Chuveiro Inteligente

Este projeto tenta manipular as adversidades de temperatura e vazão de água durante um banho. Buscando oferecer conforto e economia.

VÍDEO:

CONTEÚDO:
O projeto “Chuveiro Inteligente” teve como objetivo, o aprendizado sobre pesquisas, documentações, cronogramas, apresentações, ou seja, tudo que envolve um adequado gerenciamento de projeto, assim como utilizar conhecimentos recebidos em sala de aula já em aplicações mais próximas da engenharia propriamente dita, como a utilização dos conceitos de circuitos elétricos e sistemas digitais para uma interpretação real das tecnologias empregadas no projeto. Como circuitos elétricos e sistemas digitais que foram exaustivamente revisadas e aplicadas durante o mesmo.
Sem relevar a oportunidade de poder desenvolver algo que aumente o conforto do usuário durante o banho. Haveria economia de água e energia, se o usuário consegui-se atingir a temperatura de banho que ele julga-se adequada mais rápido, dispensado aquele clássico ritual de “calibração” da temperatura e quantidade todas vez antes do banho, que em alguns casos é relativamente demorada, ou seja, fosse capaz de automaticamente regular temperatura com base nas leituras de temperaturas previamente escolhidas pelo usuário.

MATERIAIS:
O projeto foi constituído de três fases: HARDWARE, ESTRUTURA HIDRÁULICA, PROGRAMAÇÃO.
A parte do Hardware foram utilizadas para implementar a comunicação e controle via software entre o computador e as válvulas, sensor e motor. Foi utilizado primariamente, para realizar a comunicação computador<->módulos, o conversor RS 232-TTL que utiliza uma entrada serial pra comunicação com o computador. Para o controle das válvulas, sensor e motor servo foram utilizados módulos específicos (M2 e M1). Todos módulos foram construídos através dos esquemáticos disponibilizados pelo professor Afonso. Foram ainda utilizados etapas de potência para garantir a correta voltagem no sistema e um transformador de 110V para 15V que serve como fonte de alimentação elétrica para o sistema. As placas e a fonte foram acomodados em uma caixa de plástico própria para circuitos para melhor organização, transporte e apresentação do sistema.
A estrutura hidráulica consiste em uma placa de madeira(MDF) em formato de U que serve como base principal para o projeto. Outra placa de madeira, retirada da placa inicial, foi presa à base, em posição vertical, para dar suporte ao chuveiro. Toda a parte hidráulica, válvulas de controle, caixa com as placas de circuito foi anexada à essa estrutura.
 
 
 
