Sensor de turbidez

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO.
CÂMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS
Jeniffer Campos de Souza
Tainara Sabrissa de Souza Barreto
Wallace Lima Silva
Willian de Oliveira Fonseca
Sensor de turbidez
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Instituto Federal de
Educação, Ciência e Tecnologia de São
Paulo – Câmpus São José dos Campos,
como requisito para obtenção do Título
de Técnico em Automação Industrial
sob orientação do Professor André Luiz
Mendes Moura.
São José dos Campos
2015
BANCA EXAMINADORA
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) defendido e aprovado em
15 de Junho de 2015, pela banca examinadora constituída pelos professores:
Prof. André Luiz Mendes Moura.
Orientador(a)
Prof. Celso Farnese.
Banca
Prof. Mateus Fernandes Réu Urban.
Banca
Aos nossos pais por todo apoio e incentivo.
Com muito carinho,
Dedicamos
Agradecimentos
Agradecemos aos nossos familiares pelos esforços para termos uma boa e digna
formação acadêmica.
Aos professores, pelo ensino durante a nossa trajetória ao longo do curso, em especial
o nosso orientador André Luiz Mendes Moura pelo apoio e orientação.
Aos técnicos André Vinicius e Everson Olegário pela paciência e contribuição durante o
desenvolvimento do trabalho.
Aos nossos colegas por tornar nossos dias mais agradáveis, em especial Roberto
Toledo e Wellington Marcelino pela parceria desde o inicio e a todos que de alguma
forma contribuíram nesse percurso.
”A confiança em si mesmo é o primeiro segredo do sucesso.”
Ralph Waldo Emerson
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS.............................................................................Erro! Indicador não definido.
LISTA DE FIGURAS.......................................................................................................................... 7
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS .......................................................................................... 8
RESUMO ........................................................................................................................................ 9
ABSTRACT .................................................................................................................................... 10
1.
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 11
2.
OBJETIVO ............................................................................................................................. 12
3.
FUNDAMENTAÇÃO TEORICA ............................................................................................... 12
4.
3.1.
TURBIDEZ..................................................................................................................... 12
3.2.
DIODO EMISSOR DE LUZ.............................................................................................. 12
3.3.
RESISTOR DEPENDENTE DE LUZ .................................................................................. 13
3.4.
FOTODIODO................................................................................................................. 14
3.5.
FOTOTRANSISTOR ....................................................................................................... 14
3.6.
POTENCIÔMETRO ........................................................................................................ 15
3.7.
TUBOS DE ENSAIO ....................................................................................................... 16
3.8.
MICROCONTROLADOR ................................................................................................ 16
MATERIAIS E METODOS ...................................................................................................... 17
4.1.
MATERIAIS ................................................................................................................... 17
4.2.
MÉTODOS .................................................................................................................... 21
5.
RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................................................ 25
6.
CONCLUSÃO ........................................................................................................................ 26
7.
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 27
8.
ANEXO ................................................................................................................................. 29
8.1.
Linhas de código do sensor ......................................................................................... 29
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Fatores que influenciam a passagem da luz pela água (IOCCG, 2000). ...................... 12
Figura 2 - Símbolo do LED (BLAS, 2013). ..................................................................................... 13
Figura 3 - Curva característica do LDR (OPTOELECTRÓNICA, 2013)............................................ 14
Figura 4 - Símbolo Fotodiodo (SOUZA; PEREIRA, 2015). ............................................................. 14
Figura 5 - Símbolo do fototransistor (LABORATORIO DE ELETRÔNICA, 2013). ........................... 15
Figura 6 - Ligação reostato e potenciômetro (Lab Eletrônica, 2015) .......................................... 15
Figura 7 - Arduino Nano Pin Layout (GRAVITECH, 2015). ........................................................... 16
Figura 8 - LED's ............................................................................................................................ 18
Figura 9 - Receptores .................................................................................................................. 18
Figura 10 – Resistores e potenciômetros. ................................................................................... 18
Figura 11 - Microcontrolador (Arduino Nano). ........................................................................... 19
Figura 12 - Interruptor ON/OFF................................................................................................... 19
Figura 13 - Placa Perfurada. ........................................................................................................ 20
Figura 14 - Tubos de ensaio. ....................................................................................................... 20
Figura 15 - Estrutura de MDF. ..................................................................................................... 21
Figura 16 - Esquemático do circuito. ........................................................................................... 22
Figura 17 - Posição do tubo ......................................................................................................... 23
Figura 18 - Software do Arduino. ................................................................................................ 24
Figura 19 - Vista frontal do protótipo ......................................................................................... 25
Figura 20 - Vista superior interna ................................................................................................ 26
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo.
cm - Centímetro.
kg – kilogramas.
