DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SILVIO HENRIQUE SCHÜNEMANN
ACIONAMENTO REMOTO UTILIZANDO RADIOFREQUÊNCIA
Ijuí 2018
SILVIO HENRIQUE SCHÜNEMANN
ACIONAMENTO REMOTO UTILIZANDO RADIOFREQUÊNCIA
Projeto de pesquisa apresentado como requisito para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de curso de Engenharia Elétrica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.
Orientador: Me. Julio Cezar Oliveira Bolacell
Ijuí 2018
Agradeço primeiramente a Deus, pela realização dessa conquista e por iluminar o meu caminho para poder alcançar os meus objetivos.
Agradeço a minha família, que me orientou e ajudou desde o começo e todo o amor, carinho e força concedidos.
Agradeço a minha namorada e seus familiares pela paciência e apoio nas horas difíceis, por toda a ajuda concedida para que fosse possível a realização desta conquista.
Agradeço aos meus colegas de trabalho que me ajudaram e me incentivaram para o desenvolvimento deste trabalho.
A todos os professores da Unijui pelo aprendizado e por repassarem seus conhecimentos, principalmente ao meu orientador Prof. Me. Júlio Cezar Oliveira Bolacell pelo apoio e orientação.
Agradeço aqueles que de forma direta ou indireta também contribuíram e fizeram parte desta conquista. Muito obrigado!
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Oscilação de um campo elétrico, magnético. ... 13
Figura 2: onda AM ... 14
Figura 3: onda FM ... 14
Figura 4: Espectro eletromagnético ... 15
Figura 5: Transmissor ... 20
Figura 6: Receptor ... 21
Figura 7: Pontos do reservatório e quadro de comando ... 23
Figura 8: Distância percorrida com cabo metálico ... 24
Figura 9: Distância em linha reta. ... 25
Figura 10: Vista do reservatório para o quadro de comando ... 25
Figura 11: Vista aproximada ... 26
Figura 12: Vista do quadro de comando para o reservatório ... 27
Figura 13: Arduino uno ... 28
Figura 14: NRF24L01 ... 29
Figura 15: Chave boia ... 30
Figura 16: Regulagem da chave boia ... 31
Figura 17: Relé de nível ... 31
Figura 18: Regulagem dos eletrodos ... 32
Figura 19: Antena ... 34
Figura 20: Contator ... 35
Figura 21: Relé de sobre carga ... 36
Figura 22: Itens do relé ... 37
LISTA DE QUADROS
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AM Amplitude modulada;
ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações;
Db Decibel;
FM Frequência modulada;
GHz Giga-hertz;
Kbps Quilobit por segundo;
KM Quilômetros;
MHz Mega-hertz;
Mm² Milímetros quadrados;
R$ Reais;
SCM Serviço de Comunicação Multimídia;
STFC Serviço Telefônico Fixo Comutado destinado ao uso do público em geral.
RESUMO
Este trabalho de conclusão de curso, apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle de nível de um reservatório de água de maneira automática. Investigando uma solução para o sistema atual, que utiliza um cabo metálico enterrado ou aéreo, para isso foi utilizado a radiofrequência como meio de transferência de dados para efetuar o acionamento e posterior desligamento da bomba do poço artesiano. O mesmo apresenta, uma análise do local onde será instalada, visando a necessidade da potência dos módulos de radiofrequência, bem como a construção, comparação de custos com o sistema utilizado para identificar sua viabilidade de desenvolvimento e negociação, e o testes em campo e posteriores resultados.
ABSTRACT
This work of completion of course, presents the development of a level control system of a water reservoir automatically. Investigating a solution for the current system using a buried or aerial metal cable, radiofrequency was used as a data transfer medium for the activation and subsequent shutdown of the artesian well pump. It presents an analysis of the location where it will be installed, aiming at the necessity of the power of the radiofrequency modules, as well as the construction, cost comparison with the system used to identify its feasibility of development and negotiation, and the field and later tests results.
LISTA DE QUADROS ... 5
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... 6
1 INTRODUÇÃO ... 10 2 RADIOFREQUÊNCIA ... 12 2.1 HISTÓRICO ... 12 2.2 CARACTERÍSTICAS ... 12 2.3 FUNCIONAMENTO ... 14 2.4 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO ... 15
2.5 LEGISLAÇÃO BRASILEIRA SOBRE RADIOFREQUÊNCIA . 16 2.5.1 Outorga de Autorização ... 17
2.5.2 Faixa de Livre Uso ... 18
2.6 TRANSMISSOR ... 19
2.7 RECEPTOR ... 20
2.8 CODIFICADOR E DECODIFICADOR ... 21
3 ESTUDO DO CASO ... 22
3.1 ESTUDO DO LOCAL DE INSTALAÇÃO... 22
4 SELEÇÃO DOS COMPONENTES ... 28
4.1 Arduino ... 28
4.2 Transceptor NRF24L01 ... 29
4.3 Chave Boia e Relé de Nível ... 30
4.4 Antenas ... 32
4.5 Contator ... 34
4.6 Relé de proteção ... 35
5 APLICAÇÃO PRÁTICA ... 38
5.1 DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO DO PROJETO ... 38
5.2 LEVANTAMENTO DE CUSTOS E CONSTRUÇÃO ... 39
5.3 APLICAÇÃO EM CAMPO ... 41
5.4 RESULTADOS ... 42
CONCLUSÃO... 44
1 INTRODUÇÃO
Para atender a demanda no consumo de água, principalmente nas áreas rurais, e locais onde não se tem uma empresa responsável pelo abastecimento da mesma, a solução mais viável é a implantação de poços artesianos. Eles podem ser dirigidos por prefeituras, por uma associação de consumidores de água ou podem ser particulares. Mas em todos os casos, são utilizados sistemas que fazem com que a bomba instalada no poço mantenha um nível mínimo no reservatório de maneira automática, dispensando que alguém seja responsável pelo acionamento da bomba toda vez que este estiver com o nível baixo, fato que traz mais conforto as pessoas que usufruem desta água.
Hoje em dia, a maneira mais utilizada para que se controle o nível automaticamente, é a de uma chave boia ou um relé de nível, mas para ambos é necessário que exista um cabo metálico de duas vias (fase e retorno), entre o reservatório e o quadro de comando, por onde serão transmitidos os sinais que farão com que, quando necessário, seja efetuado o acionamento da bomba. Esse método utilizando cabos, acarreta em vários problemas como o seu rompimento, o mesmo entrar em curto, sem falar dos problemas de descargas atmosféricas, que acabam por inviabilizar o bom funcionamento do comando do sistema instalado, ou até, acarretar em defeitos na parte de força do quadro de comando, e em casos mais extremos ocasionar a danificação das bobinas do motor da bomba. Isso também acarreta em um risco de morte, para alguém que possa manusear o mesmo em alguma dessas condições, sem se garantir que essa rede esteja desenergizada, e ainda, a necessidade de ter que contornar a barreiras físicas que possam existir no ambiente em que ele está localizado.
