizierte, als ich durch den Flur planschte: die Waschmaschine. Ein Einlassventil war in der offenen Position steckengeblieben, nachdem wir spät in der Nacht zuvor eine Ladung eingefüllt hatten. Irgendwann gab die Tür dieses Frontladers nach. Mehrere Stunden lang strömte Wasser aus unserem Wäscheschrank im zweiten Stock auf nahezu jede horizontale Fläche im Haus – und auch auf einige der vertikalen.

Sechs Monate später. Um den Wasserschaden zu beheben, musste das Innere meines Hauses auseinandergenommen und wieder zusammengesetzt werden. Ich beschloss, dass ich diese Tortur nie wieder durchmachen wollte. Aber was wäre der beste Weg, das Haus vor Sanitärkatastrophen zu schützen? Und könnte ich es schaffen, ohne mein Haus einer anderen Art von Bedrohung auszusetzen, nämlich einer von Internet-of-Things-Hackern?

Eine Maßnahme, die ich ergriffen habe, war einfach. Ich verachtete die billige Plastikauffangwanne unter der Waschmaschine – die in dieser schicksalhaften Nacht nichts half – und stellte ein Stahlblech hinein, das den gesamten Boden des Wäscheschranks auskleidet.

Wassersensoren sind in meinem ganzen Haus an strategischen Positionen verstreut (oben). Sie senden Funksignale an eine zentrale Station (Mitte), die von einem Arduino überwacht wird. Wenn der Arduino einen Alarm von einem Sensor erkennt, löst er ein Ventil aus, das an der Hauptwasserleitung (unten) angebracht ist. Fotos: David Schneider

Meine nächste Versicherung bestand darin, ein Ventil mit mechanischer Zeitschaltuhr [PDF] an der Zuleitung zur Waschmaschine zu installieren. Dieser schließt 2 Stunden nach dem Öffnen automatisch. Daher ist das Wasserventil, das die Waschmaschine versorgt, die meiste Zeit geschlossen. Was aber, wenn das alles fehlschlägt – oder wenn aus einer anderen Quelle Wasser austritt? Dies erforderte aktive elektronische Maßnahmen.

Ironischerweise hatte ich vor nicht allzu langer Zeit ein Gerät gebaut, das den Wasserfluss in Echtzeit überwachte. Aber dieses System hätte nichts Ungewöhnliches entdeckt, da es darauf ausgelegt war, nach ungewöhnlich großen Wasserströmen zu suchen. Und die Flut, die mein Haus überschwemmte, war nicht ungewöhnlich hoch – sie war einfach an der falschen Stelle. Ein einfacher akustischer Wassermelder hätte geholfen, und ich habe ein paar davon gekauft, aber sie helfen nicht, wenn niemand zu Hause ist, um sie zu hören. Die Lösung bestand offensichtlich darin, ein System zu installieren, das die Hauptversorgungsleitung automatisch absperrt, falls jemals Wasser auf den Boden überläuft.

Ein wenig Online-Recherche ergab, dass es keinen Mangel an solchen Systemen gibt, die zum Kauf angeboten werden. Aber sie hatten zwei Nachteile. Erstens waren viele davon Teil netzwerkbasierter Hausautomationssysteme. Mir gefällt der Gedanke wirklich nicht, dass Hacker in Osteuropa meine Fähigkeit zum Duschen beeinträchtigen könnten. Außerdem waren diese Systeme ziemlich teuer und kosteten viel mehr, als mir die relativ einfache Hardware wert erschien. Also machte ich mich daran, mein eigenes Hochwasserschutzsystem zusammenzustellen.

Es war nicht schwierig, weil ich geschummelt habe. Anstatt den gesamten Bausatz und das ganze Paket von Grund auf neu zu bauen, habe ich beschlossen, einen kostengünstigen Funkalarm (29 US-Dollar) zu modifizieren. Dieser akzeptiert Funksignale von verschiedenen Arten von Sensoren, die auf 433 Megahertz senden. Für mein Haus habe ich vier Wassersensoren (jeweils 20 US-Dollar) an strategischen Stellen rund um mein Haus angebracht.

Die einzige andere Komponente, die ich kaufen musste, war ein motorisierter Kugelhahn (67 US-Dollar), den ich von einem Klempner installieren ließ, als er zu Besuch war, um den Warmwasserbereiter zu reparieren. Dieses Ventil ist eigentlich ziemlich praktisch. Es verfügt über einen manuellen Überbrückungsknopf und speichert Energie in einem Kondensator, so dass es auch dann in Betrieb ist, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Wenn Sie Strom anlegen, schaltet es von offen auf geschlossen um, und wenn Sie Strom entfernen, geht es wieder in den geöffneten Zustand. Interne Endschalter stellen sicher, dass der Motor nur dann mit Strom versorgt wird, wenn die Position geändert wird.

Ich musste also nur dafür sorgen, dass der Funkalarm das motorisierte Ventil auslöste. Ich durchstöberte meine Kisten mit den Resten verschiedener anderer Projekte und fand dort einen Arduino Duemilanove, der ein neues Zuhause suchte, ein 12-Volt-Netzteil, einen Spannungsregler LM317 und ein 5-Volt-Relais.

Die 12-V-Wandwarze versorgt den Funkalarm und den LM317 mit Strom, den ich so konfiguriert habe, dass er etwa 9 V ausgibt, der dann den Arduino versorgt. Ich habe den LM317 verwendet, um die Versorgungsspannung zu senken, da es zwar akzeptabel ist, 12 V direkt an ein Arduino zu speisen, der integrierte Regler jedoch unangenehm heiß wird. Die Wandwarze versorgt auch den Kugelhahn mit Strom, wenn das 5-V-Relais ihn zum Schließen befiehlt.

Der Funkalarm verfügt über vier rote LEDs, die jeweils aufleuchten, wenn ein Signal erkannt wird. Ich habe eine Seite jeder dieser LEDs mit vier der analogen Eingangspins des Arduino verbunden. Bei Auslösung eines Alarms sinkt die Spannung an den Anoden auf unter 3 V. Der Arduino fragt also einfach ständig jeden der vier Eingänge ab, um zu sehen, ob einer von ihnen weniger als 3 V anzeigt. Wenn ja, aktiviert der Arduino das 5-V-Relais.

Skeptiker werden darauf hinweisen, dass meine Ausfallsicherung selbst ausfällt, wenn in meinem Haus der Strom ausfällt. Ja, sicher, aber darüber mache ich mir keine allzu großen Sorgen. Die größere Sorge, die ich hatte, als ich dieses System zusammenstellte, war die Platzierung der Sensoren. Wenn ich sie zu nah an Wasserquellen platziere, beispielsweise einer Badewanne oder einem Spülbecken, kann es sein, dass sie durch ein einfaches Spritzen ausgelöst werden. Deshalb habe ich sie an Stellen verstaut, an denen nur eine nennenswerte Verschüttung auftreten würde. Aber ich gehe davon aus, dass sich ein echtes Wasserleck entwickeln könnte, wenn das Wasser so fließt, dass es einen Sensor verfehlt. Trotzdem schlafe ich nachts besser, weil ich weiß, dass ein Arduino über mich wacht.

Dieser Artikel erscheint in der Printausgabe vom April 2017 unter dem Titel „Hold Back the Tide“.