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TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM ELETRÔNICA
Quadro de Controle de Energia e Água
Aline Alves Silva
Beatriz Sofiati Fernandes Gabriel Ribeiro Menezes
Guilherme Scotti Fernandes Gustavo Dias Dos Passos
Luene De Sousa Pereira Otávio Franco Alves Cruz
Professor Orientador: Salomão Choueri Junior
São Caetano do Sul / SP 2015
Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO
Etec “JORGE STREET”
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Quadro De Controle De Energia e Água
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como pré-requisito para obtenção do Diploma de Técnico em Eletrônica.
São Caetano do Sul / SP
2015
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Dedicamos este trabalho aos nossos familiares, amigos e professores, por acreditaram no nosso potencial e nos motivarem durante todo esse processo de aprendizado.
São Caetano do Sul / SP 2015
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"Há uma força motriz mais poderosa que o vapor, a eletricidade e a
energia atômica: a vontade.” (Albert Einstein)
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AGRADECIMENTOS
O êxito da realização do nosso trabalho só foi possível graças ao auxílio dos professores e colegas. Agradecemos especialmente aqueles que mais nos orientaram na construção do nosso projeto, os professores Salomão Choueri e Eduardo Cruz. Somos gratos também aos demais docentes do nosso curso técnico, pois o conhecimento que cada um nos ofereceu foi de extrema importância e colocado em prática para concluirmos nosso TCC, da mesma forma, reconhecemos à nossa instituição de ensino Jorge Street e todos seus funcionários, foi graças ao trabalho de todos eles que tivemos um ambiente agradável para nossos estudos. Nossa gratidão também vai para os nossos familiares e amigos, por estarem nos acompanhando nesses três anos de curso, sempre nos motivando, apoiandoe acreditando que somos capazes, e também à madeireira Colognesi por doarem as madeiras que usamos para a estrutura física do projeto. Essa jornada teria sido mais difícil sem a ajuda de cada um de vocês. Obrigado.
São Caetano do Sul / SP 2015
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RESUMO O objetivo do nosso projeto é um equipamento que monitora o consumo de energia e água, enviando as informações para serem lidas de maneira clara em uma tela de LCD. Assim, o usuário poderá tomar consciência de seus gastos e reduzir, caso seja necessário. O projeto visa economizar, e reduzir impactos ambientais e conscientizar as pessoas. Sendo assim, seu uso é bastante viável e atinge um mercado amplo, pois é de uso doméstico e de fácil manuseio.
Palavras-chave: Consumo; Energia; Água; Gastos; Economia;
São Caetano do Sul / SP 2015
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Microcontrolador ....................................................................................... 11
Figura 2 – SCT-013-020 ............................................................................................ 13
Figura 3 – Sensor de Fluxo de água ......................................................................... 14
Figura 4 – Plataforma Arduíno .................................................................................. 15
Figura 5 – Croqui da Estrutura .................................................................................. 16
Figura 6 – Croqui LCD .............................................................................................. 16
Figura 7 – Cálculo de Energia Elétrica ...................................................................... 17
Figura 8 – Cálculo de Água ....................................................................................... 18
Figura 9 – Diagrama Em Blocos ................................................................................ 19
Figura 10 – Fluxograma ................................................................................. 20-21-22
Figura 11 – Circuito Elétrico ...................................................................................... 29
Figura 12 – Teste Realizado ..................................................................................... 30
Figura 13 – Estrutura usada para teste do sensor de energia .................................. 31
Figura 14 – Estrutura usada para teste do sensor de água ...................................... 31
Figura 15 – Estrutura Final ........................................................................................ 32
Figura 16 – Pesquisa De Campo ......................................................................... 37-38
Figura 17 – Cronograma 1º Semestre ....................................................................... 39
Figura 18 – Cronograma 2º Semestre ....................................................................... 40
São Caetano do Sul / SP 2015
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Sumário
Introdução ................................................................................................................... 9
1 – Fundamentação Teórica...................................................................................... 11