Ainda existe a questão do custo, para a instalação deste cabo. Na maioria dos locais, o poço artesiano se encontra em um local mais baixo, e para que a água chegue por gravidade até seus consumidores, é necessário que o reservatório esteja localizado no local mais alto possível. Isso faz com que a distância entre a quadro de comando, que fica junto ou o mais próximo possível do poço, e o reservatório acabe por ficar bastante longa, chegando muitas vezes até 4 quilômetros. Por isso mesmo que se utiliza a instalação do cabo aérea, suspenso nos postes, que tem um custo agregado menor, ao invés de colocá-lo enterrado, os valores gastos com a compra deste material se torna bastante onerosa.
Em virtude disto, este trabalho se dispõe ao desenvolvimento de um sistema de acionamento remoto, que não utilizará este cabo metálico, mas sim, a radiofrequência como meio de transmissão dos dados de comando, que farão o acionamento da bomba, e posterior controle do nível do reservatório de água.
As vantagens da utilização da radiofrequência em relação ao cabo metálico, são que não existe um meio físico onde o sinal irá se propagar, fazendo com que ela não sofra interferência direta de descargas atmosféricas e raios, além de não ter o risco do rompimento. Também, por se tratar de um sinal que se propaga no ar, ou seja o ar é seu meio condutor, ela pode acabar por ultrapassar ou contornar barreiras físicas.
Mas este sistema tem funcionalidade maior do que a descrita acima, pois pode ser utilizado para fazer o acionamento e sensoriamento de diversos meios dentro de uma empresa, onde por algum motivo não se possa colocar um cabo para passagem de dados. Em virtude disto, sua aplicabilidade se torna mais vasta do que a princípio foi pensado em ser empregado, aumentado seu mercado para futuras vendas.
2 RADIOFREQUÊNCIA
2.1 HISTÓRICO
As ondas rádio foram matematicamente previstas pela primeira vez em 1867, pelo físico James Clerk Maxwell, que desenvolveu equações que descreviam as ondas luminosas e as ondas rádio como ondas eletromagnéticas que se propagavam no vácuo. Duas décadas mais tarde, em 1887, o físico alemão Heinrich Hertz comprovou os cálculos de Maxwell ao gerar ondas rádio no seu laboratório (SOUSA, 2013).
Poucos anos mais tarde, Nikola Tesla propôs a utilização das ondas de rádio como potenciais métodos de telecomunicação de informação. Finalmente, em 1895, o inventor Guglielmo Marconi construiu um sistema wireless capaz de transmitir sinais a longas distâncias (cerca de 2.4 km), pelo qual foi reconhecido com um prémio Nobel, e demonstrou a aplicação das ondas rádio em comunicações de carácter comercial e militar. O seu principal objetivo era criar um método de comunicação a longa distância que substituísse o telégrafo, assegurando a segurança dos navios em alto mar (SOUSA, 2013).
Desde então, o campo da comunicação rádio tem atraído muitos pesquisadores e expandindo-se rapidamente, evoluindo continuamente até os dias atuais (SOUSA, 2013).
2.2 CARACTERÍSTICAS
Um enlace de radiofrequência utiliza, ondas de rádio, que são ondas eletromagnéticas, ou seja, são ondas formadas pela oscilação simultânea de um campo elétrico e de um campo magnético perpendiculares entre si, como ilustra a Figura 1. O que diferencia uma onda eletromagnética da outra é o seu comprimento de onda (lambda=λ), isto é, a distância entre dois picos consecutivos de uma onda (FOGAÇA, 2015).
As principais características e conceitos para entendimento da propagação de uma onda eletromagnética estão relacionados a seguir:
- Frente de onda: toda onda eletromagnética tem duas componentes vetoriais perpendiculares, sendo um campo elétrico e outro campo magnético. Os campos elétricos e magnéticos interagem um com o outro, ou seja, um campo elétrico variante induz um campo magnético e um campo magnético variante induz um campo elétrico (ROMACHO, 2012);
Figura 1: Oscilação de um campo elétrico, magnético.
Fonte: (TIL, 2006).
- Período de uma onda eletromagnética: é o intervalo que a mesma leva a se repetir, ou seja, o tempo necessário para que os vetores do campo elétrico e magnético voltem a se repetir (ROMACHO, 2012);
- Velocidade de propagação: sempre irá depender de qual o meio em que a onda eletromagnética se propaga (ROMACHO, 2012);
- Comprimento de onda: é a distância repetida num padrão de onda (ROMACHO, 2012);
- Polarização: é definida pelo plano no qual se encontra a componente do campo elétrico. A direção do campo elétrico de uma onda eletromagnética é paralela ao eixo longitudinal do elemento irradiante da antena e determina sua polarização (ROMACHO, 2012);
2.3 FUNCIONAMENTO
A antena de uma estação transmissora de rádio irradia para o espaço sinais na forma de ondas eletromagnéticas. Como existem milhões de estações transmissoras existentes, uma antena receptora irá captar inúmeros outros sinais, além do sinal desejado. Portanto, antes de recuperar a informação contida em um determinado sinal, é necessário separá-lo. Para que isso possa ser realizado, o sinal precisa possuir alguma característica que permita distingui-lo dos demais. Esta característica é a sua frequência – ou faixa de frequência(JÚNIOR, 2016).
Os tipos de ondas mais usuais são, AM (amplitude modulada) possuem amplitude (altura da onda) variável enquanto se propagam (Figura 2). As ondas FM (frequência modulada) propagam-se pelo espaço alterando seu valor de frequência (Figura 3). As transmissões FM possuem qualidade superior quando comparadas às transmissões de ondas AM porque possuem maior alcance e eliminam ruídos que ocorrem naturalmente. É por isso que elas são mais utilizadas nas transmissões de radiodifusão. A produção de ondas AM é mais barata e ocupa uma menor faixa de intervalos de frequência no espectro sonoro (JÚNIOR, 2016).
Figura 2: onda AM
Fonte: (JÚNIOR, 2016).
Figura 3: onda FM
Para que exista a transmissão de dados por ondas de rádio, é necessário a utilização da onda portadora, que é quem transporta a informação, e normalmente tem amplitude e frequência constante, diferente e maior que a da informação base. Sinal modulante é o próprio sinal que se deseja transmitir, mas, que devido a suas caraterísticas de baixa frequência, deve ser superposto a uma onda portadora de frequência mais alta de tal forma que possa se propagar através dos meios físicos de transmissão. Essa união de sinais tem como nome modulação que, nada mais é, que captar o sinal que se quer transmitir e modifica uma onda portadora de acordo com as variações de estados (FILHO, 2014).