LED - Diodo Emissor de Luz.
LDR – Resistor Dependente de Luz.
MDF - Medium Density Fiberboard (chapa de fibra de madeira de média densidade).
SABESP - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo.
V - Volts.
Ω - Ohms
RESUMO
A quantidade de água consumida é um fator muito importante para a
economia, pois a mesma é um recurso natural de valor inestimável. Recentemente
muito se tem falado da crise hídrica e nossas atitudes estão diretamente relacionadas
com essa situação. Visando a economia e o melhor aproveitamento da mesma, esse
estudo consistiu em desenvolver um sensor que avalia quão turva a água está, assim
podendo definir se a água está reutilizável ou não, especialmente a água do enxágue
da máquina de lavar roupas. O principal componente do dispositivo é um par emissorreceptor (que no caso optou-se por um LED e um fototransistor). Uma plataforma
Arduino foi utilizada para receber o sinal do sensor e realizar a comparação a partir de
valores pré-definidos.
Palavras chave: sensor de turbidez, reaproveitamento de água, Arduino.
ABSTRACT
The Quantity of Water consumed is a very important economic factor, since it is
an invaluable natural resource. Recently, much has been said of the water crisis and
our attitudes are directly related to this situation. Aiming economy and its best use,
this study was to develop a sensor that evaluates how blurred the water is, so it can
define a reusable water or not, especially the last water from the washing machine.
The main part of the device is a sensor and receptor pair (in this case it was opted by
a LED and a phototransistor), an Arduino platform was used to receive the sensor
signal, compare it with predeterminated values.
Key-Words: Turbidity sensor, water recycling, Arduino.
1. INTRODUÇÃO
A água desempenha um importantíssimo papel na humanidade, e que ela é
responsável pela vida em nosso planeta, como por exemplo, irrigação e fonte de
alimentos, transporte, geração de energia elétrica. Porém sua falta é algo que
assombra o mundo inteiro.
Em meados de 2014, a crise hídrica começou a sinalizar sua gravidade no
sudeste do Brasil, contudo só no começo deste ano é que ela se tornou foco de
notícias diárias sobre o seu racionamento e principalmente a escassez, sendo
oficialmente declarada pelo governo do Estado de São Paulo, mas os especialistas
dizem que ela chegou bem antes disso.
Conforme dados da SABESP cada pessoa necessita de cerca de 110 litros de
água por dia para atender as necessidades de consumo e higiene, porém o consumo
de água por pessoa pode chegar a mais de 200 litros/dia.
Uma máquina de lavar para 8 kg de roupas utiliza por volta de 120 litros de
água a cada ciclo completo, ou 60 litros para cada ciclo de lavagem com sabão e 60
litros para o ciclo com amaciante de roupas (enxágue). Ou seja, pode-se reutilizar tanto
a água da lavagem quanto a do enxágue dependendo da coloração para fazer o
próximo ciclo. Sendo o reaproveitamento responsável por diminuir o percentual de 5%
do total da conta mensal de uma residência.
Para isso é preciso haver a separação da água considerada não reaproveitável
da aproveitável, para a reutilização desta em um próximo ciclo de lavagem ou uso
específico (lavagem de quintal, descarga, etc). Podendo ocorrer a separação através de
um componente eletrônico que analisa e mede a turbidez da água, essa que serve
como parâmetro para dizer se ela está ou não apropriada para ser utilizada
novamente.
Optou-se pelo uso de um dispositivo óptico, ou seja, que responde a um
estímulo, e é constituído por um LED que dependendo da incidência de luz varia a
corrente (baixa ou alta) no receptor, no caso o fototransistor.