1.1 – Microcontrolador ............................................................................................... 11
1.2 – Sensor de Eletricidade SCT-013-020 ............................................................... 13 1.3 – Sensor de Fluxo de água ................................................................................. 14 1.4 – Plataforma Arduíno .......................................................................................... 15
2 – Planejamento do Projeto ..................................................................................... 16
2.1 – CROQUI - Projeto Monitoramento do Consumo de Água e Energia ................ 16 2.2 – Cálculo do consumo de energia ....................................................................... 17 2.3 – Cálculo do consumo de água ........................................................................... 18 2.4 – Diagrama Em Blocos ........................................................................................ 19 2.5 – Fluxograma ........................................................................................... 20-21-22
2.5.1 – Análise do Fluxograma ......................................................................... 23
2.6 – Previsão De Custos .......................................................................................... 24
2.7 – Cronograma ..................................................................................................... 25
3 – Desenvolvimento do Projeto ................................................................................ 26
3.1 – Software ................................................................................................ 26-27-28
3.2 – Hardware .......................................................................................................... 29
3.3 – Testes Realizados ................................................................................. 30-31-32
4 – Resultados Obtidos .......................................................................................... 33
Conclusão ........................................................................................................ 34
Referências ...................................................................................................... 35
Referências - Imagens ..................................................................................... 36
APÊNDICE ....................................................................................................... 37
APÊNDICE A: Pesquisa de Campo ......................................................... 37-38
APÊNDICE B: Cronograma ...................................................................... 39-40
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Introdução
A presente monografia, desenvolvida por nós, alunos da Escola Técnica
Estadual Jorge Street, que cursamos o terceiro ano de eletrônica integrado ao
Ensino Médio, tem como finalidade reunir informações do projeto de Trabalho de
Conclusão de Curso (TCC). A partir daí, observando as necessidades de nossa
comunidade, desenvolvemos três ideias iniciais: um detector de Equipamento de
Proteção Individual (EPI), que com o auxílio de sensores, sinalizaria a
obrigatoriedade do seu uso, bloqueando a passagem de quem não estiver
devidamente equipado, protegendo assim funcionários de possíveis acidentes por
negligência. Outra ideia foi o Varal de Roupas Automatizado, com o intuito de
proteger as roupas da chuva. Quando a umidade no ar aumentasse, o sensor
detectaria e acionaria um mecanismo que recolheria e protegeria o varal da
pluviosidade, evitando que roupas expostas ao sol com intenção de secarem
acabassem ficando molhadas novamente. Mas, a ideia que decidimos colocar em
prática como TCC, foi o Quadro de Controle de Energia e Água, que consiste em
dois equipamentos e um quadro de informações, onde cada equipamento é
acoplado em seus devidos registros de medição, tendo a função de medir a
quantidade de água e energia gasta, e assim, transmitir os dados ao quadro de
informação, que converterá as informações em valores monetários.
O Quadro de Controle de Energia e Água tem como intuito inicial a
conscientização. Não é um policiamento para quem gasta demais com esses
recursos, nem visa apenas a questão econômica. O quadro é uma forma de
visualizarmos o impacto da quantidade de água e energia que utilizamos
diariamente. A água é o maior foco do projeto, pois a escassez da água potável no
planeta já explica por si só a importância desse bem, juntamente com a crise hídrica
que vivemos atualmente em grande parte do Brasil, principalmente no estado de
São Paulo.
O projeto inicialmente se enquadra na ideia de ser usado em casa, por
qualquer consumidor, no qual ele teria uma apresentação bem didática, facilitando o
uso de todos.
A pesquisa de campo procede à observação de fatos e fenômenos
exatamente como ocorrem no real, à coleta de dados referentes aos mesmos e,
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finalmente, à análise e interpretação desses dados, com base numa fundamentação
teórica consistente, objetivando compreender e explicar o problema pesquisado.