2.4 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
O espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética que contém as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, os raios X, a radiação gama, os raios violeta e a luz visível ao olho humano, como representa a figura 4. De forma geral, os vários tipos de ondas eletromagnéticas diferem quanto ao comprimento de onda, fato esse que modifica o valor da frequência, e também da forma com que elas são produzidas e captadas, ou seja, de qual fonte elas originam e quais instrumentos são utilizados para que se possa captá-las. No entanto, todas elas possuem a mesma velocidade e podem ser originadas a partir da aceleração de cargas elétricas (SANTOS, [s.d.]).
Figura 4: Espectro eletromagnético
Estes raios, em forma de radiação, apresentam baixa energia, e sua recepção e transmissão são feitas por antenas. As ondas de rádio têm comprimento de 3 108 até 3 1017 nanômetro e. São utilizadas para transmissões radiofônicas (incluindo as ondas médias, curtas e longas). (FOGAÇA, 2015)
2.5 LEGISLAÇÃO BRASILEIRA SOBRE RADIOFREQUÊNCIA
Em virtude da grande demanda pelo uso do espectro, que também torna necessária sua coordenação, é indispensável que o ente regulador realize a fiscalização desse bem público, de forma a se garantir que os interessados que possuem autorização tenham condições de utilizar o espectro satisfatoriamente, bem como para coibir o uso de maneira imprópria por pessoas não autorizadas. Nesse sentido, as administrações dos diversos países têm aplicado esforços no sentido de garantir a correta utilização do espectro de radiofrequência, de acordo com as normas por elas adotadas, bem como punindo aqueles que infringem a legislação aplicável (COIMBRA, 2006).
No Brasil, o órgão que regulamenta e fiscaliza a utilização do espectro de radiofrequências é a Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações), que disponibiliza um documento em que há uma distribuição das faixas de frequência no país (JÚNIOR, 2016).
A Anatel, no exercício da função de administração do uso de radiofrequências, pode modificar a atribuição, destinação e distribuição de radiofrequências ou faixas de radiofrequências; bem como suas consignações e autorizações conforme o Regulamento de uso do espectro de radiofrequências, anexo à resolução nº 259 de 19 de abril de 2001 (TUDE, 2003).
Para trabalhar com estas faixas de espectro, a Anatel mantém uma tabela, onde estão descritas a atribuição, destinação e sua distribuição que podem ser descritas de acordo:
Atribuição (de uma faixa de radiofrequências): inscrição de uma dada faixa de radiofrequências na tabela de atribuição de faixas de radiofrequências, com o propósito de usá-la, sob condições específicas, por um ou mais serviços de radiocomunicação terrestre ou espacial convencionados pela UIT, ou por serviços de radioastronomia (TUDE, 2003).
Destinação: inscrição de um ou mais sistemas ou serviços de telecomunicações – segundo classificação da Agência – no plano de destinação de faixas de radiofrequências editado pela Agência, que vincula a exploração desses serviços à utilização de determinadas faixas de radiofrequências, sem contrariar a atribuição estabelecida (TUDE, 2003).
Distribuição: inscrição de uma radiofrequência, faixa ou canal de radiofrequências para uma determinada área geográfica em um plano de distribuição editado pela Agência, sem contrariar a atribuição e a destinação estabelecidas (TUDE, 2003).
2.5.1 Outorga de Autorização
O uso de radiofrequências, faixa ou canal de radiofrequências, tendo ou não caráter de exclusividade, dependerá de prévia outorga da Anatel, e deve ser precedida da realização de processo administrativo que pode compreender as seguintes etapas: Requerimento; Realização de licitação ou procedimento de justificação de inexigibilidade; Autorização e consignação; Emissão de licença para funcionamento de estação (TUDE, 2003).
O requerimento deverá vir acompanhado, quando aplicável, de: Projeto técnico; Data da versão da Base de Dados Técnicos e Administrativos consultada para a apresentação do requerimento; Declaração de profissional habilitado que certifique a inexistência de interferência prejudicial aos demais interessados que já façam uso de radiofrequências, faixa ou canal de radiofrequências na área de influência pretendida; e Comprovante de notificação de todos os interessados, que
se encontrem em operação na
área de coordenação, cientificando-lhes de todo o contido na declaração referida (TUDE, 2003).
Realização de licitação ou procedimento de justificação de inexigibilidade, estão sujeitas a chamamento público para manifestação de interessados as seguintes autorizações de uso de radiofrequência: Uso exclusivo, que confere ao interessado o direito de utilizar-se privativamente e em caráter primário da radiofrequência , numa determinada área geográfica; Uso não exclusivo, quando não existam condições para atender a todos os interessados na sua utilização
compartilhada em uma mesma área geográfica. Haverá licitação quando existir limitação técnica para atender todos os interessados que se manifestaram no chamamento público (TUDE, 2003).
A autorização de uso de radiofrequências é formalizada através de ato administrativo que confere ao interessado, por prazo determinado, o direito de uso de radiofrequências. O prazo máximo para autorização de uso de radiofrequências é de 20 anos podendo ser prorrogado uma única vez. A consignação é um procedimento administrativo da Anatel que vincula o uso de uma radiofrequência, faixa ou canal de radiofrequências, sob condições específicas, a uma estação de radiocomunicações. A outorga de uso de radiofrequência e sua prorrogação terão caráter oneroso. O Regulamento de cobrança de preço público pelo direito de uso de radiofrequência, anexo à resolução nº 68 de 20 de novembro de 1998, detalha os critério de pagamento pelo direito de uso (TUDE, 2003).
Para o seu funcionamento, no entanto, será necessário a obtenção da licença para funcionamento de estação em um prazo de até 6 (seis) meses, salvo quando estabelecido diferentemente no edital de licitação ou na regulamentação específica do serviço de telecomunicações, ou de direito de exploração de satélite. A autorizada deverá ainda pagar para a estação a Taxa de Fiscalização de Instalação e a Taxa de Fiscalização de Funcionamento conforme o Regulamento para arrecadação de receitas do Fundo de Fiscalização das Telecomunicações. Além disso, a Anatel outorga também autorização de uso temporário de radiofrequências conforme o Regulamento sobre autorização de uso temporário de radiofrequências, anexo à resolução nº 350 de 25 setembro de 2003. (TUDE, 2003).
2.5.2 Faixa de Livre Uso
O Rádio do Cidadão, também conhecido como PX, é o serviço de radiocomunicações de uso compartilhado para comunicados entre estações fixas e/ou móveis, realizados por pessoas físicas, utilizando o espectro de frequências compreendido entre 26,96 MHz e 27,86 MHz. Esse serviço tem como objetivo proporcionar comunicações em radiotelefonia, em linguagem clara, de interesse geral ou particular; atender a situações de emergência, como catástrofes, incêndios,
inundações; epidemias, perturbações da ordem, acidentes e outras situações de perigo para a vida, a saúde ou a propriedade; e transmitir sinais de telecomando para dispositivos elétricos (ANATEL, 2015).