A ideia partiu da necessidade de fazer com que novos sistemas de reaproveitar
água pudessem ser implantados em residências, pois na maioria das vezes outros não
são viáveis financeiramente para tais aplicações, ou então não são colocados em
prática.
2. OBJETIVO
Desenvolver um sensor de baixo custo óptico capaz de avaliar se uma
quantidade de água está apta para reutilização para lavagens ou deve ser destinada a
outros fins.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nesta fundamentação teórica serão abordados os aspectos característicos dos
principais componentes utilizados na elaboração do sensor, como o LED,
fototransistor, microcontrolador, etc.
3.1.
TURBIDEZ
Conforme dados da CETESB (2015), a turbidez de uma amostra de água
é o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la,
devido à presença de sólidos em suspensão.
O termo turbidez refere-se à medida da transparência do fluído, ou seja,
a qualidade de estado em que a água se encontra. A figura 1 demostra fatores
que influenciam a passagem da luz.
Sol
Sensor remoto
“Fungos”
Material inorgânico
suspenso
Material orgânico
dissolvido
Figura 1 - Fatores que influenciam a passagem da luz pela água (IOCCG, 2000).
3.2.
DIODO EMISSOR DE LUZ
Os LED’s são diodos capazes de emitir luz quando polarizados
diretamente, estes diodos tem quedas diferentes de tensão dependendo de
sua cor. Eles são muito utilizados no dia a dia atualmente, pois estão em muitos
dos aparelhos eletrônicos como em eletrodomésticos, aparelhos celulares e
etc.
Segundo Utiluz (2015) o LED é um componente eletrônico
semicondutor, mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que
tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. O LED é um
componente do tipo bipolar, ou seja, tem um terminal chamado anodo e outro,
chamado catodo. Dependendo de como for polarizado, permite ou não a
passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ou não de luz.
A figura 2 refere-se ao símbolo do LED.
Figura 2 - Símbolo do LED (BLAS, 2013).
3.3.
RESISTOR DEPENDENTE DE LUZ
O sensor de luz mais simples é o LDR, também denominado
foto resistor. São semicondutores obtidos por ligação iônica de
metais trivalentes com metais penta valentes como o
antimoneto de índio ou o antimoneto de chumbo. Esse metal é
ligado a dois eletrodos metálicos, no qual são conectados os
terminais do foto resistor, estando o dispositivo num invólucro
de vidro transparente (para permitir a penetração da
luminosidade) ou simplesmente exposto ao ambiente. A curva
característica do LDR relaciona a sua resistência elétrica com a
intensidade de luminosidade incidente na sua fase sensível.
(MARQUES, 2014, p.99).
Trata-se de um componente cuja resistência varia, dependendo
exclusivamente da incidência de luz para a sua funcionalidade, ou seja, quanto
maior for à luz incidida sobre ele menor será a sua resistência. A figura 3 diz
respeito à curva característica do LDR.
Resistência
Iluminação
Figura 3 - Curva característica do LDR (OPTOELECTRÓNICA, 2013).
3.4.
FOTODIODO
O fotodiodo é um componente eletrônico que explora materiais de
condutividade elétrica intermediária e tem sua região de operação limitada a
corrente reversa, lembrando que ela também possui uma corrente de
portadores minoritários. Ele é formado por uma junção p-n que ao ter a
incidência de luz na junção provoca a transferência de luz na forma de fótons,
com isso, aumenta o número de portadores minoritários e consequentemente
a corrente reversa. (BOYLESTAD, 2012). A figura 4 representa o símbolo do
Fotodiodo.
Figura 4 - Símbolo Fotodiodo (SOUZA; PEREIRA, 2015).
3.5.
FOTOTRANSISTOR
Segundo Barros (2011), o fototransistor é um dispositivo eletrônico
produzido com materiais semicondutores como silício, lítio e etc. Ele foi
projetado com o objetivo de ser utilizado como sensor fotônico de luz visível.
O fototransistor trabalha com a corrente reversa no qual quanto maior
for à luz recebida na base do fototransistor maior será também a corrente na
base e consequentemente será maior também a corrente que sai do emissor
para o resto do circuito. (MALVINO; BATES, 2011) A imagem da figura 5
representa o símbolo do fototransistor.