Foi realizada uma pesquisa de campo com o objetivo de coletarmos informações e
ideias a respeito do interesse gerado pelo nosso projeto para a sociedade. A
pesquisa foi realizada online e contou com a participação de 147 pessoas de
diferentes idades, sendo as faixas etárias mais participativas entre 10 e 30 anos. A
partir da enquete, concluímos que nosso projeto causou interesse pelas pessoas
(Aproximadamente 27% e 67% dos entrevistados, demonstraram médio e muito
interesse, respectivamente). Como esperado, a maioria dos participantes não
possuíam conhecimento a respeito de como é calculado o consumo de água e
energia (62.6%), e grande parte se demonstrou interessada em adquirir essa
informação (85.5%). Nosso projeto obteve uma boa receptividade, agradando cerca
de 85% dos entrevistados, que expressaram interesse tanto na economia financeira
como também na questão ambiental. Através do questionário, foi possível ter uma
base para o projeto.
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1 –Fundamentação Teórica
A fundamentação teórica é uma base extremamente importante para qualquer
estudo científico
Esta parte de um texto científico também é costumeiramente identificada como
revisão de literatura, revisão bibliográfica, embasamento teórico e termos similares.
Independentemente da denominação, não se foge ao conceito proposto por Büllau:
“é um texto estruturado e elaborado pelo pesquisador para apresentar as idéias e
conceitos já existentes sobre o assunto da pesquisa. É uma síntese dos melhores
conceitos já publicados sobre o tema da pesquisa” (2006, p. 19).
Dentro desta concepção de idéias e conceitos já existentes, o trabalho de redação
naturalmente começa por um levantamento bibliográfico que abrange “todas as
obras escritas, como a matéria constituída por dados primários ou secundários que
possam ser utilizados pelo pesquisador ou simplesmente pelo leitor” (FACHIN, 2006,
p. 122).
1.1 –Microcontrolador
Um microcontrolador (MCU) é um computador-num-chip, contendo um processador,
memória e periféricos de entrada/saída. Através de programação (C ou Assembly,
geralmente), é possível controlar um hardware para fazer funções específicas de
uma maneira simples.
Em contraste com outros microprocessadores de propósito geral (como os utilizados
nos PCs), eles são embarcados no interior de algum outro dispositivo (geralmente
um produto comercializado) para que possam controlar as funções ou ações do
produto. Outro nome para o microcontrolador, portanto, é controlador embutidos.
Os microcontroladores se diferenciam dos processadores, pois além dos
componentes lógicos e aritméticos usuais de um microprocessador de uso geral, o
microcontrolador integra elementos adicionais em sua estrutura interna, como
memória de leitura e escrita para armazenamento de dados, memória somente de
leitura para armazenamento de programas, EEPROM para armazenamento
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permanente de dados, dispositivos periféricos como conversores analógico/digitais
(ADC), conversores digitais/analógicos (DAC) em alguns casos; e, interfaces de
entrada e saída de dados. Microcontroladores são geralmente utilizados em
automação e controle de produtos e periféricos, como sistemas de controle de
motoresautomotivos, controles remotos, máquinas de escritório e residenciais,
brinquedos, sistemas de supervisão, etc. Por reduzir o tamanho, custo e consumo de
energia, e se comparados à forma de utilização de microprocessadores
convencionais, aliados a facilidade de desenho de aplicações, juntamente com o seu
baixo custo, os microcontroladores são uma alternativa eficiente para controlar
muitos processos e aplicações.
Cerca de 50% dos microcontroladores vendidos são controladores "simples", outros
20% são processadores de sinais digitais (DSPs) mais especializados. Os
microcontroladores podem ser encontrados em praticamente todos os dispositivos
eletrônicos digitais que nos cercam: teclado do computador, dentro do monitor, disco
rígido, relógio de pulso, rádio relógio, máquinas de lavar, forno de micro-ondas,
telefone, etc.
Os microcontroladores são programados geralmente por computadores ou discos de
memória. Existindo então algumas ferramentas que criam uma ponte de
transferência de dados entre o aparelho utilizado e o microcontrolador . Exemplo
disso é o Arduino.
