WATER SENSE CONTROL: CONTROLE E INTEGRAÇÃO DE UM SISTEMA HIDRÁULICO RESIDENCIAL

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1 WATER SENSE CONTROL: CONTROLE E INTEGRAÇÃO DE UM SISTEMA HIDRÁULICO RESIDENCIAL Gabriel Ferreira da Silva 1, Geise Soares Santana 1, Luiz Gustavo da Costa Carlos 1 Carlos Eduardo Pantoja 1, Leandro Samyn 1, Jair Medeiros 1 1 Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ) UnED de Maria da Graça Rua Miguel Ângelo, 96 - Maria da Graça Rio de Janeiro RJ Resumo Dado o atual problema com o desperdício, escassez de chuva e pelo mal gerenciamento dos sistemas de armazenamento e distribuição de água, nos encontramos em uma drástica crise hídrica, a mais severa dos últimos anos. Partindo deste princípio, tem-se a máxima do artigo: uma solução para a questão do desperdício residencial. Um mutualismo entre usuário e o sistema hidráulico da casa, a fim de conscientizar e trazer para mais próximo da população a ideia de controle e economia de água. Palavras Chaves: água, crise, controle, economia. Abstract Given the current problem with waste, low rainfall and a bad management of storage systems and distribution of water, we are in a dramatic water crisis, the most severe in recent years. Based on this idea born the maximum of this article: a solution for residential waste of water. A mutualism between User and hydraulic system of the house to raise awareness and bring closer to the population the idea of control and water saving. Keywords: water, crisis, control, economy. 1 INTRODUÇÃO Compondo 70% do peso corporal, a água é indispensável para o nosso planeta e vida humana. Além de ser essencial para as funções orgânicas do ser humano, ela é a base no preparo da maioria dos alimentos. Apesar do baixo índice disponível para o consumo, ela é utilizada de variadas formas. No uso doméstico, é usada na higiene, atividades culinárias, no próprio consumo e entre outros. No meio público, abastece escolas e hospitais, por exemplo. No setor industrial, comercial e agrícola, além de ajudar na produção de energia elétrica. Devido a inúmeras possibilidades de uso, esse recurso natural tornou-se muito solicitado e imprescindível. Porém, a sua falta tornou-se uma grande preocupação. Nos últimos anos instaurou-se uma significativa crise do sistema hídrico brasileiro, causando não apenas falta d'água para o consumo, como também uma falta de força motriz para as hidroelétricas, que por sua vez causa uma série de problemas relacionados à produção de energia elétrica. Outras fontes mais caras de produção de energia precisaram ser ativadas, alternativa que proporcionou o ligeiro aumento nas contas de luz de uma grande parcela da população do país. Não obstante, é necessário salientar que a questão da crise da água é um problema global, que vem demandando o desenvolvimento de alternativas para o consumo inteligente e economia de água. 2 O TRABALHO PROPOSTO O objetivo deste projeto é desenvolver uma solução inteligente e interativa para o controle do consumo de água. Utilizando um sensor de vazão e uma válvula solenoide ligados à um sistema de controle e acoplados a um sistema hidráulico experimental. Assim, o usuário passa a ter o controle da vazão da saída específica de água. Com isso, é possível que se obtenha informações sobre o gasto geral de água e também determinar quantidades específicas da mesma a serem utilizadas, de acordo com as necessidades especificadas e com o gasto geral em função de um período diário. 3 MATERIAIS E MÉTODOS Com as necessidades especificadas acima, o projeto parte da utilização de uma plataforma do tipo Arduino UNO, que Fará o papel de controlador e será responsável pela integração entre o computador e os periféricos. Um sensor de vazão, que fará o monitoramento do fluxo de água e enviará os sinais digitais para o controlador ; válvulas de controle de vazão de meia polegada, que controlarão a passagem do fluído; mangueira de gás de meia polegada, que servirá como meio para o fluxo de água e um reservatório para o armazenamento de água. As figuras 1, 2 e 3 mostram exemplos dos materiais a serem utilizados no projeto. Figura 1 - Arduino UNO.