Outra faixa que também pode ser utilizada, e a dos 900 Mhz. Nela ocorre o SCM, Serviço de Comunicação Multimídia que possibilita a oferta de capacidade de transmissão, emissão e recepção de informações multimídia, permitindo inclusive o provimento de conexão à internet, utilizando quaisquer meios. Na prestação do SCM é permitida a implementação da função de mobilidade restrita nas condições previstas na regulamentação específica de uso de radiofrequência (ANATEL, 2013).
Entretanto, a autorização do SCM não pode ser utilizada como suporte a transmissão, emissão e recepção de informações de qualquer natureza que possam configurar a prestação de serviços de radiodifusão, de televisão por assinatura ou de acesso condicionado, assim como o fornecimento de sinais de vídeos e áudio, de forma irrestrita e simultânea, para os Assinantes. Na prestação do SCM não é permitida a oferta de serviço com as características do Serviço Telefônico Fixo Comutado destinado ao uso do público em geral (STFC), em especial o encaminhamento de tráfego telefônico por meio da rede de SCM simultaneamente originado e terminado nas redes do STFC (ANATEL, 2013).
2.6 TRANSMISSOR
O transmissor, gera oscilações elétricas com uma frequência de rádio denominada de frequência portadora, exemplificado na figura 5. Pode-se amplificar a amplitude da própria frequência para variar a onda portadora. Um sinal modulado em amplitude compõe-se da onda portadora mais as bandas laterais, produto da modulação. A frequência modulada produz mais do que um par de bandas laterais para cada frequência de modulação, graças as quais são possíveis as complexas variações que se imitem em forma de voz em radiocomunicação (FUNCIONA, 2011). Os componentes fundamentais de um transmissor de rádio são: Gerador de oscilações (oscilador) que converte as variações elétricas em oscilações de uma determinada frequência de rádio; Os amplificadores para aumentarem as referidas oscilações conservando a frequência estabelecida; Transdutor para converter a
informação a transmitir em variações de corrente elétrica proporcional a cada valor instantâneo da intensidade (FUNCIONA, 2011).
Figura 5: Transmissor
FONTE: (NETTO, 1999).
2.7 RECEPTOR
Um receptor consiste de um circuito elétrico construído de tal maneira que permita a filtragem ou separação dos dados que eram transmitidos pela onda portadora, como demonstra a sistema da figura 6, e captados por sua antena, que chegam através do ar (embora possam ser transmitidos por qualquer meio, incluindo vácuo) e, em seguida, ampliar seletivamente isso milhares de vezes para enviá-la a um elemento com capacidade para interpreta-los e dar seu destino final (NETTO, 1999).
Figura 6: Receptor
FONTE: (BRAIN, 2007).
2.8 CODIFICADOR E DECODIFICADOR
Existem codificadores e decodificadores para as mais diversas aplicações. Eles são circuitos lógicos que como o próprio nome diz codificam (transformam) um sinal que se encontra de uma forma, para outra forma, usando um tipo de código. Após este sinal ser codificado, o mesmo deve passar por um decodificador que é o responsável em torná-lo novamente no sinal original (ROMACHO, 2012).
Uma de suas aplicações é o utilizado em controle remoto. Seu funcionamento inicia tornando, por exemplo, um sinal binário de várias linhas de informação (entradas) no codificador que os enviam em série, após uma recepção de um sinal de ativação de transmissão. Estas várias linhas de informação podem ser em dados binários (baixos e altos). As informações em série são transmitidas duas vezes pelo codificador para aumentar a segurança. O decodificador recebe o fluxo serial e interpreta os dados e são disponibilizados os dados nas saídas (ROMACHO, 2012).
3 ESTUDO DO CASO
Como já citado, o projeto irá se tratar de um sistema de acionamento remoto que utilizará a radiofrequência como meio para propagar os comandos entre o sistema de controle e o de acionamento. No caso, ele será utilizado no controle de nível de maneira automática, de reservatórios de água que estão a uma distância relativamente grande, do sistema de acionamento. Buscando uma solução, a maneira que se é feito este controle nos dias atuais, onde são utilizados cabos metálicos que acabam por ocasionar diversas falhas e até risco a pessoas que ficam nos arredores deste local.
3.1 ESTUDO DO LOCAL DE INSTALAÇÃO
O local escolhido para a instalação deste quadro de comando, situa-se no município de Boa Vista do Cadeado, Rio Grande do Sul, mais exatamente na localidade de Rincão do Tigre. Com a autorização do presidente da associação que lá existe, foram analisadas as especificações necessárias para que o sistema trabalhe de maneira a trazer mais comodidade e menos custo para os participantes desta associação.
O atual sistema empregado, utiliza um temporizador analógico para fazer o acionamento, e posterior desligamento da bomba do poço artesiano. Isso faz com que em dias de maior consumo, o período em que a bomba está acionada não seja suficiente para manter o abastecimento das famílias, sem que alguém vá até o local do quadro de comando da bomba e faça seu acionamento manual, ao que aumente o período em que ela permaneça ligada, no temporizador, para que não falte água para ninguém.
Em dias de baixo consumo, o tempo em que a bomba fica acionada faz com que o reservatório de água transborde. Isso acarreta em um consumo de energia desnecessário, aumentando o custo de operação e também, de maneira menos significativa, reduzindo a vida útil da mesma entre manutenções.
Voltando ao local de instalação, a Figura 7 demostra o local onde vai ser instalado em uma visão aérea, obtida com o auxílio do software Google Earth Pro,
onde os marcadores em vermelho localizam os pontos onde se situam o quando de comando da bomba e o reservatório ao qual será controlado o nível.
Figura 7: Pontos do reservatório e quadro de comando
Fonte: (EARTH, 2017).
A Figura 8, representa o cominho a ser seguido no caso de se utilizar um cabo metálico de duas vias enterrado, para fazer a troca de informações entre o quadro de comando e o reservatório de água. A distância entre os dois de acordo com o Google Earth Pro é de cerca de 711 metros, ou seja, desprezados as distâncias de subida e descida do cabo para chegar até os pontos desejados, fato que vai aumentar ainda mais a distância do cabo. Tal caminho e necessário para que se mantenha entre a margem de duas lavouras e também da estrada.
Figura 8: Distância percorrida com cabo metálico
Fonte: (EARTH, 2017).
