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Controle de Fluxo de Água com Arduino – Parte 2

Este é o segundo post de uma série relacionados o desenvolvimento do Controle de Fluxo de Água com Arduino. Neste post vou mostrar como montei a parte hidráulica. Mãos a obra!

Instalação Padrão de um Purificador

A instalação de purificadores de forma geral é muito simples. Você precisa de um ponto de água disponível e, se seu purificador gelar a água, uma tomada. É interessante que esses prerrequisitos estejam próximo onde ficará o purificador ou você precisará fazer “adaptações”, como foi o meu caso.

Para o meu modelo de purificador Latina PN535 é necessário apenas a ligação do ponto de água utilizando o adaptador que vem junto com ele próprio para redução da bitola de entrada do purificador. Não há qualquer outro procedimento além desse, a não ser colocar a unidade que filtra.

Conexões para o Projeto

Como meu objetivo era controlar o fluxo com a contagem de volume eu necessitei modificar a instalação padrão para não precisar mexer diretamente no purificador, o que seria bem mais trabalho e realmente não sei se daria certo.

Para para alcançar o objetivo eu precisava resolver dois problemas. O primeiro que era preciso bloquear a passagem de água e só liberar de acordo com um comando do Arduino. O segundo problema é que eu precisava saber o quanto de água saiu do purificador.

Para minha felicidade há soluções simples e relativamente baratas para os dois casos. O primeiro é possível sanar utilizando uma válvula solenoide, comum em máquinas de lavar roupas. Como eu queria algo mais simples do que as utilizadas em máquinas de lavar roupas procurei uma que fosse 12Vcc de alimentação. Para o segundo problema foi possível utilizar o sensor YF-S201. Que é um sensor que possibilita medir um fluxo de líquido ou gás. Ambos estão apresentados na Figura 1. Além de serem fáceis de serem encontrados também são de baixo custo, não mais que R$ 50,00 cada um.

Figura 1 – Primeiro modelo de conexões hidráulicas.

Apesar de ter definido como os problemas seriam resolvido algo ainda não estava ideal. E se faltasse energia? Nesse caso, com a configuração definida na Figura 1, eu ficaria sem água!

Modelo Hidráulico Definitivo

Para resolver o problema da falta de água em caso de falta de energia elétrica eu resolvi criar um caminho alternativo para a água. Este caminho seria liberado manualmente em caso de falta de energia.

Para isso utilizei uma torneira de passagem que em modo de operação normal ficaria fechada constantemente e caso faltasse energia seria preciso fechar a válvula do purificador e abrir esta torneira de passagem.

Na Figura 2 é possível ver o fluxo principal da água, que chega em (A) e passa pelo sensor de fluxo (B) e é liberada ou bloqueada pela solenoide (C) de acordo com o comando do usuário e chega ao purificador pela conexão de saída (D). A torneira de passagem que gera o caminho alternativo é apresentada em (E) e, quando aberta, gera um caminho pela mangueira (F) fazendo a água chegar diretamente na saída (D) independente da solenoide.

Figura 2 – Modelo hidráulico definitivo.

Agora que solucionamos os problemas hidráulicos de controle da água vamos criar o projeto eletrônico. Como será nossa automação completa? Não perca o próximo post.

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Próximos posts desta série:

  • Parte 3 – Esquemático
  • Parte 4 – Circuito Impresso
  • Parte 5 – Conclusão.

Controle de Fluxo de Água com Arduino – Parte 1

Este é o primeiro de uma série de posts relacionados o desenvolvimento do Controle de Fluxo de Água com Arduino. Espero que você aprenda e se divirta com os caminhos para a criação deste protótipo. Vamos lá!

É com nossas experiências do dia-a-dia que devemos nos inspirar para termos ideias de projetos realmente úteis. Afinal, fazer algo sem utilidade não faz sentido algum! Neste post conto uma breve história de como desenvolvi o projeto de controle de fluxo de água com
Arduino e porque decidi investir meu tempo no projeto.

Motivações

A utilização de purificadores de água é algo comum de ser observado hoje me dia. Muitos de nós não queremos pagar caro pelos robustos e pesados garrafões de água mineral e ainda ter que ficar mantendo um, ou mais, de reserva em casa.

Os filtros por sua vez são práticos e os preços variam de acordo com suas funcionalidades. Alguns são apenas para água natural, outros tem opção de água fria e gelada também. Outras características como aviso de troca do filtro e facilidade de limpeza são diferenciais que alguns fabricantes oferecem.

