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:
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.
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:
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:
Manuais:
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Até o próximo artigo!
Boa tarde Claudio, mas se tratando de poços artesianos são bombas submersas e são trifásicas, e o maior problema que ocorrem são mesmo a queima da bomba, e como é um motel o consumo de água e alto e descobre o sensor em pouco tempo e soa o alarme no sistema que fiz. So que nesse caso eu coloquei mais dois sensores abaixo do nível minimo para não ficar acionando toda hora.Mas da pra fazer com cmos o temporizador também, apenas vai mais componentes!! Obrigado assim mesmo! Forte abraço e muito obrigado pela disposição em ajudar os leigos como eu!
Sérgio
Olá Sergio!
Realmente, cada aplicação exige uma solução diferente. Mas, postei a versão de 07/07/2016 com esta opção que sugeriu.
Cláudio
Bom dia Claudio, acho que sou eu que não estou sabendo me expressar, mas vou tentar de novo. Para a bomba entrar em ação não é necessário que o sensor de “vazia” esteja descoberto pela água? Então, se esse sensor permanecer por digamos o tempo máximo de 20 minutos sem contato, acionasse o alarme indicando que a bomba não ligou. Quanto o caso que você mencionou de o consumo for pouco e o alarme for tardio, é só ajustar o sensor de nível inferior para altura suficiente de água, para ter tempo de reparar a bomba e voltar a funcionar sem esgotar totalmente a água da caixa! Eu fiz algo parecido com componentes discretos cmos à muito tempo com barras de aço inoxidável para controlar uma caixa d’agua de um motel e ajustei o sensor para isso! só que tive que colocar outro sensor para detectar o não funcionamento da bomba e soar o alarme. Nessa sua proposta vi que seria bem mais simples do que o sistema rudimentar apesar de robusto que fiz, jã são 8 anos em funcionamento. Não sei se consegui me expressar.
Sérgio
Olá Sergio!
Entendi.
Vamos supor que a bomba começou a funcionar. O nível subiu até quase o limite de desligamento. Neste momento, por uma fatalidade, quebrou o arrastador entre a bomba e o motor elétrico que a impulsiona. A bomba para, mas o motor continua funcionando. Enquanto a água não descobrir o eletrodo de vazio, continuará funcionando. Pode passar muitas horas ou mesmo dias, dependendo do consumo. Quando finalmente esgotar a água e descobrir o eletrodo de vazio, então irá contar 20 minutos e acionar o alarme.
Na ideia proposta verificamos o tempo máximo para encher a caixa, ou seja, o tempo que o motor ficará ligado, independente da altura da caixa. Se passar desse tempo, alguma coisa está errada.
Cláudio