A utilização de uma cabo aéreo neste local é praticamente inviável, pois lá existe uma rede de media tensão, que corta a lavoura entre os pontos do quadro de comando e reservatório. Isso faria com que a altura dos postes e posteriormente do cabo, fosse menor, fazendo com que maquinas agrícolas de maior porte pudessem alcançar os mesmos, e provocar o rompimento dos cabos trazendo uma grande risco de choque elétrico, em caso de manusear o mesmo sem o desligamento total do quadro, além do transtorno de ter que realizar um reparo, que com o tempo pode acarretar em ter que substitui-lo novamente gerando novamente um gasto relativamente grande.
Como as ondas eletromagnéticas se propagam no ar, e não precisam de um cabo para fazer a troca de dados, está seria uma solução muito viável para implantar nesse local. A Figura 9 ilustra a distância em linha reta, que estariam o transmissor e receptor de radiofrequência, um do outro, que de acordo com o Google Earth Pro seria de cerca de 605 metros. Não sendo uma distância muito grande, poderia se utilizar um módulo de radiofrequência de 1000 metros para ter uma sobra de potência no sinal para conseguir superar as perdas causadas pela vegetação nativa no caminho entre eles e propiciando um bom funcionamento, tornando se viável a aplicação deste sistema com radiofrequência.
Figura 9: Distância em linha reta.
Fonte: (EARTH, 2017).
As figuras 10 e 11, respectivamente, mostram a vista que se tem do reservatório de água para o quadro de comando da bomba, a segunda apresentando uma aproximação. Pode-se notar que não se tem uma visualização direta de um lugar para o outro, pois existe vegetação entre os dois pontos, fato este que aumenta a dificuldade na transmissão de dados utilizando a radiofrequência, por existir uma atenuação do sinal quando o mesmo passa por este local.
Figura 10: Vista do reservatório para o quadro de comando
Figura 11: Vista aproximada
Fonte: (AUTOR, 2018).
Por sua vez, a figura 12, traz uma visão do lugar onde está instalado o quadro de comando para o reservatório. Confirmando que não existe visada direta entre os pontos em análise. Além disto, as distâncias acima citadas, foram calculadas pelo software em linha reta, desprezando o relevo do lugar de instalação, o que faz com que as distâncias reais aumentem de maneira significativa, fazendo com que a quantidade de cabo necessária para a instalação do mesmo fosse ainda maior que a descrita.
Figura 12: Vista do quadro de comando para o reservatório
4 SELEÇÃO DOS COMPONENTES
Em seguida, serão citados os principais componentes que farão parte do desenvolvimento do hardware, bem como suas principais características.
4.1 Arduino
O Arduino demostrado na Figura 13, é uma placa que permite a automação de projetos eletrônicos e robóticos por profissionais e amadores. As unidades são constituídas por um controlador 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 Arduino não possui recursos de rede, mas pode ser combinada com outros Arduinos criando extensões chamadas de shields (SOARES, 2013).
Figura 13: Arduino uno
Fonte: (SOARES, 2013).
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 no Arduino 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 Arduino pode ter funcionalidades desenvolvidas por meio da linguagem C/C++, que utiliza uma interface gráfica escrita em Java. As funções IDE do Arduino permitem o
desenvolvimento de software que possa ser executado pelo dispositivo (SOARES, 2013).
A placa Arduino UNO é programada através da comunicação serial, pois o microcontrolador vem programado com o bootloader. Dessa forma não há a necessidade de um programador para fazer a gravação (ou upload) do binário na placa. A comunicação é feita através do protocoloSTK500. A programação do microcontrolador também pode ser feita através do conector ICSP (in - circuit serial programming) utilizando umprogramadorATMEL (SOUZA, 2013).
4.2 Transceptor NRF24L01
O NRF24L01 da Figura 14, é um transceptor de 2,4GHz de frequência, de baixo consumo de energia e baixo custo da Nordic Semiconductors. É ideal para muitas aplicações que requerem comunicações sem fio. Este módulo nRF24L01 possui amplificador de potência (PA) e antena externa (LNA). Utiliza a mesma interface do módulo Nordic nRF24L01 comum, assim você poderá substituir seu antigo módulo com potência inferior por este módulo em seu projeto e assim conseguir uma transmissão de longa distância, sem qualquer alteração. Este módulo acompanha uma antena de 2,4GHz (2db), com taxa de transmissão de 250Kbps ao ar livre, a distância de comunicação pode chegar até 1Km (ASA, 2006).
Figura 14: NRF24L01
4.3 Chave Boia e Relé de Nível
Os sensores que farão, a coleta de dados do reservatório são: uma chave bóia ou um relé de nível. Tendo como características:
A chave bóia, vista na Figura 15, é um regulador de nível para líquidos de funcionamento extremamente simples e confiável utilizado em diversas funções como alarme ou em automação de dispositivos elétricos (bombas ou válvulas). Suspensa por um cabo de PVC, a chave tem seu funcionamento em função da inclinação do invólucro, quando o mesmo está maior que 45º o contato elétrico é acionado. O ponto de atuação é definido por meio de um contrapeso que acompanha o instrumento. A chave não utiliza micro contato de mercúrio e tem invólucro fabricado em polipropileno, podendo desta forma ser utilizado em aplicações como água potável até efluentes.
Figura 15: Chave boia
Fonte: (CASA DAS BOIAS,2014).
Para efetuar o ajuste e evitar transbordamento, encha o reservatório até o nível desejado. Mantendo o nível do líquido desça a bóia no reservatório (pelo cabo) até que ocorra a comutação da bóia, este ponto determina o nível máximo. Esvaziar gradualmente o reservatório até que a bóia seja novamente acionada, este ponto determina o nível mínimo. Caso seja necessário ajustar o nível mínimo, utilizar o contrapeso que deve ser montado conforme a figura 16.
Figura 16: Regulagem da chave boia
Fonte: (SCHAK, 2014).
O relé de nível (Figura 17), é um dispositivo eletrônico de controle que permite o monitoramento e a regulagem automática de nível de líquidos condutivos (não explosivos) através de eletrodos submersos. Possui seletor frontal que permite ajustar o circuito eletrônico a resistividade do líquido. Os eletrodos devem ser instalados e fixados no reservatório de acordo com os níveis desejados para controle, mínimo ou máximo, sendo que o eletrodo de referência deve ser posicionado na parte inferior, abaixo dos demais eletrodos. Os eletrodos estão disponíveis em 2 modelos, em haste ou pêndulo. Quando utilizado tanque metálico este pode substituir o eletrodo referência (WEG, 2014).
