Sensor de Nível de Água com Arduino – Automação Residencial de Controle

O Sensor de Nível de Água possibilita aos projetos integrados, controlar o nível de água nos mais diversificados reservatórios. Como os reservatórios estão comumente instalados em locais altos e de difícil acesso fica complicado controlar sua quantidade de água. Nestes casos o Sensor de Nível torna-se indispensável para facilitar e proporcionar melhores experiências à quem utiliza desta estrutura.

Exemplo de Reservatório de Água Elevado

Exemplo de Reservatório de Água Elevado

A quantidade de água em reservatórios trás consigo algumas informações valiosas que nos auxiliam na resolução de problemas e prevenções. Através desta quantidade podemos determinar o melhor momento para reabastecimento e pode nos estabelecer um melhor controle de gastos.

O Sensor de Nível de Água verifica apenas um determinado ponto ou nível dos reservatórios aos quais está instalado. O que obriga-nos como projetistas utilizar mais de uma unidade do mesmo para uma verificação de qualidade e maior exatidão. Porém para quem deseja um controle apenas de cheio e vazio, a utilização de dois sensores já é o suficiente.

 

Sensor De Nível De Água Com Boia Horizontal

O sensor de nível de água é um equipamento com diversos modelos, todos com suas especificações e características próprias. A principal diferença está em seu método de verificação com boia que pode ser tanto horizontal quanto vertical. Tendo em vista o local de instalação e seu funcionamento neste projeto, optamos pelo Sensor de Nível com Boia Horizontal.

Sensor de Nível de Água com Boia Horizontal

Sensor de Nível de Água com Boia Horizontal

O funcionamento deste equipamento é extremamente simples uma vez que conta com apenas dois fios para sua comunicação e acionamento. O sinal para detecção junto ao Arduino é gerado através de um Reed Switch e um imã, um instalado na base e outro na boia.

Sempre que o imã localizado na boia aproxima-se do reed switch, o mesmo gera um sinal através do contato estabelecido. Este contato faz com que a alimentação introduzida em uma das extremidades do fio circule até a oura.

Exemplo de funcionamento do Sensor de Nível com Boia Horizontal

Exemplo de funcionamento do Sensor de Nível com Boia Horizontal

O sensor é extremamente simples e pode ser utilizado em diversos projetos, incluindo aplicações sem a necessidade de um Arduino. Já que possui uma tensão de chaveamento de 100V, pode ser utilizado em projetos com alimentações superiores às do Arduino.

 

Produtos Utilizados no Projeto

– 5 Sensores de Nível de Água com Boia Horizontal;

– 1 Arduino UNO + Cabo USB;

– 5 Resistores 10K ¼W;

Protoboard e Jumpers;

Display LCD 16×2 com fundo azul;

Módulo Adaptador I2C (IIC).

 

Esquema de Ligação do Sensor de Nível de Água sem Display

O esquema de ligação deste projeto é tão simples quanto o funcionamento do Sensor de Nível de Água. O que dificulta a ligação é a utilização de cinco sensores de nível e a necessidade de resistores Pull Down. Os resistores são responsáveis por evitar a oscilação do sinal de nível lógico estabelecendo um nível LOW como padrão.

Esquema de ligação com Arduino e Sensor de Nível de Água com Boia

Esquema de ligação com Arduino e Sensor de Nível de Água com Boia

O esquema de ligação segue um sequencial que auxilia no desenvolvimento do código e na compreensão do projeto. É fundamental que os sensores estejam posicionados em uma sequência específica que possibilite a verificação do nível da água. Para quem prefere, segue o esquema elétrico do referente projeto:

Esquema Elétrico de Ligação do Sensor de Nível de Água tipo Boia

Esquema Elétrico de Ligação do Sensor de Nível de Água tipo Boia

Com isto, podemos desenvolvermos a conexão elétrica do nosso projeto, porém algumas informações valem ser elencadas quanto ao esquema elétrico. Os elementos S (1, 2, 3, 4 e 5) representam o Reed Switch de cada sensor de nível de água. Enquanto que os elementos R (1, 2, 3,4 e 5) representam os resistores Pull Down de 10K.