2 Figura 2 - Sensor de vazão. Figura 4 programa completo, parte 1. Figura 3 - Válvula solenoide. 3.1 Implementação O programa tem a finalidade de fazer a comunicação entre o usuário e todo o sistema empregado, sempre de forma interativa e intuitiva. A linguagem utilizada é específica para o Arduíno, com todas as bibliotecas necessárias e toda a interface de comunicação entre o computador, onde será visualizado e manipulado o sistema, e o controlador. Figura 5 programa completo, parte 2.

3 Figura 8 foto da implementação física do projeto. A partir de informações obtidas pelo sensor, o programa irá comparar os dados recebidos com outros pré-determinados, mostrando a vazão do sistema e, não obstante, utiliza a lógica empregada para mostrar para o usuário se o consumo (sempre em função de um período estipulado, para simulação de um dia completo) mantém-se: baixo, normal ou se já excedeu o limite estabelecido pelo sistema. Figura 6 programa completo, parte 3. O sensor de vazão é alimentado pelo próprio Arduino, na saída de 5V e no Ground (GND). O fio responsável pela transmissão do sinal é colocado na entrada lógica digital 5, por opção do programador. A válvula solenoide é alimentada por uma fonte externa de 24VDC. Figura 9 - estrutura de decisão para verificação do tempo. Figura 7 esquemático do projeto. Figura 10 - estrutura de decisão para verificação de vazão (nível alto) e estrutura que zera as variáveis após o tempo estipulado.

4 sempre era reconhecida a alternância de nível. Para isso, foi feita uma lógica em que o contador só inclementa quando recebe dois sinais de níveis opostos (HIGH/LOW). Como pode-se observar na imagem a seguir. Figura 13 filtragem de sinal. Com isso o programa funciona de forma eficaz não só na hora de mostrar a vazão de forma mais controlada ao usurário, mas também é capaz de parar de fornecer sinais sobre o aumento da vazão quando o sistema hidráulico é parado, ou seja, quando a bomba de sucção e a válvula solenoide são fechadas. Portanto, temos como saída a vazão e a indicação do nível de consumo de água (normal, médio, alto) com a finalidade de educar o usuário acerca do consumo ideal em dada situação. Figura 11 saída serial monitor. Figura 12 implementação física da sinalização de nível (nível baixo), feita com LEDs. Por outro lado, o programa tem de filtrar todos os sinais que são envidos do sensor ao Arduíno, pois devido à forma com que o sensor utilizado se comportava, os sinais saíam com muitos ruídos que não eram interessantes para a leitura que o Arduíno fazia da porta lógica digital que o sensor estava acoplado. O sensor só incrementava a vazão, caso recebesse pulso de nível alto. Como a hélice do sensor gira muito rápido, nem 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Este projeto tem a finalidade de gerenciar o sistema hidráulico residencial, para que seja evitado o consumo excessivo, e consequentemente, agravamento da crise hídrica. A ideia do trabalho se torna concreta, em alertar e conscientizar o usuário sobre a importância desse meio esgotável, do mesmo modo que o ser humano tem a necessidade de dispositivos que os alertem de compromissos ou tarefas importantes. O usuário terá acesso ao estado de cada saída, assim como será avisado quando exceder o limite de consumo, pré-definido pela programação implementada no controlador. Interativo e de fácil acesso e controle, Water Sense Control é o sistema de controle de água ideal para ser utilizado nas áreas que mais a consomem, como indústrias, agricultura e domicílio. Foi escolhido direcionar o trabalho para o âmbito residencial por ser um ambiente de fácil implementação. 5 CONCLUSÃO Portanto, o projeto também possui um ideal que paira sobre todos os outros: educar a população sobre a economia de água. A crise é uma junção de muitos problemas além do desperdício. Sua conscientização já representa um passo importante na defesa do consumo inteligente e responsável desse recurso esgotável e precioso, aderindo, dessa forma, ao conceito de sustentabilidade. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

5 painel5-agua-por-pessoa2.pdf ao-falta-agua-recursos-hidricos-graves-problemaseconomicos-politicos shtml df