Figura 17: Relé de nível
Seu funcionamento, é baseado na medição da resistência elétrica do líquido do reservatório através de um conjunto de eletrodos submersos, que funcionam como sensores de presença ou ausência de líquido, podendo ser melhor entendido de acordo com a Figura 18. Quando o sistema for energizado uma tensão alternada é aplicada no eletrodo de referência, assim que o líquido entra em contato com os eletrodos é estabelecido um caminho para a circulação de corrente elétrica entre eles. Um circuito eletrônico compara a corrente e, conforme o modelo escolhido, realiza a lógica que comuta os contatos de saída. O ajuste de sensibilidade deve ser feito com todos os eletrodos submersos no líquido do reservatório e o seletor deve estar posicionado no seu limite anti-horário (o de menor resistência). Com o relé energizado o seletor deve ser girado no sentido horário (o de maior resistência) até que a saída do relé comute seus contatos e o LED vermelho mude de status. Para confirmar o ajuste o eletrodo de referência deve ser desconectado e logo em seguida conectado novamente (WEG, 2014).
Figura 18: Regulagem dos eletrodos
Fonte: (MERCADO LIVRE, 2016)
4.4 Antenas
Para comunicação RF é necessário o uso de antenas, como por exemplo a da Figura 19, pois são elas as responsáveis em transportar através do ar as informações do emissor ao receptor, e assim estabelecer uma comunicação, seja
ela para receber como também para enviar os dados de informação, ou seja, uma Antena é o elemento de uma ligação via rádio responsável pela radiação ou pela recepção de ondas radioelétricas, transferindo energia de um circuito para o espaço e vice-versa. Todos os sistemas sem fio devem empregar uma antena para irradiar e receber energia eletromagnética. Portanto toda comunicação sem a utilização de fios acontecem através de ondas eletromagnéticas, então a antena nada mais é que um transdutor de ondas eletromagnéticas entre meios com propriedades distintas de propagação de energia (ROMACHO, 2012).
A polarização de uma antena é definida em termos da orientação do vetor campo elétrico na direção do máxima radiação, para os casos de interpretação mais simples, o campo eléctrico tem a mesma direção do condutor elétrico da antena, podendo ser horizontal, vertical ou circular (VIEIRA, [s.d.]).
Um Dipolo Vertical, acima do solo radiará com uma Polarização Vertical. Um Dipolo Horizontal, acima do solo radiará com uma Polarização Horizontal. A Polarização Circular pode ser produzida por dois campos polarizados linearmente e perpendiculares, com uma diferença de fase de 90º. Pode ser direita ou esquerda, consoante o sentido de rotação.
Polarização de uma Antena de Emissão - Polarização da onda emitida pela antena antes de sofrer qualquer modificação devida a fatores externos à antena (influência do ambiente de propagação). Já a polarização de uma Antena de Recepção – Polarização da onda incidente que induz um sinal máximo na antena de recepção (para a mesma densidade de potência). Uma onda eletromagnética, ao incidir numa antena segundo uma dada direção, dá origem a uma tensão máxima aos terminais da antena receptora quando houver adaptação de polarizações (VIEIRA, [s.d.]).
Figura 19: Antena
Fonte: (DRASANTOS,2016)
4.5 Contator
As elevadas correntes que são drenadas pelos equipamentos industriais, principalmente os motores de alta potência impede que interruptores comuns sejam usados para seu acionamento. Além de termos uma forte carga indutiva nesses motores, suas correntes iniciais podem alcançar valores de corrente bem acima da nominal. O arco formado na abertura dos contatos, e o efeito de repique no fechamento poderiam distribuir de forma aleatória a corrente pela superfície desses contatos causando sua queima em pouco tempo (BRAGA, 2014).
O contator da Figura 20, é um dispositivo eletromecânico com princípio de funcionamento semelhante a um relé. Uma bobina, opera por uma tensão contínua ou alternada, movendo um conjunto de contatos mecânicos que tem as características exigidas para o controle de correntes mais intensas. Os contatos podem ser do tipo NA (normalmente abertos) e NF (normalmente fechados). Para os contatos NA, quando a bobina do contator se encontra desenergizada, eles permanecem desligados. Quando a bobina é energizada, os contatos são ligados. Para os contatos NF, o comportamento é inverso: quando a bobina se encontra desenergizada, os contatos permanecem fechados. Ao ser energizada, os contatos abrem o circuito externo. Uma mola interna garante que a ação de abertura dos contatos seja muito rápida quando a bobina é desenergizada (BRAGA, 2014).
Este dispositivo será o responsável por fazer o acionamento e posterior desligamento da bomba que situa-se no poço artesiano. Quando o nível do reservatório estiver abaixo do valor desejado, um relé vai fechar seu contato, energizando a bobina do contator, ela vai formar um campo eletromagnético que vai atrair a parte móvel, fechando os contatos da mesma (BRAGA, 2014).
Figura 20: Contator
Fonte:(MARTINS, 2016)
4.6 Relé de proteção
A função do Relé bimetálico, demostrado na Figura 21, é atuar desligando o motor antes que o limite de deterioração seja atingido. O relé assume a proteção contra sobrecarga das cargas elétricas, dos condutores de alimentação e dos outros dispositivos de manobra. Os relés térmicos bimetálicos de sobrecarga são construídos com a função de proteção do sistema elétrico de potência contra sobrecarga de longa duração, falta de fase ou falta de tensão. São passíveis também de auxiliar na identificação de defeitos, de atuar disparando alarmes, sinalizações e de abrir disjuntores. Estes dispositivos de proteção objetivam evitar o aquecimento elevado da fiação interna do motor quando ocorre uma circulação de corrente acima da tolerada nos seus enrolamentos. Este aquecimento acarreta a redução da vida útil do motor e também desgasta a isolação dos seus enrolamentos internos (LAGE, 2013).
Figura 21: Relé de sobre carga
Fonte: (TRON, 2016)
Os relés de sobrecarga têm seu princípio de funcionamento baseado na diferente dilatação de dois elementos metálicos (lâminas), que possuem diferentes coeficientes de dilatação térmica. As lâminas bimetálicas são envolvidas por uma bobina pela qual passa a corrente de carga. Na ocorrência de uma falta de fase, sobrecarga ou queda de tensão acentuada, consequentemente ocorre um aumento da corrente elétrica. Tal corrente provoca na bobina um aquecimento, e por transferência de calor (efeito joule) o par de lâminas também é aquecido. As lâminas unidas rigidamente (soldadas) uma à outra, então aquecidas neste momento, dilatam-se diferentemente, provocando modificações no seu comprimento e forma. O aquecimento das lâminas é provocado pela corrente, que ultrapassou valores determinados. O aquecimento excessivo de uma das duas extremidades do par bimetálico irá provocar o curvamento da sua outra extremidade, acarretando em um pequeno movimento físico, aproveitado para acionar (movimentar) os contatos do relé (LAGE, 2013).