Figura 5 - Símbolo do fototransistor (LABORATORIO DE ELETRÔNICA, 2013).
3.6.
POTENCIÔMETRO
De acordo com Lab Eletrônica (2015), existem diversos tipos de
resistores cuja resistência pode variar, mas basicamente o principio de
funcionamento é o mesmo. Normalmente é constituída de um cursor que
desliza sobre um condutor, isso equivale a variar o tamanho do condutor com
isso a sua resistência. Um resistor variável pode ser ajustado para qualquer
valor desejado, dentro de sua faixa. Pode ser ligado dentro de um circuito de
duas formas, se um resistor variável for ligado num circuito de forma que varia
a corrente, é chamado reostato, quando um resistor variável é ligado para
variar uma tensão, é chamado potenciômetro. O mesmo tipo de resistor
variável pode ser usado para ambas às aplicações, neste trabalho foi utilizado
como reostato. A figura abaixo diz respeito à ligação reostato e potenciômetro.
Figura 6 - Ligação reostato e potenciômetro (Lab Eletrônica, 2015)
3.7.
TUBOS DE ENSAIO
Trata-se de um recipiente com forma cilíndrica, longo e estreito,
normalmente de vidro ou plástico, aberto no topo e com a base em forma de
calote esférica. Existem tubos de ensaio de diversos tamanhos, geralmente com
1 a 2 cm de diâmetro e 5 a 20 cm de altura. (PINTO, 2010).
Recipiente utilizado para armazenamento, manipulação e experimento
de fluídos, como até mesmo amostras de água.
3.8.
MICROCONTROLADOR
Os microcontroladores estão escondidos dentro de inúmeros produtos
atualmente, desde domestico até carros e aviões. Muito utilizado em projetos
de estudantes e projetistas amadores pela facilidade de uso. O Arduino (Nano)
é uma plataforma de código aberto baseado em prototipagem eletrônica
flexível, hardware e software de fácil utilização. O mesmo trabalha com a
resolução do conversor A/D de 10 bits e consequentemente 1024 condições em
sua saída. A figura a seguir ilustra os referentes pinos da plataforma Arduino.
Figura 7 - Arduino Nano Pin Layout (GRAVITECH, 2015).
Abaixo temos a tabela 1 com informações técnicas sobre os pinos do
Arduino.
Tabela 1 - Dados sobre o Arduino Nano.
PIN N°
Name
Type
Description
1-2, 5-16
D0-D13
I/O
Digital input/output port 0 to 13
3, 28
RESET
Input
Reset (active low)
4, 29
GND
PWR
Supply ground
17
3V3
Output
+3.3V output (from FTDI)
18
AREF
Input
ADC reference
19-26
A0-A7
Input
Analog input channel 0 to 7
27
+5V
Output or Input
+5V output (from on-board regulator) or
+5V (input from external power supply)
30
VIN
PWR
Supply voltage
4. MATERIAIS E METODOS
4.1.
MATERIAIS
A seguir serão listados os materiais utilizados para o desenvolvimento
do projeto.
4.1.1. Emissor
Para essa função optou-se testar LED'S de diversas cores, como
vermelho, branco, laranja, IR, azul, etc. A figura abaixo mostra as cores que
foram utilizadas para estes testes.
Figura 8 - LED's
4.1.2. Receptor
Na figura abaixo estão representados os componentes testados para
receptor como LDR, Fotodiodo e fototransistor.
Figura 9 - Receptores
4.1.3. Resistores
Utilizou-se também um potenciômetro em série para a variação da
corrente no circuito do emissor, e resistores para limitar a queda de tensão
nos LED’s e receptor (figura 10).
Figura 10 – Resistores e potenciômetros.
4.1.4. Microcontrolador
Para receber as informações do sensor, foi utilizado uma plataforma
Arduino (Nano ATmega 328), com sua implementação foi possível remover
as grandes fontes externas utilizadas para alimentar os circuitos e obter
uma melhor visualização da resposta. A figura 11 contém uma imagem do
Arduino utilizado neste trabalho.
Figura 11 - Microcontrolador (Arduino Nano).