 

Código de Funcionamento do Sensor de Nível de Água

O código do Sensor de Nível para Caixa D’Água é extremamente simples, porém limita nossas visualizações apenas ao Monitor Serial. Desta maneira necessitamos de um computador sempre por perto para realizar as verificações e impôs um limite aos nossos trabalhos. Segue o Código:

O código está pronto, porém por depender de um computar torna-se inviável para uso contínuo, é um código para teste. Para quem deseja um projeto ainda mais acabado, com display, continue lendo que vamos desenvolver agora.

 

Esquema de Ligação do Sensor de Nível de Água com Display

Com a adição de um display ao projeto elevamos a sua utilização e melhoramos a qualidade do nosso projeto. Tornando possível a instalação em locais mais distantes, o display pode ser instalado no local onde melhor tiver visualização.

Quanto ao display, tendo em vista a utilização elevada de pinos para os sensores, optou-se por utilizar um conversor I2C. A comunicação I2C possibilita o envio de dados por apenas dois pinos analógicos e simplifica bastante a nossa conexão.

Para maiores detalhes quanto a Utilização de Displays I2C e sua biblioteca principal, CLIQUE AQUI e acesse nosso artigo relacionado.

O presente esquema de ligação difere-se do demonstrado anteriormente apenas pela adição de um Display 16×2 com Conversor I2C. Com exceção do display, os de mais detalhes da ligação são os mesmos. Veja abaixo o esquema de ligação do Sensor de Nível para Reservatório D’Água com Display:

Esquema de ligação do Sensor de Nível com Display e Conversor I2C

Esquema de ligação do Sensor de Nível com Display e Conversor I2C

Assim como no esquema de ligação o código é também bastante simplificado com poucas alterações. Veja no transcorrer deste artigo o código base para funcionamento do referente projeto.

 

Código de Funcionamento do Sensor de Nível de Água com Display

Com alterações no modo de exibição das mensagens e na inclusão de variáveis referentes ao display, o código é de fácil compreensão e modificação. O único diferencial deste código é a inclusão de duas bibliotecas, uma já presente na pasta Arduino e outra que precisa ser adicionada. Segue código completo com todas as funções prontas para uso.

 

Conclusão

O projeto é extremamente simples e sua funcionalidade extremamente grande, seu funcionamento é básico, mas impressiona. Uma das maiores dificuldades para quem deseja desenvolvê-lo refere-se à sua instalação e métodos de fixação. Para auxiliar no projeto, desenvolvemos uma barra de MDF, uma opção temporária que poderia ser substituída por Acrílico, por exemplo.

As ideias e as possibilidades para utilização junto deste projeto são bastante diversas, a criatividade é a base para um projeto de sucesso. Ponha em prática o que aprendeu, desenvolva suas respectivas melhoras, complete o projeto como entender. Só não se esqueça de compartilhar suas experiências e dúvidas conosco através dos comentários.

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Mecânico de Manutenção com Experiência em Sistemas Embarcados, Automação e Desenvolvimento de Projetos; Graduando dos Cursos de Matemática - URI e Física - UFFS.
4 Número de Comentários
  • Carlos silveira
    6 agosto 2019 at 17:32
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    Muito bom o artigo parabéns.

    • Roberto Lourenço
      12 agosto 2019 at 09:13
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      Olá Parabéns muito bem feito este projecto, só não consegui perceber uma parte, estou a fazer o projecto com display, e no Esquema de ligação do Sensor de Nível com Display e Conversor I2C, podia me mandar uma imagem aonde o display é ligado, deixo o meu email rpml.agricultura@gmail.com, obrigado.

  • italo
    13 agosto 2019 at 23:00
    Deixe seu Comentário

    parabens, você está me ajudando bastante em meus projetos!!

    • Matheus Gebert Straub
      14 agosto 2019 at 13:59
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      Muito obrigado Italo!
      Fico feliz em saber que gostou do meu trabalho.

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