O relé de sobrecarga apresenta os seguintes componentes apresentados de forma mais visível na Figura 22. O círculo negro é onde efetuamos o ajuste da corrente máxima, que se ultrapassada o dispositivo precisa atuar e desligar os equipamentos nele conectados. Ainda existem dois botões um vermelho, que é utilizado para fazer o teste do funcionamento do mesmo, ou seja, quando ele é pressionado, ocorre o mesmo efeito de quando o relé está atuando, abrindo o seu contato normalmente fechado, e desligando a carga, religando a mesma quando ele é solto. Já o azul, é onde se faz o rearme do relé após a sua atuação, ele apresenta
duas possibilidades de funcionamento, rearme manual e automático. Quando ele está em rearme manual, o botão apresenta se saliente, e é necessário pressiona ló para que a carga possa ser novamente energizada. Quando ele apresentasse automático, o botão está travado pressionado, e em caso de atuação, o relé desliga a carga, aguarda o tempo necessário para o resfriamento do bimetálico, e posteriormente efetua a energização da carga sem a necessidade de alguém ir pressionar este rearme (LAGE, 2013).
Figura 22: Itens do relé
5 APLICAÇÃO PRÁTICA
5.1 DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO DO PROJETO
A atuação do sistema criado durante o decorrer deste trabalho será da seguinte maneira. Quando o sensor de nível do reservatório identificar que o mesmo encontra-se abaixo do necessário estipulado, um contato elétrico vai mudar para a posição fechado mandando um sinal de nível lógico 0 para a porta 2 do arduino do transmissor. Ele vai imitir um sinal contendo um código para que o receptor acione a bomba. Isso vai ocorrer durante um minuto, e posteriormente, o arduino vai entrar em dormência, visando economia de energia e maior vida útil, já que este é energizado por uma bateria de 9 volts. Este processo se repete a cada três minutos enquanto o contato do sensor estiver em atuação.
Por sua vez, o receptor vai receber este sinal filtrar o código nele contido, e se o mesmo estiver correto, vai acionar a bomba para que o nível do reservatório se eleve até a faixa desejada. O posterior desligamento da bomba vai ocorrer da seguinte forma, o receptor vai aguardar cerca de dez minutos até desenergizar a mesma, mas toda que ele receber um sinal do transmissor de que o nível ainda não está satisfatório, essa contagem é reiniciada. Como por segurança o transmissor envia o sinal de atualização do nível a cada três minutos, e o receptor aguarda dez para fazer o desligamento, se por ventura um destes sinais se perder a bomba não vai desligar e logo após ligar novamente.
Desta maneira, deixamos o sistema de controle mais confiável, para que a bomba não fique acionando e desligando várias vezes em um curto período de tempo, fato que poderia provocar um grande desgaste na mesma e também no quadro de comando, reduzindo muito a vida útil do conjunto no geral. E para que não aconteça desperdícios tanto de água como de energia, a sistema desliga a bomba depois de dez minutos sem receber nenhum sinal de atualização, para que se exista perda permanente do sinal, por algum defeito do transmissor ou qualquer outro problema, o nível do reservatório não se eleve a ponto de transbordar.
5.2 LEVANTAMENTO DE CUSTOS E CONSTRUÇÃO
Como o projeto desenvolvido durante período se refere ao controle do nível de um reservatório de água, de maneira automática, a comparação de custos será entre o sistema que utiliza a radiofrequência e o cabo PP 2x1.5mm², sendo desprezado então o custo do quadro de comando da bomba do poço artesiano.
Isso em virtude de que este quadro de comando será utilizado indiferentemente do sistema escolhido para ser implantado, ou seja, seu custo estará incluso para qualquer opção de instalação. E o que está sendo levado em conta é a opção de um meio que pode ser mais barato, confiável e duradouro que é o sistema de acionamento que utiliza a radiofrequência.
Com base nesses parâmetros acima descritos, a tabela 1 expõem os gastos totais com as compras de componentes para a confecção do transmissor e do receptor que juntos formam o sistema para controle de nível do reservatório.
Quadro 1: Custos com Componentes
COMPONENTE VALOR UNITÁRIO(R$) QUANTIDADE VALOR TOTAL (R$) ARDUINO UNO R3 49,90 2 99,80 NRF24L01 36,90 2 73,80 MÓDULO RELÉ 15,00 1 15,00 BATERIAS 9V ALCALINAS 11,80 2 23,60 PLACAS 16,00 2 32,00 CAIXAS PLÁSTICAS 22,00 2 44,00 FRETES 38,40 1 38,40 CUSTO TOTAL 326,60 Fonte: (AUTOR, 2018).
Como pode ser visto no Quadro 1, o valor total com compra de peças foi de R$ 326,60. Estes valores poderiam ser ainda menores se tais componentes fossem comprados em maior quantidade, pois além de conseguir negociar melhores preços,
o frete ainda se dividiria em um número maior de peças, fazendo com que ele não influenciasse tanto no valor final de cada módulo de controle.
Com o material comprado, e todo o sistema esquematizado, passou da etapa de desenvolvimento teórico e simulações para a parte realmente prática do projeto. Após a montagem do sistema, chega no resultado de todo desenvolvimento, mostrado na figura 23, o transmissor e receptor prontos para os testes práticos, primeiramente efetuados no município de Ijuí. Neste teste a distância máxima utilizada foi entre 150 à 200 metros, sem maiores problemas, não apresentando falhas de transmissão nem de acionamento do contator utilizado para ilustrar a carga que será acionada em campo.
Figura 23: Transmissor e Receptor desenvolvidos
5.3 APLICAÇÃO EM CAMPO
A instalação foi efetuada no dia 17/05/2018, com o transmissor sendo fixado na estrutura metálica de segurança na parte superior do reservatório de água. Tendo como sensor do nível da mesma uma chave boia unipolar, em virtude da falta de um ponto de conexão com a rede de energia elétrica nas proximidades, para a alimentação do relé de nível eletrônico. Da mesma forma, pela alimentação do transmissor ser feita através de uma bateria alcalina e não por uma fonte ligada a rede de distribuição, foi vetada a utilização de algum outo relé de nível eletrônico que pudesse ser ligado nesta mesma fonte de energia, visando um menor consumo da mesma por essa parte do sistema, para que a autonomia da bateria seja a maior possível, evitando assim, um número muito grande de manutenções que no fim são apenas trocas de bateria.
O receptor foi instalado no ponto mais alto do poste onde está fixado o quadro de comando da bomba que o mesmo vai controlar. A conexão dos mesmos foi feita por meio de um cabo metálico, que vai do borne do relé do controlador até a bobina do contator. Por se tratar de um local onde rotineiramente ocorre queima da bobina do contator e da bomba dosadora de cloro, em virtude de oscilações de tensão da rede de distribuição e também por descargas atmosféricas, foi efetuada a alimentação desse receptor através de uma bateria similar à do transmissor. Buscando maior estabilidade no sinal, e também o isolamento entre a rede e o sistema de recepção, para que ele não fique à mercê de problemas que possam atrapalhar seu bom funcionamento, ou até provocar algum defeito mais grave, como sua queima.