Figura 1–Microcontrolador
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1.2 – Sensor de Eletricidade SCT-013-020 O sensor de corrente SCT-013-020 faz parte de uma família de sensores
da Yhdc, e suporta correntes de até 20A. Com ele você pode criar um sistema de
medição e monitoramento de energia elétrica ou montar circuitos de proteção caso a
corrente ultrapasse um determinado valor, protegendo o circuito contra sobrecargas.
Dois fios saem do sensor e estão ligados a um plug P2, que fornece um sinal entre 0
e 1V na saída para o microcontrolador.
De uma forma simplificada, podemos medir a corrente exigida por um aparelho
utilizando esta fórmula: I= P / E. Onde I é a corrente (em Ampères), P é
a potência (em Watts) e E é a tensão (em Volts). Aplicando a fórmula em
um aparelho cuja potência é de 2200 Watts, ligado à rede elétrica de 220V, teremos
uma corrente de 10A (ampères).
Uma observação importante ao realizar a medição é que o sensor deve
envolver apenas um dos fios. Se colocarmos os dois fios dentro do sensor, os
valores se anulam e o display mostrará o valor 0, ou algum outro valor incorreto.O
sensor SCT já vem com um plug P2, que podemos conectar ao Arduíno utilizando
um adaptador.
Figura 2–SCT-013-020
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1.3 – Sensor de Fluxo de Água
Este sensor de fluxo de água é constituído de uma válvula de plástico, um rotor de
água, e um sensor de efeito Hall. Quando a água flui através do rotor sua velocidade
muda com diferentes taxas de fluxo e o sensor de efeito Hall emite o sinal de pulso
correspondente.
É utilizado em projetos domóticos (automação residencial), onde serve para medir o
consumo de água de uma residência, ou ainda, monitorar a movimentação de água
em uma caixa d’ água.
O sensor de fluxo de água trabalha com uma turbina, no seu interior existe um tipo
de hélice que ao receber o atrito da água gira, junto a esta hélice temos fixado um
imã, o sensor de efeito Hall detecta cada volta dada.
Esse equipamento consegue medir a vazão de água de 1 a 30 litros por minuto,
enviando pulsos ao microcontrolador com as informações captadas e opera com
pressão máxima de 1,75MPa, o que aumenta sua gama de aplicações.Para
instalação, possui em suas extremidades roscas para facilitar a conexão com luvas
hidráulicas.
Figura 3–Sensor de Fluxo de água
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1.5 - Plataforma Arduíno
Arduíno é uma placa fabricada na Itália utilizada como plataforma de
prototipagem eletrônica que torna a robótica mais acessível a todos. Um projeto
italiano iniciado em 2005 que tinha primeiramente cunho educacional e interagia
com aplicações escolares, o sucesso nessa fase foi tão grande que mais de 50 mil
placas open source foram vendidas. As unidades são constituídas por controladora
Atmel AVR de 8 bits, pinos digitais e analógicos de entrada e saída, entrada USB – o
que permite conexão com computadores – ou serial e possui código aberto, que
quando modificado, dá origem a outros derivados “ino” – que por questões
comerciais – levam nomes como Netduino, Produino e Garagino.
A placa Arduíno não possui recursos de rede, mas pode ser combinada com
outros Arduínos criando extensões chamadas de shields. A fonte de alimentação
recebe energia externa por uma tensão de, no mínimo, 7 volts e máximo de 35 volts
com corrente mínima de 300mA. A placa e demais circuitos funcionam com tensões
entre 5 e 3,3 volts. Embutido noArduíno há ainda um firmware – que combina
memória ROM para leitura e um programa gravado neste tipo de memória –
carregado na memória da placa controladora, que aceita Windows, Linux e Mac OS
X.Em termos de software, o Arduíno pode ter funcionalidades desenvolvidas por
meio da linguagem C/C++, que utiliza uma interface gráfica escrita em Java. As
funções IDE do Arduíno permitem o desenvolvimento de software que possa ser
executado pelo dispositivo.
