Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO ETEC JORGE STREET TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO TÉCNICO EM ELETRÔNICA Reutilização de água Adilson A. Silva Daniel D. Sevarolli Fernando Plá Gustavo Grigoletto Lucas Rocha Matheus Falcão Professores Orientadores: Renato / Salomão São Caetano do Sul / SP 2015
Reutilização de água Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como pré-requisito para obtenção do Diploma de Técnico em Eletrônica. São Caetano do Sul / SP 2015
Avaliação: Nome e Assinatura dos professores responsáveis:
Este trabalho é dedicado aos colegas Brás e Lucas, que por motivos pessoais não puderam concluir o curso.
AGRADECIMENTOS Agradecemos a Deus, às nossas famílias, aos professores, aos colegas de curso e aos colegas Brás e Lucas que ajudaram a idealizar o projeto e tiveram que deixar o curso.
RESUMO O projeto consiste em reutilizar a água do banho na descarga, através de um sistema de bombeamento controlado por sensores de nível, utilizando micro controlador.
LISTA DE FIGURAS Figura 1 ILUSTRAÇÃO...9 Figura 2 FLUXOGRAMA E PROGRAMAÇÃO...12 Figura 3 8051...15 Figura 4 8051 (ESQUEMA ELÉTRICO)...17 Figura 5 SENSORES DE NIVEL...18 Figura 6 BOMBA...19 Figura 7 INTERFACE DE POTÊNCIA...20 Figura 8 INTERFACE DE POTÊNCIA (ESQUEMA ELÉTRICO)...21 Figura 9 GRAVADOR...21 Figura 10 GRAVADOR (ESQUEMA ELÉTRICO)...22
Sumário AGRADECIMENTOS...5 RESUMO...6 LISTA DE FIGURAS...7 INTRODUÇÃO...9 CAPÍTULO 1 DESENVOLVENDO O PROJETO...10 1.1. APRESENTAÇÃO...10 1.2. OBJETIVOS...10 1.3. JUSTIFICANDO O TEMA...10 1.4. RESULTADOS...11 CAPÍTULO 2 FLUXOGRAMA...12 CAPÍTULO 3 O PROJETO...13 3.1. MICROCONTROLADOR 8051...13 3.2. SENSORES DE NIVEL...16 3.3. BOMBA...16 3.4. INTERFACE DE POTÊNCIA...17 3.5. GRAVADOR...18 3.6. RELAÇÃO COMPONENTE/PREÇO...20 3.7. REFERÊNCIAS...21
INTRODUÇÃO O projeto consiste em reutilizar água do banho na descarga. Material utilizado: 1 sensor de nível baixo, 2 sensores de nível alto, 1 bomba d água e 2 reservatórios. Funcionamento: A água do chuveiro é desviada do ralo para o reservatório 1, nele contém o sensor de nível alto 1 e a bomba. Quando a água no reservatório 1 atingir o nível mínimo determinado, é acionado o sensor de nível 1 e acionada a bomba. Essa água é bombeada para o reservatório 2, onde estão o sensor de nível alto 2 e o sensor de nível baixo 1. Quando a água no reservatório 2 atingir o nível máximo, é acionado o sensor de nível alto 2, fazendo então que sejam desligados o sensor de nível alto 1 e a bomba. Com isso se a água dos reservatórios 1 e 2 atingirem o nível máximo, a água do reservatório 1 é desviada para o esgoto através de um ladrão. Se o reservatório 2 atingir o nível mínimo determinado para pelo menos duas descargas, é acionado o sensor de nível baixo 1, fazendo com que seja liberada a entrada de água da rua até o nível mínimo determinado, para que haja água para a descarga mesmo que os banhos não tenham sido o suficiente para o abastecimento dos reservatórios.
10 Figura 1 CAPITULO 1 DESENVOLVENDO O PROJETO 1.1 - APRESENTAÇÃO Nosso projeto foi criado visando economizar água, sabendo-se que nosso país passa por uma grave crise hídrica, buscamos uma solução para reaproveitar a água utilizada no banho e reutilizar na descarga e para limpeza. Em uma pesquisa, constatamos que um banho de 15 minutos gasta em média 52 litros d água, e uma descarga utiliza aproximadamente 10 litros d água. É reaproveitada aproximadamente 90% da água do banho. 1.2 OBJETIVOS O objetivo do grupo ao criar o projeto, é de termos uma nova alternativa de economia de água, e colocar em pratica os aprendizados adquiridos ao longo das aulas. 1.3 JUSTIFICANDO O TEMA Estudando algumas opções para economia de água potável, verificamos que o reuso da água do banho é um caminho interessante para a redução de uso da água potável em aplicações simples como por exemplo nas descargas dos vasos
11 sanitários. Essa água é denominada de água cinza (Greywater). Bastante utilizada para irrigação em outros países. Mantendo o conceito da automontagem, e com materiais de fácil obtenção, estamos desenvolvendo alguns projetos experimentais que permitem reduzir o uso da água residencial em cerca de 30%, sem aplicação de tecnologias complexas e sem perigos para a saúde do usuário. Existe certa correlação entre a água consumida no chuveiro e a consumida no vaso sanitário, equilibrando essas demandas. Veja a seguir os cálculos que nos levaram a essa conclusão: Cálculos de consumo de água. Consumo médio de água por pessoa: 4,5R (R = m³) por mês = 4,5m³ por mês = 4.500 Litros por mês = 150 Litros por dia. Consumo médio diário com banho: Obs.: chuveiro com vazão média de 3,5 Litros por minuto, e banho de +/- 15 minutos 1) 15 x 3,5 = 52,5 Litros; 2) 52,5 x 30 (dias) = 1575 Litros/mês = 1.57m³ 3) Isso significa 34,88% do consumo mensal. Consumo médio diário com descargas: Obs.: cada descarga tem vazão de +/- 10L 1) média de descargas = 5 vezes ao dia = 50Litros/dia. 2) 50 X 30 = 1500 Litros/mês = 1.5m³. 3) Isso significa 33,33% do consumo mensal.
