VAZÃO DE ÁGUA - v.2

UNIVERSIDADE LASALLE
INSTRUMENTAÇÃO CIENTIFICA
DAISON ASSIS
GUSTAVO RAMBO FURMAN
HENRIQUE FRANCO PEREIRA
VAZÃO DE ÁGUA: SISTEMA PARA MEDIÇÃO
CANOAS
2018
DAISON ASSIS - dassis.rs@gmail.com
GUSTAVO RAMBO FURMAN - guto.furman@gmail.com
HENRIQUE FRANCO PEREIRA - Henri.franco.p@gmail.com
VAZÃO DE ÁGUA: SISTEMA PARA MEDIÇÃO
CHARLES RECH
CANOAS
2018
RESUMO
Este trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de medição de

vazão d’água utilizando um sensor de efeito Hall como sensor de posição. Uma
breve descrição das técnicas de vazão d’água promissoras para aplicações será
apresentada inicialmente. A implementação será feita de forma tanto analógica
quanto digital, utilizando o Arduino para estabelecer resultados sobre os testes
realizados.
Por fim, os resultados experimentais a uma entrada de referência
constante serão expostos em uma apresentação em sala de aula.
Palavras-Chave: Vazão d’água, Efeito Hall, Arduino.

INTRODUÇÃO
O tema deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de vazão

d’água/medição de uma esfera que utiliza um sensor de efeito Hall para medir o
volume de água gasto, ao invés de usar tradicionais sistemas de vazão para
realizar essa tarefa. Nesse sentido, pretende-se apresentar as etapas de
construção do sistema em questão, bem como as diferenças observadas em
outros modelos.
Esse trabalho busca auxiliar o indivíduo no controle do uso de água em
suas residências, fornecendo uma ferramenta que facilita o consumo consciente
e sustentável. Com o objetivo de desenvolver um produto acessível ao usuário
final, foram procurados componentes de baixo custo e uma interface para
receber os dados que seja de fácil aquisição.
Procedimentos Metodológicos
A classificação da pesquisa realizada no presente trabalho, que procura

explorar técnicas mais eficazes e tecnológicas de medição de consumo de água,
tem natureza aplicada, pois pretendemos construir uma ferramenta para
aplicação prática, comum do dia-a-dia das pessoas e voltada a problemas
específicos. Devido ao fato de objetivarmos apurar a eficácia no consumo da
água, a pesquisa será qualitativa. Em relação aos objetivos, ela é
predominantemente descritiva.
Quanto aos procedimentos técnicos ela se utiliza de pesquisas
bibliográficas e experimentais. A pesquisa será feita inicialmente com o
levantamento teórico sobre noções básicas de mecânica dos fluídos para o
melhor entendimento do funcionamento e das limitações do sensor de vazão
utilizado, além das características técnicas da rede de distribuição. Em uma
segunda etapa, serão feitos testes experimentais de precisão, calibração e
utilização do sensor de fluxo de água, que possibilitarão uma correta
interpretação das informações coletadas.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O medidor de vazão funciona pelo princípio do efeito Hall. De acordo

com o efeito Hall, a diferença de tensão é induzida em um condutor transversal à
corrente elétrica e ao campo magnético perpendicular a ela. No projeto, o efeito
Hall é usado no sensor de vazão usando um pequeno rotor em forma de hélice,
que é colocado no caminho do fluxo de água no sistema hidráulico.
O eixo do rotor é conectado a um sensor de efeito Hall, que é feito
rotacionar na presença de um fluxo de líquido. O sensor em si é um arranjo de
bobina e um ímã conectado ao eixo do rotor, assim, uma tensão / pulso é
induzida enquanto esse rotor gira. Neste medidor de vazão, para cada litro de
líquido que passa por minuto, ele produz cerca de 7,5 pulsos.
MATERIAIS E MÉTODO
Serão utilizados para o projeto: Um medidor de vazão por Efeito Hall

(Foto 1), uma placa Arduino Uno (Foto 2), fios, mangueira, torneira, balde,
computador e cabo USB.
Com o código programado na placa Arduino, medimos o número de
pulsos e depois calculamos a vazão em litros por hora (L / h) usando uma
fórmula de conversão simples, contando com a entrada do sensor e a saída de
dados, que pode ser feita em um visor LCD ou no próprio computador.
O código funciona da seguinte forma:
Como o loop pode não ser concluído em intervalos de exatamente 1

segundo, calculamos o número de milissegundos que se passaram desde a última
execução e usamos isso para dimensionar a saída. Também aplicamos o fator de
calibração para dimensionar a saída com base no número de pulsos por segundo
pela unidade de medida (litros/minuto) vindos do sensor.
 flowRate = ((1000.0 / (millis () - oldTime)) * pulseCount) /
calibrationFactor;
Observe a hora em que esta passagem de processamento foi executada.

Observe que, como desativamos as interrupções, a função millis () não estará
realmente sendo incrementada nesse momento, mas ainda retornará o valor que
estava definido para o valor imediatamente anterior às interrupções.
 oldTime = millis ();
Divida a taxa de fluxo em litros/minuto por 60 para determinar quantos litros

passaram pelo sensor nesse intervalo próximo a 1 segundo e, em seguida,
multiplique por 1.000 para converter para mililitros.
 flowMilliLitres = (flowRate / 60) * 1000;
Adicione os mililitros passados neste segundo ao total cumulativo

 totalMilliLitres + = flowMilliLitres;
O restante do código, é para saída de dados, ou seja, como serão
apresentados, se vai ser via visor LCD ou na tela do computador.
O sistema hidráulico é bem simples (Foto 3). Constituído apenas de
mangueira, torneira e balde. A calibração do sensor foi feita usando um balde de
volume conhecido, foi possível medir a quantidade de pulsos recebidos, o
volume de água e o tempo decorrido sobre o período de atividade do sistema
para então calcular a relação entre os pulsos e a vazão em Litros/minuto.
RESULTADOS ESPERADOS
Ao obter sucesso em todas as etapas do projeto técnico e teórico,

pudemos obter os resultados esperados de consistência na medição do fluxo de
água, salvo margem de erro de menos de 7% devido à falta de precisão na
calibração, bem como fatores externos. O sistema em si exige baixo nível de
expertise técnica para ser montado e utilizado com sucesso, uma vez projetado.
Visto isso, em junção com o baixo custo das peças, se torna ideal para uso
residencial ou em pequenos negócios como lava jatos ou lavanderias na medição
e controle de gastos com água, possibilitando assim um melhor planejamento de
economia.
A conclusão do projeto também visa estimular futuros projetos para a
implementação de sistemas de medição similares com maior precisão e/ou para
uso em maiores escalas.

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Este trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de medição de

Palavras-Chave: Vazão d’água, Efeito Hall, Arduino.

O tema deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de vazão

A classificação da pesquisa realizada no presente trabalho, que procura

O medidor de vazão funciona pelo princípio do efeito Hall. De acordo

Serão utilizados para o projeto: Um medidor de vazão por Efeito Hall

O código funciona da seguinte forma:

Como o loop pode não ser concluído em intervalos de exatamente 1

Observe a hora em que esta passagem de processamento foi executada.

Divida a taxa de fluxo em litros/minuto por 60 para determinar quantos litros

Adicione os mililitros passados neste segundo ao total cumulativo

Ao obter sucesso em todas as etapas do projeto técnico e teórico,

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