Figura 4 – Plataforma Arduíno
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2–Planejamento do Projeto
2.1 – CROQUI – PROJETO MONITORAMENTO DO CONSUMO DE ÁGUA E ENERGIA
Um croqui (palavra francesa eventualmente traduzida para o português
como croqui ou esboço ou rascunho) costuma se caracterizar como um desenho de
um projeto, um esboço qualquer que representa o principal objetivo do trabalho.
Figura 5 –Croqui da Estrutura
Figura 6 – Croqui LCD
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2.2 – Cálculo de energia elétrica
Todo equipamento elétrico possui uma potência apresentada em Watts cujo símbolo
é W. Normalmente esta informação vem estampada no produto ou na embalagem.
Exemplos: lâmpada incandescente = 100 W, chuveiro = 3.600 W, geladeira = 200 W,
etc. Para calcular o consumo de um equipamento multiplique sua potência pelo
tempo de funcionamento em horas.
Ex: um chuveiro funciona 2 horas por dia logo seu consumo é 3.600 W x 2 horas =
7.200 Wh/dia
Aqui temos que fazer uma pequena conta que é transformar Wh (Watts hora) em kW
(quilo Watts hora).É só dividir o valor encontrado por 1000. Similar a 1 km que é
1000 metros ou 1 kg que é 1000 gramas.
Para calcular o consumo de energia elétrica em KW/H utiliza-se a seguinte
expressão:
Figura 7 - Cálculo da Energia Elétrica
Este cálculo deve ser feito para todos os equipamentos elétricos porque o medidor
de energia elétrica vai medir, durante um determinado período, em média 30 dias, o
consumo de todos os aparelhos.
Por isto, é importante as pessoas saberem calcular o consumo e aprenderem como
fazer seu acompanhamento eficiente.
Agora para saber quanto custa o funcionamento de cada aparelho elétrico
multiplique o valor encontrado pelo valor da tarifa vigente em seu Estado.
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2.3 – Cálculo de água
A Sabesp calcula o valor em m³ que equivale a mil litros de água. Até 10 m³ é
cobrado um valor fixo que corresponde a uma tarifa mínima. A partir daí, existem
outras faixas de valores cobrados para cada mil litros de água.
Figura 8 - Cálculo de Água
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2.4 – DIAGRAMA EM BLOCOS
O diagrama de blocos é uma forma padronizada eficaz para representar os passos
lógicos de um determinado processamento (algoritmos). Com o diagrama podemos
definir uma sequência de símbolos, com significado bem definido. Portanto, sua
principal função é a de facilitar a visualização dos passos de um processamento.
Figura 9 – Diagrama Em Blocos
Sensor de fluxo de água: é colocado entre dois canos para detectar
quantidade de volume de água que passa por hora.
Sensor de corrente elétrica: é colocado ao redor do cabo de energia, para
medir a corrente e calcular o consumo em Kw/h que passa no cabo provedor
de energia elétrica.
uC: programa que define as informações a serem apresentadas no painel,
configura a função dos botões do controle e converte os valores dos sensores
em valores monetários de acordo com a taxa da região do usuário
LCD: painel onde as informações vão ser apresentadas ao usuário.
uC
Sensor de fluxo de água
Sensor de corrente elétrica
LCD
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2.5– Fluxograma
Fluxograma é a representação gráfica de um procedimento, problema ou sistema,
cujas etapas ou módulos são ilustrados de forma encadeada por meio de símbolos
geométricos interconectados.
Figura 10 - Fluxograma
SENSOR DE ENERGIA E ÁGUA
Define vazão Define pulso
int i = 0 Litros = 0
Mililitros = 0
Define LCD
Define tensão de rede = 127v
Escreve “Controle de Energia e água” no
LCD
Atraso = 3s
21
1
Escreve “Pot [W]” e “Valor [R$]” no LCD
SensorXRedeX3
Informa valor em dinheiro no LCD
Informa valor da potência no LCD
ContaPulso = 0
Vazão = ContaPulso
Incrementa valor do sensor de energia
Apaga LCD
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Manda vazão pro LCD
Atualiza LCD
Conta Pulso ++
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2.5.1 – Análise do Fluxograma
Inicialmente as variáveis INT I, litros, mililitros e pulso são zeradas e a vazão é
definida. O LCD é ligado e a tensão ajustada em 127V. Surge no LCD a mensagem
“Controle de Água e Energia”, após 3 segundos o LCD é apagado e aparece então
“POT (W)” e “Valor”, calcula-se o gasto de energia. Esse mesmo valor é
transformado para valor monetário. O sensor de água é zerado e manda a vazão
que está saindo do sensor de água para o LCD. Assim as informações são
atualizadas no LCD e soma-se os valores.