Como ilustra a foto, foi utilizada uma tubulação padrão de PVC em conjunto com mangueiras de silicone para melhor visualização do movimento da água. O sistema recebe a alimentação de água por meio de uma torneira normal com vazão suficiente para ligar o
chuveiro. Por meio de uma mangueira essa água chega a parte hidráulica do projeto, em uma conexão em formato T a água é dívida em duas tubulações, uma para cada válvula, depois de passar pelas válvulas a água chega a outra conexão em T que une as duas tubulações. Essa última tubulação sobe pela placa vertical da base, chegando ao topo da placa foi colocada uma curva de 90° (joelho) de PVC para o cano ficar na posição horizontal e servir de fixação para o chuveiro eletrônico.
O chuveiro utilizado foi um chuveiro eletrônico da marca Zagonel, que utiliza um controle de temperatura manual por meio de um potenciômetro, este utiliza uma fiação para se ligar ao chuveiro, podendo assim ser fixado em qualquer posição próxima ao chuveiro. Por ter essa facilidade de mobilidade do potenciômetro este chuveiro foi escolhido para o projeto.
Duas válvulas solenóides (ou eletro-válvulas) foram utilizadas para o controle da vazão da água. Essas válvulas operam de modo simples, elas em seu interior contém um eletro-imã fixo, um pedaço de metal é preso a uma parte móvel que corre por dentro de um pequeno vão dentro da válvula. Se a válvula é alimentada com a voltagem correta, esse eletro-imã entra em ação atraindo o pedaço de metal, puxando assim juntamente a parte plástica liberando assim passagem de água. Se não existir a alimentação elétrica, o pedaço de metal não é atraído e por meio de uma mola, a válvula permanece fechada. As válvulas foram fixadas na tubulação, servindo esta como suporte, de forma que as válvulas poderiam ser utilizadas em conjunto ou separadas. A tubulação antes e depois de cada válvula foi substituída por pedaços de mangueira de silicone transparente para facilitar a conexão com as válvulas e visualização da passagem de água. A primeira válvula ,de material metálico, foi retirada de um sistema de ar de um caminhão. Utiliza 12V para operar. Pela tubulação ser de PVC e a válvula ser metálica houve certa dificuldade em adaptar ela ao conjunto. A segunda válvula, de plástico e suporte em metal, foi retirada de uma máquina de lavar. Ela opera com 110V, necessitando assim de uma alimentação direta da rede elétrica. Para controlá-la foi utilizado um relé que é acionado com 12V, podendo este ser integrado facilmente aos circuitos previamente discutidos.
Para o controle de temperatura foi utilizado o potenciômetro original do chuveiro, este foi ligado à um motor servo e ambos foram presos com madeira à base principal. O potenciômetro consiste em uma pequena caixa, ligado ao chuveiro por um cabo elétrico, com um dispositivo que ao ser girado modifica sua resistência deixando passar mais ou menos corrente, ou seja, ao ser girado modifica a potência que o chuveiro tem para aquecer a água, mudando assim a temperatura da água que o chuveiro fornece. Para controlar este dispositivo foi utilizado um motor servo. O motor usado foi obtido do sistema de controle de polarização de uma antena parabólica. Este motor tem como característica o controle preciso de seus movimentos, ideal para controlar um pequeno dispositivo como o
potenciômetro. Ele funciona com um controle vindo do módulo e gira de acordo com o comando fornecido, controlando assim o potenciômetro.
Para verificar a temperatura, foi utilizado um sensor acoplado ao chuveiro. Este sensor é ligado ao circuito para leitura da temperatura da água no chuveiro.
Todo o controle é feito via software ligado ao sistema pelo módulo de conversão RS 232-TTL discutido previamente. O computador foi ligado ao sistema por um conversor USB-Serial pela comodidade que existe em usar a porta USB. O software foi desenvolvido em plataforma Windows, utilizando o programa Visual Studio, ambos da empresa Microsoft. A linguagem de programação utilizada foi o C++. Foi utilizado ainda o Windows Form para facilitar o geração da parte gráfica do programa.

CONCLUSÃO:
Esse foi um projeto muito fértil. Digo fértil porque toda a dedicação que foi investida no trabalho, trouxe frutos de valorosos aprendizados de hidráulica, eletrônica, programação, maquetaria e organização para desenvolver grandes projetos. A oportunidade de desenvolver essa idéia, embora precisássemos de mais tempo para conseguir aprimorar todos os conceitos que a envolvem de maneira mais aprofundada e otimizada, foi gratificante e proporcionou um amadurecimento dos integrantes do grupo além do esperado.
Algumas características do nosso projeto poderiam ser melhor implementadas, se houvesse mais tempo para tal. Um bom exemplo seria o maior quantidade de níveis de vazão, programamos somente 3 níveis, seria algo como “pouco”, “médio” e “bastante”. Seria mais interessante ter 10 níveis, traria maior conforto a escolhas de vazão. Outro ponto que poderia ser otimizado seria um controle e um método para aquecer a água até a temperatura desejada mais rápida, desperdiçaria menos água enquanto espera-se a transição da escolha.
Todo o grupo espera que se alguém resolva dar continuidade ao nosso projeto, que comece focando formas mais inteligentes de disposição das peças, a fim de economizar espaço. Pesquise e manuseie um catálogo de peças hidráulicas, para adquirir valorizada familiaridade com o mesmo. Isso poupa tempo, ajuda a enxergar soluções mais eficazes de encanamento e a economizar não comprando sobressalentes.
Ressalto sobre a importância das peças hidráulicas, pois foi a dificuldade principal do grupo, como todos eram da mesma área, ninguém tinha a familiaridade necessária com a área, e isso trouxe dificuldades imediatas como um todo.
É um projeto extremamente interessante, de uso cotidiano, que traria perceptíveis melhorias para as pessoas de um modo geral. Foi uma experiência enobrecedora ver o quanto de trabalho está por fazer para melhorar as condições da nossa sociedade, e esse foi só um deles.

AUTORES:
– Carlos Roberto Remenche Junior
– Rafael Antonio Grosko
– Denis Reimche Ott

CONTATO:
– sossegadorafa@hotmail.com
– carlos.remenche@gmail.com

DOCUMENTAÇÃO:
Chuveiro_Inteligente.pdf