Medidor de água e energia para chuveiro

CONCEPÇÃO DO PROJETO

Um dos maiores gastos de água e energia elétrica em uma residência é o chuveiro elétrico. Pessoas usam o banho como uma forma de relaxar além da higiene pessoal e não se dão conta da quantidade de água e energia que é gasta ou desperdiçada neste processo.

Hoje com o avanço da tecnologia temos meios de mensurar em tempo real o consumo de um chuveiro. A ideia é criar um aparelho que conectado ao ponto de água e luz do chuveiro indique o consumo em tempo real do aparelho através de um display e também por meio de um aplicativo. Ao tomar banho a pessoa estará ciente de quantos litros de água a pessoa está gastando, qual a temperatura da água, e de acordo com a concessionária, saber o valor exato em reais que aquele banho está custando. Com isso a pessoa terá uma consciência real do seu consumo e assim será mais fácil evitar o desperdício.  

A cada banho é registrado o consumo de água, energia, temperatura média e valor gasto. Com isso será possível ter uma média de consumo mensal, o tempo médio de banho e o quanto que o chuveiro impacta no orçamento da residência. Os dados são transferidos sem fio para uma planilha na nuvem, ou se a pessoa já tiver em casa um sistema de automatização (como o RaspBerryPi que custa por volta de R$ 190,00 em outubro de 2018 no sie FelipeFlop).

Com a redução do consumo haverá maior oferta de energia e água, evitando o racionamento e aumento de tarifas. Com o aplicativo o morador poderá definir o consumo limite para o banho, colocar metas de redução de consumo ou tempo máximo. O que acontecerá e que o medidor, por meio do display e de um buzzer (autofalante simples) informará se o consumo foi atingido ou não.

Com parcerias esses dados podem ser compartilhados por exemplo no Facebook atestando que a pessoa tem um consumo consciente e é amiga do planeta, comparar este valor com outras pessoas da cidade (de forma anônima e mantendo o sigilo individual) e também poderá receber incentivos como descontos em IPTU (É interesse da prefeitura a redução do consumo de energia e água), milhas em cartões ou pontos em sites de compras (Oferecendo premiações para clientes que economizem água e luz a empresa estará se posicionando a favor do meio ambiente e consumo sustentável, assim como adquirir vantagens como créditos de carbono ou certificações). Tudo isso por meio de parcerias que com essa ferramenta, possibilitam a redução do consumo e premiação de quem faz o uso consciente de energia e água.

O componente responsável pela medição de água e luz é composto por fluxometro, amperímetro, voltímetro, sensor de temperatura, placa ESP8266, 3 conjuntos de display de 7 seguimentos e alguns outros componentes, todos fechados em uma caixa a prova de água que oferece proteção para os componentes eletrônicos, sem interferir em seu funcionamento ou transmissão de dados.

Assim o objetivo é trazer a internet das coisas para um dos itens de maior consumo de nossas residências, gerando um feedback em tempo real para o consumidor ao mesmo empo que coleta dados preciosos para a criação de um perfil de consumo real. Aumentando a quantidade de energia e água disponíveis sem a necessidade de medidas drásticas ou penosas.
Será utilizado a coleta de dados e documentação de cada etapa processo. Com a montagem do protótipo e programação das placas microcontroladas.

O projeto será desenvolvido seguindo as seguintes etapas:

1 – Desenvolvimento do protótipo com o fluxometro e com o acionamento por interrupção. A partir do momento que o fluxometro identifica o consumo de água a placa controladora acorda da hibernação e faz a contagem de quantas litros foram gastos e qual o tempo do banho. Este dado será armazenado inicialmente em uma variável.

2- Desenvolver o banco de dados onde estas informações serão salvas em uma memória não volátil. Também será feito os testes de blackout e situações anormais. Como ligar e desligar o chuveiro inúmeras vezes em um banho.

3 – Será implementado o voltímetro e amperímetro, para que seja aferida a exata quantidade de energia consumida no banho. Também será feito o armazenamento desses dados no banco de dados. Uma atenção especial será dada ao voltímetro, pois indica a tenção da rede no momento da medição, o que pode indicar que houve mudança no fornecimento de energia, indicando um uso acima do esperado da rede.

4- Com equipamentos como multímetros e amperímetros da Minipa e Fukle será realizada a medição simultânea a da placa, assim como feita uma nova aferição da quantidade de água gasta. Assim será feita a medição da taxa de erro, que esperamos ser menor do que 1% para energia elétrica e 10% para a hidráulica.

Com os dados coletados será possível apresentar a configuração que apresenta melhor economia de energia em paralelo com o aumento da vida útil dos componentes utilizados.

O próximo passo será criar um aplicativo para celular onde o morador poderá visualizar seus gastos de água e luz, definir o tempo, fluxo e temperatura para o banho e receber recomendações do aplicativo para o banho ideal que gaste menos água e luz. Assim criando novas rotinas mais conscientes e de menor impacto ambiental.

Abaixo descrevo melhor a ideia e mostro os componentes.