BOIA ELETRÔNICA PARA CAIXAS D’AGUA – C/ PIC 12F675 (REF223)

Uma solução alternativa para problemas com boias elétricas …

Em algumas instalações hidráulicas se torna necessário transferir um volume de água de um reservatório para outro, como ocorre na maioria dos prédios residenciais. Muitos reclamam da durabilidade de algumas boias elétricas. Tais reparos também encarecem o custo pago pelos condôminos.
Pensando em uma solução diferenciada usando microcontroladores PIC, e aproveitando algumas sugestões de colaboradores deste blog, surgiu o esquema abaixo:

Inicialmente, foi pensado em se usar os sensores formando uma malha resistiva direto no pino 3 do PIC. Aparentemente funcionava, mas notou-se que ocorria instabilidade devido a variação da resistência ôhmica da água (quantidade de cloro e sais minerais), a distância dos eletrodos sensores do eletrodo positivo e a área do eletrodo. Isto tenderia a criar mau funcionamento em determinadas circunstâncias.
Então, foi optado por usar transistores BC548 apenas como chaveadores (ligado/desligado), enquanto que os níveis seriam dados por uma malha com resistores.
Nesta configuração, mesmo que a resistência da água possa variar um pouco, não afetará o funcionamento. Também, garante níveis fixos de comutação no próprio programa ao invés de ter que fazer um ‘aprendizado’ de cada sensor.
O conversor analógico/digital interno lê a tensão no pino 3 e compara com valores que correspondem aos níveis desejados. Para indicar os níveis da caixa d’água, temos 3 leds que se acendem conforme o nível d’água em relação aos sensores. São três valores detectados: cheia, meia e vazia.
Quando a água ficar abaixo do sensor inferior, então ligará a saída para acionar a bomba de água. A medida que o nível gradativamente aumenta pela operação da bomba, quando alcançar o sensor superior provocará o desligamento da bomba de água.
A lógica de verificação usado para acender os leds produz uma certa “histerese”. Por ex. Somente quando a água tocar o sensor superior é que acenderá o led “cheia”. No entanto, ele se apagará e acenderá o led “meia” somente quando a água ficar abaixo do sensor intermediário.
A construção dos sensores não é crítica. Pode se usado fios de cobre rígido (4mm quadrados de área, pois não ficam entortando fácil). Estes 4 fios podem ser mantidos juntos com fitas plásticas Hellerman. O fio ligado ao positivo deverá ser retirado a capa plástica. Os outros será retirado apenas 5 mm de capa das pontas. Você deverá decidir que altura deverá trabalhar cada sensor, mas em geral, o inferior deverá ficar a cerca de 5 a 10 cm do fundo, o intermediário na posição que corresponde a metade da altura da caixa e o superior, por volta de 5 a 10 cm antes de chegar no “ladrão” da caixa. Feito os ajustes na altura dos sensores, fixe bem na caixa para não mudar de posição com o movimento da água.
Atenção: Como os sensores ficam direto na água, a fonte de alimentação de 5 volts deve ser bem isolada da rede. Nunca use “FAST” (fonte sem transformador) para esta aplicação! Os capacitores na base dos transistores são para impedir acionamento pelo ruído elétrico da rede de 60 Hz. Não devem ser retirados, pois causará mau funcionamento especialmente se a distância da montagem em relação aos sensores for maior que um metro.
Obs. Esta montagem é experimental, sendo de caráter mais didático, montada apenas em placa experimental (do tipo “Breadboard”), sujeita a bug’s ainda não detectados. Está sendo fornecido os arquivos para que cada hobista possa alterar o programa segundo suas necessidades.

Segue pasta zipada com os arquivos da montagem:

BOIA_CX_DAGUA_FILES

Em 04/07/2016, foi postada esta nova versão com uma saída de alarme. Se a bomba operar por mais de 20 minutos, acionará um buzzer ou uma sirene para alerta.

BOIA_ALERTA_FILES

Em 07/07/2016, foi postada esta outra versão com saída de alarme, mas que aciona se o nível de agua ficar por mais de 20 minutos em nível mínimo, o que indicaria um problema no sistema da bomba:

BOIA_ALERTA_V2_FILES

Em 12/06/2017, foi postada esta nova versão, com um sensor no cano de saída, visando identificar mau funcionamento da bomba (ou falta de água). Se a bomba for acionada e não chegar água no sensor colocado no cano de enchimento da caixa d’água, então desliga a bomba para evitar que seja danificada. A cada 30 minutos faz nova tentativa. Veja pasta para esta montagem abaixo:

boia_sensor_cano_v3

Manuais:
PIC 12F675

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Até o próximo artigo!