4.1.5. Interruptor ON/OFF
O interruptor da figura 12 foi implementado com o intuito de
habilitar o funcionamento do sistema apenas com a amostra na sua devida
posição, assim evitando que os LED’s do resultado acendessem
antecipadamente.
Figura 12 - Interruptor ON/OFF.
4.1.6. Placa de circuito Perfurada
Para montagem do circuito final, foi utilizada uma placa perfurada
com dimensões de 10x10 cm e feito um furo central conforme mostra a
figura abaixo para passagem do tubo de ensaio.
Figura 13 - Placa Perfurada.
4.1.7. Tubos de ensaio
Com o intuito de simular as possíveis amostras de uma lavagem,
utilizou-se como recipientes tubos de ensaio e corante alimentício para a
turvação da água. Na figura 14 estão explicitas as amostras utilizadas neste
trabalho.
Figura 14 - Tubos de ensaio.
4.1.8. Estrutura de MDF
Foi projetada e construída uma estrutura de MDF conforme a figura
15, para impedir a passagem de luz externa ao sensor, pois a mesma causa
distúrbios no resultado.
Figura 15 - Estrutura de MDF.
4.2.
MÉTODOS
Inicialmente foram estudadas as principais características dos
dispositivos, tanto emissores quanto receptores de luz, buscando chegar a uma
conclusão de quais dispositivos se adequam aos testes. Chegou-se a concepção
de que seriam utilizadas diversas cores de LED’s para emissor, fototransistor,
fotodiodo e LDR para receptor. Foram realizados ensaios para verificar a
viabilidade de se utilizar cada um deles. Para escolher dentre eles quais seriam
os componentes eletrônicos que seriam utilizados, foi observado nos ensaios
qual deles causaria a maior diferença de corrente no circuito do sensor, sendo
medida indiretamente através da diferença de potencial no resistor que estava
posicionado em série com o receptor.
O esquemático mostrado na figura abaixo foi criado no software
Fritzing. Estão incluídos dois aterramentos no circuito, os mesmos são ligados
no GND do Arduino, foi feito assim para melhor entendimento do leitor.
Figura 16 - Esquemático do circuito.
Quando houve o teste com o LDR constatou-se uma pequena variação
de tensão entre a amostra de água mais e menos turva, assim se tornando
inviável a sua utilização no circuito como mostra a Tabela 2.
Foi testado o fotodiodo em busca de descobrir qual seria o componente
mais adequado a ser utilizado no sensor, o parâmetro que foi utilizado para
definir isso, foi a diferença de condições entre a agua mais e menos turva. O
fotodiodo teve uma resposta satisfatória a esse parâmetro em relação ao LDR,
mas não foi utilizado, pois o fototransistor obteve uma melhor diferença de
condição que ele. O fotodiodo que foi utilizado nos ensaios possuía o
encapsulamento escuro, essa característica atrapalhava este item com outras
cores, como a cor laranja e a cor verde, tais características ficaram explicitas na
Tabela 2.
O fototransistor demonstrou uma maior variação de tensão no circuito.
Vale ressaltar que a principal diferença entre o fotodiodo e o fototransistor é
que o fototransistor consegue converter muito mais corrente elétrica com a
mesma incidência de luz que o fotodiodo. Essa característica ficou muito clara
após os ensaios feitos e demonstrados pelas condições do Arduino, que estão
descritas na tabela abaixo.
Tabela 2 - Variação das condições
Azul
IR
Laranja
Verde
Vermelho
Fotodiodo
880
50
1009
1007
200
12
140
30
992
81
Fototransistor
1001
23
1000
998
999
10
1001
23
890
499
LDR
980
814
1008
1017
1014
760
760
912
912
870
Ao decorrer dos testes houve um problema que pode ser explicado pela
lei de Snell-Descartes, que explica onde a luz se torna mais refringente quando
incide em um recipiente de vidro com superfície não plana. Para a solução deste
problema, optou focalizar o recipiente da amostra em um único local como mostra
a figura 17, assim evitando os problemas citados acima.
Figura 17 - Posição do tubo
Para isolar o sistema que estava sendo afetado pela incidência de luz
ambiente e causando distúrbios, foi criada uma estrutura de madeira (MDF)
com um suporte interior para ajustar a altura da placa conforme sua aplicação.