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2.6 – Previsão De Custos
Após determinarmos como seria a estrutura usada e concluirmos a lista de materiais
necessários tanto para a parte elétrica e física do nosso projeto, pesquisamos os
melhores preços para garantir a melhor relação de custo-benefício.
Através das pesquisas, foi possível estipular o seguinte custo do nosso projeto:
Parte Física
Estrutura feita a partir de 5 madeiras. Sendo 4 peças com corte simples e uma maior
com corte central.
Madeiras com corte simples = R$7,00 cada (4 peças)
Madeira com corte no centro = R$14,00
Total: R$ 42,00
Parte Elétrica
Sensor de Fluxo de água: R$ 14,95
Sensor de Energia: R$ 35,59
Display LCD: R$ 14,95
ATMega: R$ 20,00
Total: R$ 85,49
Considerando a produção em larga escala, esse preço cairia em torno de 30%.
Preço para a venda do produto: R$ 70,3
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2.7 – Cronograma
O cronograma é um instrumento de planejamento e controle semelhante a um
diagrama, em que são definidas e detalhadas minuciosamente as atividades a serem
executadas durante um período estimado.
Nosso cronograma (conforme APÊNDICE A), foi dividido de modo que, nenhuma
tarefa poderia ser iniciada sem que a anterior fosse concluída. No primeiro semestre,
nos dedicamos as ideias, pesquisas e monografia. Já o segundo semestre, foi
designado a montagem e preparação para a banca.
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3 – Desenvolvimento do Projeto
O projeto foi dividido em duas partes: Software e Hardware. Com isso, conseguimos
realizar a estrutura física e interna do projeto.
3.1 – SOFTWARE É a parte inteligente do projeto. Tem como função designar a parte inteligente do
projeto por meio de um programa. Aqui o temos dividido em três partes: Definições
de variáveis, void setup e void loop. A primeira designa quais as bibliotecas e define
as variáveis. Como por exemplo, a biblioteca EmonLib.h e as variáveis envolvendo
água e energia. Em seguida vem a configuração dos pinos e o que cada um
designará. Por ultimo temos a parte principal, definindo o que o projeto fará
repetidamente até que seja interrompido, sendo ela: Contabilizar o valor de água e
energia, transformando-os em valores monetários e enviando ao LCD.