Após efetuada a instalação, partiu para os testes práticos de seu funcionamento. Foram feitas repetidas vezes o teste de acionamento, para ver se por ventura não existiria perda de sinal, em virtude de o local não ter visada direta e estar de certa forma a uma distância considerável um ponto do outro. Ao mesmo tempo verificamos se em algum momento o sistema não respondesse a sua programação e permanecesse mantendo a bomba acionada após o período desejado. Efetuados os testes, e os mesmos apresentando resultados satisfatórios, aguardamos mais algum tempo para acompanhar mais um pouco de seu funcionamento, deixando ele lá instalado e devidamente trabalhando.
5.4 RESULTADOS
Comparando com o custo para a compra do cabo PP 2x1,5 mm², que no município de Ijuí está na média de R$ 2,30 o metro, tem se que o custo de R$ 1635,30 para atender a distância de 711 metros entre o quadro de comando e o reservatório de água. Lembrando de que, essa distância não está considerando o relevo do local e ainda a altura do reservatório, fatos estes que aumentam a distância de cabo a ser utilizada para que o processo seja feito. E que o custo para que seja feito a vala onde este cabo será enterrado não está descrito, devido a não se ter a disponibilidade de uma empresa fazer tal orçamento até o momento em que foi efetuado o seguinte projeto, e ainda a mão de obra de quem for fazer a instalação dos demais objetos necessários para o funcionamento do sistema com este cabo.
O custo total do módulo de controle com radiofrequência foi de R$ 326,60, ainda se colocar o valor da mão de obra para efetuar a confecção do mesmo, o valor de custo se tornaria bem atraente para sua implantação neste local. Mas mais do que custo, o importante para quem contrata um serviço deste tipo, é que o mesmo traga mais comodidade e confiabilidade, e a ideia deste trabalho foi fazer isso.
Por todos os testes realizados e pelo tempo de funcionamento que o sistema tem passado, podemos dizer que ele apresentou sucesso em sua confecção. Em virtude disso poderia ser fabricado e revendido para outros lugares que apresentam os mesmos tipos de problema que esta associação estava passando até o momento em que ele foi instalado.
Pelas pesquisas de produtos parecidos com o desenvolvido não foram encontradas muitas marcas e modelos que se referem a aplicação que se desejava, mas os encontrados tinham valores que estavam em torno de R$ 1000,00, para a distância necessária para a implantação. Esse fato proporciona, pelo custo de confecção, uma margem de lucro muito boa no seu desenvolvimento, e podendo manter um preço atrativo perante uma possível concorrência com outros fabricantes.
A ideia para este projeto surgiu de uma necessidade que pude observar no dia à dia de trabalho na empresa, e um grande incentivador de seu desenvolvimento foi o proprietário da mesma, que recebe pedidos de um meio diferente de se fazer o funcionamento automático do controle de nível do reservatório além do com o cabo, por este ser muito problemático e suscetível a falhas.
Como a empresa trabalha diretamente com mais de 50 associações de consumidores de água rurais, em nossa região, mais algumas cidades que se utilizam de poços artesianos para o abastecimento de água, quem é uma necessidade primordial para nossas vidas, muitos produtos poderiam ser vendidos diretamente a nossos clientes sem sombra de dúvida, fazendo ainda sua instalação e possível manutenção, gerando assim, mais fluxo de renda com esse projeto.
E ainda, poderíamos firmar uma parceria com nossos fornecedores que trabalham com material desta área, para que informem outros compradores deles, da produção e aplicabilidade deste produto, formando uma rede de possíveis revendedores deste módulo de controle de nível.
Como este é um mercado que ainda não foi muito abordado, pode ser uma boa fonte de negócios para o futuro. O importante é o desenvolvimento de um produto que seja de fácil instalação, para que não seja necessário o deslocamento para todo local que deseja comprar tal produto. Isso possibilita aumentar o mercado consumidor para todo país, utilizando a internet como loja.
CONCLUSÃO
Como desde o início, a ideia deste trabalho era o desenvolvimento de um produto que atendesse a uma necessidade observada durante os anos de trabalho que tenho na empresa na qual sou funcionário, que era a de trazer maior confiabilidade, comodidade, durabilidade e funcionalidade no que se trata do controle de nível dos reservatórios de água, tanto particulares como para associações que possuem poços artesianos, o foco foi na aplicação do dispositivo desenvolvido diretamente para este fim.
Como após superados todos os problemas enfrentados durante o período de projeto e construção do módulo de controle de nível, o mesmo apresentou um funcionamento desejado, sem a presença de falhas que pudessem fazer com que sua instalação não atendesse a ideia principal de seu desenvolvimento, além de ter um custo relativamente baixo na comparação com o sistema atualmente empregado na maioria dos locais, e competitivo em relação a dispositivos semelhantes que existem no mercado, o mesmo teve sucesso em seu desenvolvimento.
Com base nisso, torna se, se bem desenvolvido de agora em diante, um produto com bom mercado para venda, que ainda está aumentando em decorrência da pouca disponibilidade de produtos para este fim, e a busca de uma alternativa ao sistema utilizado normalmente, que acaba trazendo bastante desconforto aos que o utilizam. Ainda assim, seu mercado pode ser ainda maior, pois seu conceito de operação, com alguns ajustes, pode se tornar mais abrangente para outras aplicações que requerem o acionamento de uma carga qualquer, tanto para grandes distâncias, como em menores.
Ele poderia ser utilizado por exemplo, para fazer o acionamento de motores que repõem o alimento de suínos, em propriedades onde não se tem uma automação completa. Aumentando o número de vezes em que ele alimenta os animais, pois poderia repor durante a noite, ou mais cedo na manhã sem a necessidade de sair de dentro da sua casa. Aumentando assim, a rapidez na engorda dos animais e tendo mais lucratividade.
Também poderia fazer uma troca de dados entre os sensores e uma central de alarme de uma empresa com uma área de controle maior, onde ele com base nos dados dos sensores, acionaria uma sirene, algum painel luminoso de sinalização. O acionamento de uma climatizador, sendo empregado no controle de
temperatura de um pavilhão, onde se deseja fazer isso automaticamente. Com base nisso, vemos que sua aplicabilidade se torna basta ampla, fazendo de tal dispositivo um produto com produção e venda viável. Basta ter algum aprimoramento, comparado ao protótipo inicial, para que o mesmo tenha um layout mais atrativo aos compradores, e utilizar técnicas de venda para o difundir, gerando lucratividade.
RECOMENDAÇÕES FUTURAS
Como este trabalho se referiu a um módulo com potência para que ele atingisse uma distância de no máximo 1000 metros, e a sugestão para futuros trabalhos, seria aumentar a potência do sinal para que atinja uma distância maior, e também utilizar o mesmo para uma aplicação totalmente diferente da qual ele foi usado.
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