Foram feitos testes para verificar se seria melhor a utilização de uma
mangueira ou de algum recipiente de vidro onde estaria a amostra da água.
Estes ensaios foram feitos para comprovar qual item obteria uma melhor
transferência de luz.
Ao montar o circuito utilizamos seis tipos de LED’s (vermelho, branco,
azul, verde, amarelo e infravermelho), quanto maior fosse a diferença de
tensão no resistor de 67kΩ que estava posicionado em série com o receptor,
maior seria o parâmetro de analise do sistema.
Para deixar a resposta do sensor mais visível ao usuário foi integrado um
microcontrolador no sistema que permitiu demonstrar a turbidez da água
através de três LED’s que ficam no exterior da estrutura do sensor. Caso a água
esteja reutilizável se acenderá o LED verde; para outros fins que necessitam de
água não muito limpa se acenderá o LED amarelo e se estiver muito turva se
acenderá o LED vermelho. Foi feita a programação no software da figura 18 do
próprio Arduino, para que a plataforma exercesse as funções designadas. O
código fonte encontra-se no anexo.
Figura 18 - Software do Arduino.
Para o circuito não ligar diretamente quando aplicada tensão, utilizou-se
um conector on/off que deu essa possibilidade ao usuário de habilitar o circuito
apenas quando desejado.
5. RESULTADOS OBTIDOS
Este trabalho buscou uma forma mais eficaz e viável de reutilizar a água,
através de um sensor de turbidez. Sendo composto principalmente pelo emissorreceptor, LED's (simbolizando o estado da água) e um Microcontrolador. A luz que era
emitida incidia sobre o receptor, este que por sua vez gerava uma corrente, assim
causando uma maior tensão em cima do resistor, que era informada e enviada para a
plataforma Arduino, que convertia o sinal de analógico para digital, fazendo com que
um dos LED's (que informavam a condição da água) seja aceso.
Foram medidos e analisados tipos de emissores e receptores, para decidir qual
seria a combinação ideal, através das tensões que o circuito gerava ao final da
avaliação de cada amostra de água (a amostra considerada mais e menos turva) feita
por cada um deles e analisadas com a ajuda do monitor serial do software Arduino.
Foi escolhido o fototransistor e o LED laranja, pois tiveram o melhor
desempenho dentre os que foram testados.
A estrutura de MDF ajudou a diminuir a incidência de luz externa que interferia
no circuito, essa que fazia com que a tensão em cima do resistor fosse maior, ou seja,
com a utilização da estrutura obteve-se o controle sobre os elementos externos que
pudessem vir a interferir e mudar os resultados que foram obtidos.
Com a utilização da placa perfurada, os componentes puderam ser soldados,
fazendo assim com que se encaixassem perfeitamente na estrutura final e se
tornassem algo visivelmente apresentável. As imagens 19 e 20 mostram o protótipo
final.
Figura 19 - Vista frontal do protótipo
Figura 20 - Vista superior interna
6. CONCLUSÃO
Conclui-se com base nos resultados obtidos que o experimento que partiu de
uma ideia inicial de reaproveitamento de água, utilizando basicamente um dispositivo
para emitir luz e outro para receber foi eficaz em seu funcionamento para exercer o
reaproveitamento de água da máquina de lavar roupa, bem como, para outros fins e
para o descarte da água não reutilizável.
O trabalho foi baseado em testes feitos em laboratório, para ocorrer a
comprovação da utilização de cada um dos componentes, assim, o que não fosse viável
ou então não tivesse um bom resultado durante os testes não seriam utilizados.
Porém, apesar de ser viável, o protótipo se tornou mais valorizado
financeiramente depois da implementação do microcontrolador, ganhando uma forma
mais comercial, sendo utilizado para obter o resultado da turbidez da água que pôde
ser visto através dos LED's, conforme a condição da água se acendia determinada cor
correspondente ao estado dela, ou seja, o Arduino teve como função alimentar o
circuito, informando a tensão que cai sobre o resistor de 67 kΩ e convertendo o sinal
analógico para digital, este que é enviado para os LED's.
Como sugestão para trabalho futuro, sugere-se fazer testes utilizando água
corrente para analisar o funcionamento do protótipo, utilizar como amostras a água da
máquina de lavar e implementar um display LCD para reconhecimento da tensão em
cima do resistor.