//Carrega as bibliotecas #include "EmonLib.h" #include <LiquidCrystal.h> floatvazao; //Variável para armazenar o valor em L/min intcontaPulso = 0; //Variável para a quantidade de pulsos int i = 0; //Variável para segundos int Min = 00; //Variável para minutos float Litros = 0; //Variável para Quantidade de agua floatMiliLitros = 0; //Variavel para Conversão[ double Valor = 0; doubleIrms=0; LiquidCrystallcd(12, 11, 5, 4, 3, 6); EnergyMonitor emon1; //Tensao da rede eletrica int rede = 127.0; //Pino do sensor SCT intpino_sct = 1; void setup() { Serial.begin(9600);
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lcd.begin(20, 4); lcd.setCursor( 0, 1); lcd.print("CONTROLE DE"); lcd.setCursor( 0, 2); lcd.print("ENERGIA E AGUA"); delay(7000); lcd.clear(); delay (3000); emon1.current(pino_sct, 29); //Informacoes iniciais display lcd.setCursor(30,30); lcd.print("Corr.(A):"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Pot. [W]:"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Valor: "); pinMode(2, INPUT); attachInterrupt(0, incpulso, RISING); //Configura o pino 2(Interrupção 0) interrupção Valor =0; //Calcula a corrente Irms=0; delay (100); for (i=0;i<20;i++) { Irms = emon1.calcIrms(1480); delay (100); } // lcd.setCursor(30,30); // lcd.print(Irms); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(Irms*rede); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(" R$"); lcd.setCursor(10,1); Valor = (Irms*rede)*3/50; lcd.print(Valor); //MUDAR O VALOR DA TRANSFORMAÇÃO EM DINHEIRO delay(1000); Valor =0; } void loop () {
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//Calcula a corrente Irms=0; Irms = emon1.calcIrms(1480); if (Irms*rede< 2) (Irms = 0); // lcd.setCursor(30,30); // lcd.print(Irms); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(Irms*rede); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(" R$"); lcd.setCursor(10,1); Valor = (Irms*rede)*3/5000 + Valor; lcd.print(Valor); //MUDAR O VALOR DA TRANSFORMAÇÃO EM DINHEIRO contaPulso = 0;//Zera a variável sei(); //Habilita interrupção delay (1000); //Aguarda 1 segundo cli(); //Desabilita interrupção vazao = contaPulso / 5.5; //Converte para L/min i++; lcd.setCursor(0, 2); lcd.print(vazao); lcd.print("L/min"); lcd.setCursor(0, 3); MiliLitros = vazao / 60; Litros = Litros + MiliLitros; lcd.print(Litros); lcd.print("L Valor: "); lcd.setCursor(13, 3); lcd.print((Litros*3)/2); lcd.print(" R$"); } voidincpulso () { contaPulso++; //Incrementa a variável de pulsos }
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3.2 – HARDWARE Esquema do circuito elétrico, realizado no programa Protheus
Figura 11 - Circuito Elétrico
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3.3 – Testes Realizados No dia 13 de outubro, realizamos os testes dos sensores separadamente e ambos
estavam funcionando perfeitamente. No dia 20 de outubro, realizamos o primeiro
teste geral do TCC, através de duas estruturas à parte. No caso do sensor de água,
utilizamos uma estrutura com dois reservatórios de líquidos e uma bomba que
transporta o conteúdo do reservatório inferior para o superior, através de um cano
onde o sensor de água foi colocado envolto. Já no teste do sensor de energia,
usamos uma estrutura com três diferentes lâmpadas (LED, incandescente e
fluorescente). Colocamos o sensor em volta do fio de alimentação de cada uma das
lâmpadas, assim conseguimos observar os diferentes resultados, devido a diferença
de potencial que cada uma possui. Notamos que houve falha no sensor de energia,
devido a problemas na programação. A bomba do sistema de testes utilizada para o
sensor de água estava queimada e por isso não foi possível concluir a verificação.
Revisamos toda a programação em busca dos erros que impossibilitaram o sensor
de energia de funcionar, corrigindo-os. No segundo teste que fizemos, dia 30 de
outubro, o sensor de água funcionou perfeitamente, mas o de energia continuou a
apresentar erros, novamente devido ao programa. Após mais uma correção no
software, conseguimos resultado satisfatório. No último teste, uma semana antes da
pré-banca, o projeto inteiro funcionou. No dia anterior da banca, verificamos se
estava tudo em perfeita ordem. Pretendemos realizar outros ajustes e inserir novas
ferramentas, mas a proposta inicial foi concluída.
Figura 12 - Teste Realizado
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Figura 13 - Estrutura usada para o teste do sensor de energia.
Figura 14 - Estrutura usada para teste do sensor de água.
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Figura 15 - Estrutura Final
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4 – Resultados Obtidos Após vários testes realizados, nós concluímos o nosso projeto no dia 13 de novembro. O resultado final da parte física ficou como o que foi planejado no Croqui: Uma caixa de madeira preta, onde no centro se encontra o LCD. O projeto opera da seguinte maneira: A tela de LCD, ao ligar apresenta a mensagem “Quadro de Energia e Água”, após isso, surgem as informações de Potência em watts acompanhado com o valor acumulado do consumo de energia, logo abaixo há o consumo em L/min dos gastos acumulados de água. As informações são fixas e há o botão reset para zerar os valores.