Os purificadores funcionam, genericamente, liberando o fluxo quando você gira uma válvula ou pressiona um botão. Na Figura 1 temos exemplos, um Latina com válvula de giro e o Consul com botão. O giro permite manter o fluxo aberto até que seja girado no sentido contrário. O botão geralmente mantém aberto enquanto estiver pressionado. Claro que dependendo do purificador esse comportamento pode mudar.

Dois modelos de purificadores de água.
Figura 1 – Exemplos de purificadores de água.

Apesar das vantagens que os purificadores oferecem eles sempre poderão melhorar, e talvez você esteja se perguntando como?

Eu particularmente utilizo em minha casa um purificador do mais simples que me servia com perfeição até que um dia eu esqueci uma garrafa de água enchendo e inundei a cozinha inteira! Antes de ler o livro O Design do Dia-a-dia tomei o problema como sendo da minha memória ou distração mas abrindo a mente o problema realmente é do projeto do purificador. Sugiro a leitura do livro para entender mais essa linha de pensamento.

Este caso ocorreu algumas vezes ao longo de uns 2 anos (a última foi recente) e poderia ser realmente grave se alguém se machucasse gravemente escorregando porque não viu o chão molhado ou se eu saísse de casa deixando o filtro ligado e inundasse o prédio ou a casa!

Outro motivo, e não menos importante, é que, com o tempo a válvula de passagem de água pode quebrar. A Figura 2(B) mostra a válvula para um purificador de marca Latina e o botão, Figura 2(B). Como o material da válvula é plástico, após o uso contínuo ela racha e começam os vazamentos e há a necessidade de troca.

Figura 2 – Botão (A) e válvula (B) de um purificador Latina.

Com o projeto sugerido mesmo a válvula quebrando um pequeno desastre doméstico pode ser evitado uma vez que será utilizada outro tipo de controle de passagem de água.

A Ideia do Controle de Fluxo de Água com Arduino

Por conta deste ocorrido decidi desenvolver uma automação para meu purificador. Precisaria de algo que evitasse que o problema ocorresse novamente. Poderia simplesmente modificar e adicionar uma válvula de pressão para me forçar a ficar ao lado dele até que o uso findasse, mas que graça teria isso! 😀

Foi então que fiz o primeiro rascunho do projeto Controle de Fluxo de Água com Arduino denominado PurificControl. Na Figura 3 temos o esboço do projeto dividido em três partes: Figura 3(A), (B) e (C) .

Na Figura 3(A) é apresentada a fonte de alimentação que necessariamente deve ser 12Vcc por, pelo menos, 1A.

Rascunho do projeto de Controle de Fluxo de Água com Arduino.
Figura 3 – Rascunho do Projeto PurificControl.

A fonte conectada à placa principal apresentada na Figura 3(B) pelo conector A.1. Nesta placa temos um Arduino Nano (B.1), que será o controlador do projeto. O Encoder Rotatório (B.2) será utilizado como interface de controle do usuário para definir o quando de água ele vai querer liberar e um módulo Display Serial 7 Segmentos (B.3) vai apresentar este valor e o quanto já foi liberado. O Buzzer B.4 deve emitir um som quando o volume de água pré-definido sair pelo purificador. O LED (B.5) serve apenas para apresentação visual de alimentação na placa.

A placa apresentada na Figura 3(C) serve para realizar a conexão de um sensor de fluxo de água (C.1) uma válvula solenoide (C.2). A solenoide vai controlar a passagem da água para o purificador enquanto o sensor contará o quanto já passou. Em C.3 temos um conector RJ-45 que vai interconectar as placas B e C.

Mas porquê não juntar tudo numa placa só? O meu filtro não está fisicamente próximo do ponto de água onde ele está conectado e é neste ponto de água que precisei montar a estrutura hidráulica com a válvula solenoide e o sensor de fluxo. Por isso decidi utilizar conectores RJ-45 para aproveitar cabos de rede para conexão das partes e deixar o mais organizado possível mesmo se tratado de um projeto caseiro.

Vamos ficando por aqui neste primeiro post. O próximo será relacionado com o projeto hidráulico. O que é necessário para realizar teste controle de fluxo? Não perca.

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Próximos posts desta série:

  • Parte 2 – Projeto Hidráulico
  • Parte 3 – Esquemático
  • Parte 4 – Circuito Impresso
  • Parte 5 – Conclusão.

Minicurso: Uma Visão Geral Sobre Microcontroladores

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