7. REFERÊNCIAS
BARROS, F. R. Estudo da resposta de um Foto transistor submetido a um fluxo de
Nêutrons. (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Tecnologias
Energéticas e Nucleares. Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2011. 68p.
BLAS, David. LED Lighting; what you need to know. 2013. Disponível em:
<http://www.elt-blog.com/en/iluminacion-led-lo-que-necesitas-saber/>. Acesso em:
04 jun. 2015.
BOYLESTAD, R. L; NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos. 8. ed.
rev. São Paulo: Pearson, 2012.
CETESB. Variáveis de qualidade das águas: TURBIDEZ. Disponível em:
<http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/aguas-superficiais/34-variaveis-de-qualidade-dasaguas---old#turbidez>. Acesso em: 04 jun. 2015.
GRAVITECH. Arduino Nano Pin Layout. Disponível em:
<http://site.gravitech.us/Arduino/NANO30/Arduino_Nano3_0.pdf>. Acesso em: 04
jun. 2015.
IOCCG (Canadá). Remote Sensing of Ocean Colour in Coastal, and Other OpticallyComplex, Waters. 2000. Disponível em: <http://www.ioccg.org/reports/report3.pdf>.
Acesso em: 25 maio 2015.
LAB ELETRÔNICA. Resistores Variáveis. Disponível em:
<http://www.labeletronica.com/eletronica-para-informatica/resistores-variaveis>.
Acesso em: 04 jun. 2015.
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA. Sensor de Linha com o Arduino. 2013. Disponível em:
<http://labdeeletronica.com.br/sensor-de-linha-arduino/>. Acesso em: 04 jun. 2015.
MALVINO, Albert; BATES, David J.. Eletrônica. 7. ed. Porto Alegre: Mc Graw Hill, 2011.
(Volume 1).
MARQUES, A. E. B.; CRUZ, E. C. A.; CHOURI JÚNIOR, S. Dispositivos Semicondutores:
Diodos e Transistores. 13. ed. rev. São Paulo: Érica, 2012
OPTOELECTRÓNICA. Fotorresistencia. 2013. Disponível em:
<http://apuntesoptoelectronica.blogspot.com.br/2013/05/12-fotorresistencia.html>.
Acesso em: 01 jun. 2015.
PINTO, J. Ricardo. Tubo de ensaio. 2010. Disponível em:
<http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Tubo_de_ensaio>. Acesso
em: 04 jun. 2015.
TORRES, Carlos Magno A.; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antonio de
Toledo. Física Ciência e tecnologia:Termologia, Óptica, Ondas. 2. ed. São Paulo:
Moderna, 2010.
UTILUZ (Rio Grande do Sul). CONHEÇA O LED. Disponível em:
<http://utiluz.com/pt/oled>. Acesso em: 05 jun. 2015.
8. ANEXO
8.1. Linhas de código do sensor
int sensor = 0;
//Pino analógico
int valorSensor = 0;
// valor do sensor em tempo real.
const int ledVerde = 5;
//define pino 5 como saída para led verde.
const int ledAmarelo = 6;
amarelo.
//define pino 6 como saída para led
const int ledVermelho = 7;
vermelho.
//define pino 7 como saída para led
void setup() {
Serial.begin(9600);
//Monitor serial
pinMode(ledVerde,OUTPUT);
//define como saída
pinMode(ledAmarelo,OUTPUT);
//define como saída
pinMode(ledVermelho,OUTPUT);
//define como saída
}
void loop() {
int valorSensor = analogRead(sensor);
if (valorSensor < 614) {
reutilizavel
//Lendo o valor do sensor.
//Condição para água não
apagaLeds();
digitalWrite(ledVermelho,HIGH);
}
if (valorSensor >= 614 && valorSensor <= 950) { //Condição para água reutilizavel
para outros fins
apagaLeds();
digitalWrite(ledAmarelo,HIGH);
if (valorSensor > 950) {
//Condição para água reutilizável
apagaLeds();
digitalWrite(ledVerde,HIGH);
}
Serial.println(valorSensor);
delay(50);
}
}
//Exibindo o valor no serial monitor.