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Conclusão
Ficamos satisfeitos com o resultado final do nosso projeto, após um longo ano de
planejamento e realização. Apesar das dificuldades técnicas e de comunicação com
o grupo, essa foi uma experiência importante de aprendizado e convivência, onde
conseguimos colocar em prática todo o conhecimento obtido ao longo dos três anos
de curso técnico.
A proposta inicial foi alcançada, mas ainda restaram ideias que poderemos
colocar em prática no futuro para aperfeiçoar o nosso projeto, como por exemplo,
acrescentar um aplicativo de celular que torne possível o usuário modificar a
tarifação do consumo de energia e água, conforme a taxa especifica para sua
cidade, além de implementar um sistema que permita o armazenamento do
consumo em dia, semana e mês, permitindo que o utilizador acompanhe melhor
seus gastos.
Acreditamos que nosso projeto pode atender a sociedade de maneira útil,
contribuindo de maneira extremamente positiva para as pessoas e para o meio
ambiente.
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Referências Capítulo 1 http://comofazerumaredacao.com.br/como-fazer-a-fundamentacao-teorica-monografia/ Item 1.1 https://pt.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador http://www.eletronicaprogressiva.net/2014/08/Microcontroladores-O-que-sao-Para-que-servem-Onde-sao-usados.html http://www.robolivre.org/conteudo/microcontroladores/detalharHistorico/idHistorico/738 Item 1.2 http://www.arduinoportugal.pt/temas/monitorizar-energia-eletrica-com-sct-013-020/ Item 1.3 http://www.labdegaragem.org/loja/34-sensores/outros/sensor-de-fluxo-de-agua-g-1-1-4.html http://www.usinainfo.com.br/sensores-e-modulos/sensor-de-fluxo-de-agua-para-arduino-1-30-lmin-2578.html http://www.usinainfo.com.br/module/csblog/detailpost/141-81-sensor-de-fluxo-de-agua-para-arduino-1-30-lmin.html Item 1.4 http://www.arduinoecia.com.br/2014/01/enviando-dados-do-arduino-para-o.html http://pt.wikipedia.org/wiki/Bluetooth http://www.infowester.com/bluetooth.php Item 1.5 http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2013/10/o-que-e-um-arduino-e-o-que-pode-ser-feito-com-ele.html Item 1.6 http://blog.fabricadeaplicativos.com.br/2012/03/17/mas-afinal-o-que-e-um-app/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Aplicativo_m%C3%B3vel
Capítulo 2 http://www.eficienciamaxima.com.br/como-calcular-o-consumo-de-energia-eletrica/
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Referências– Imagens
Figura 4 - Retirada em https://pt.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador
Figura 5 - Retirada em http://blog.filipeflop.com/wp-content/uploads/2015/02/Sensor_corrente_SCT_013_020.jpg
Figura 6 - Retirada em http://lojabrasilrobotics.blogspot.com.br/2012/03/sensor-de-fluxo-de-agua-34-r70-00.html
Figura 7 - Retirada em http://2.bp.blogspot.com/-Z3O-UueZ6M8/T3h1bDLhzKI/AAAAAAAABHE/PbHz1x1tNaQ/s1600/bLUETOOTH_connect_nethiram.jpg
Figura 8 - Retirada em http://www.conrad.de/ce/de/product/191789/Arduino-UNO-Platine-65139
Figura 6–Retirada em http://fundacaotelefonica.org.br/noticias/jovens-de-santa-cruz-cabralia-criam-aplicativo-que-pode-transformar-o-meio-em-que-vivem/
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APÊNDICE A: Pesquisa de Campo
Figura 16 – Pesquisa de Campo
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APÊNDICE B: Cronograma
Cronograma do 1º Semestre
Figura 17 - Cronograma do 1º Semestre
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Cronograma do 2º Semestre
Figura 18 - Cronograma do 2ºSemestre