12 CAPITULO 2 FLUXOGRAMA E PROGRAMAÇÃO Figura 2
13
Figura 2 14
15 CAPITULO 3 - PROJETO 3.1 MICROCONTROLADOR 8051 Em pesquisa feita junto aos alunos de semestres acima e alguns professores, chegamos à conclusão que seria ideal utilizar o microcontrolador 8051, pela facilidade na programação e utilização do software. Figura 3 Os microcontroladores são microprocessadores que podem ser programados para funções específicas. Em geral, eles são usados para controlar circuitos e, por isso, são comumente encontrados dentro de outros dispositivos, sendo conhecidos como "controladores embutidos". A estrutura interna de um microcontrolador apresenta um processador, bem como circuitos de memória e periféricos de entrada e saída. Descrição Um microcontrolador é um componente que tem, num único chip, além de uma CPU, elementos tais como memórias ROM e RAM, temporizadores/contadores, PWM, conversor AD, canais de comunicação e conversores analógico-digitais. Esta característica diferencia os sistemas baseados em microcontroladores daqueles baseados em microprocessadores, onde normalmente se utilizam vários componentes para implementar essas funções. Com isso, os microcontroladores
16 permitem a implementação de sistemas mais compactos e baratos do que aqueles baseados em microprocessadores. Características - Freqüência de clock de 12 MHz, com algumas versões que alcançam os 40 MHz; - Até 64 kb de memória de dados externa; - 128 bytes de RAM interna; - Até 64 kb de memória de programa configurável de duas formas mutuamente excludentes: 4 kb internos (ROM no 8051 e EPROM no 8751) e mais 60 kb externos; 64 kb externos; - 4 portas bidirecionais de I/O, cada uma com 8 bits individualmente endereçáveis; duas dessas portas (P0 e P2) e parte de uma terceira (P3) ficam comprometidas no caso de se utilizar qualquer tipo de memória externa; - 2 temporizadores /contadores de 16 bits; - 1 canal de comunicação serial; - 5 fontes de interrupção (dois timers, dois pinos externos e o canal de comunicação serial) com 2 níveis de prioridade selecionáveis por software; - Oscilador de clock interno.
17 Esquema Elétrico Figura 4
18 3.2 SENSORES DE NÍVEL Os sensores de nível que serão utilizados no projeto, são: Sensor Nível Água Lateral Chave On/off. Os mesmos servem para nível alto e baixo. Figura 5
19 3.3 - BOMBA A bomba que será utilizada para transportar a água de um reservatório a outro na maquete é uma bomba submersa com vazão de 230l/h com coluna d'água de até 0,8m 5W. 110V. (bomba de aquário). Figura 6
20 3.4 INTERFACE DE POTÊNCIA Interface de potência para acionamento de dispositivos AC ou DC. Acompanha placa de circuito impresso (5cm x 5cm) com screen de componentes, furação CNC, máscara de solda e verniz verde. Inclui LED indicador de acionamento, espaçadores de placa e conectores para ligação de todos os componentes externos. Características Elétricas: Vrelé = 12V ± 20% Irelé tip = 35mA Especificações de carga do Relé: (ver relé) Acionamento da Interface: Vcontrole min = 2,0V Icontrole min = 200 ua. Figura 7
21 Esquema Elétrico Figura 8 3.5 GRAVADOR Circuito Programador de Microntroladores da ATMEL (AT89SXX, AVR, ATMEGA}. Inclui o circuito básico do microcontrolador. Acompanha placa de circuito impresso (7,5cm x 10cm) com screen de componentes, furação CNC, máscara de solda e verniz verde. Inclui microcontrolador com firmware do gravador, interface USB e cabo flat 10 vias. Características Técnicas: Firmware para gravação do microcontrolador AT89SXX. Características Elétricas: Alimentação = 5V via USB Figura 9
22 Esquema Elétrico Figura 10
23 Relação Componente/ Preço Interface de Potência (2) R$30,00 LCD - R$S40,00 Material hidráulico R$67,86 Controlador de Fluxo R$39,99 Sensor de Nível (3) R$53,97 Válvula Solenóide R$39,99 Frete R$66,53 TOTAL R$338,34
24 REFERÊNCIAS Pesquisas feitas pela internet: http://www.educatronica.com.br/