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Regulador de chuveiro

Componentes e suprimentos

Arduino 101
× 1
Válvula solenóide normalmente fechada
Certifique-se de que pode suportar a temperatura da água do chuveiro; se estiver usando um de metal, certifique-se de que não contenha chumbo. TAMBÉM:Meça seu próprio encanamento antes de comprar
× 1
Conexões para válvula solenóide
Certifique-se de que pode suportar a temperatura da água do chuveiro; se estiver usando um de metal, certifique-se de que não contenha chumbo. TAMBÉM:Meça seu próprio encanamento antes de comprar
× 1
Breadboard (genérico)
× 1
Adafruit RGB Backlight LCD - 16x2
× 1
Buzzer
× 1
Fios de jumpers (genérico)
× 1
Power MOSFET N-Channel
× 1
Potenciômetro rotativo (genérico)
× 1
Flip Switch
× 1
Banco de baterias
× 1
Resistor 221 ohm
220 ohms também funcionam
× 2
1N4007 - Alta tensão, diodo nominal de alta corrente
× 1
Recipiente de plástico
× 1
Tiras de parede de velcro
× 2
Cabo USB barato
× 2

Ferramentas e máquinas necessárias

Pistola de cola quente (genérica)
Ferro de soldar (genérico)

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto





Por quê?


Pode não parecer, mas o chuveiro é facilmente um dos aparelhos que mais gastam em uma casa e consome muita água e energia.

De acordo com o Home Water Works, a vazão média de um chuveiro é de 2,1 galões (7,94 l) por minuto; isto com um tempo médio de banho de 8,2 minutos resulta em 17,2 galões (65,1L) usados ​​por banho ou 51,6 galões (195,3L) usados ​​em uma casa americana média (3 pessoas) por dia. Isso o torna o terceiro maior usuário de água em uma residência.

Os números são ainda mais surpreendentes se você olhar para o uso de energia. De acordo com o Skidmore College, o chuveiro médio usa 440 BTUs (0,13 kWh) para aquecer um galão (3,78L) de água. Isso significa que cerca de 2,2 kWh são usados ​​em um único chuveiro típico de 8,2 minutos e 6,6 kWh usados ​​por casa por dia! De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, isso representa 17% do uso total de eletricidade em casa.

Com a estimativa da US EPA de 0,000703 toneladas métricas (1,55 libras; 0,7 kg) de CO2 por kWh, isso resulta em 3,4 libras (1,54 kg) de CO2 por chuveiro e 10,2 libras por família.

No entanto, o tempo de banho recomendado é de apenas 5 minutos de acordo com Mudanças no Estilo de Vida Verde - isso reduz o uso de água em 6,7 galões (25,4L), o consumo de energia em 871Wh (Isso é suficiente para alimentar 174 lâmpadas CFL por uma hora!) E a emissão de CO2 em 1,35 libras (0,6 kg) por chuveiro. É aí que entra o regulador do chuveiro para o Intel Earth Day Challenge, que limitaria o tempo de banho a 5 minutos ou o tempo que o usuário escolher.

Em um ano de 365 dias, isso economizaria 2.455,5 galões (9.295,1L) de água (o suficiente para uma pessoa beber por cerca de 13 anos) e 317,9 kWh ou 492,7 libras (223,5 kg) de CO2 por pessoa , resultando em 7.366,5 galões (27.885,2 L) de água, 953,7 kWh de energia e 1.478,2 libras (670,5 kg) de CO2 economizados por residência.





Como isso funciona?


1- A válvula solenóide é fechada quando o dispositivo é desligado para que nenhuma água possa fluir se o regulador não estiver funcionando.

2- A válvula abre quando o dispositivo é ligado; o usuário pode ligar a água agora.

3- O regulador permite que a água aqueça por 20 segundos (é ajustável) indicado por 1 bip.

4- Após o aquecimento, o regulador inicia o cronômetro de banho por 5 minutos (é ajustável) indicado por 2 bips.

5- O regulador emitirá 1 sinal sonoro de advertência 1 e 2 minutos antes do término do banho.

6- Terminada a hora do banho, o aparelho fecha automaticamente a válvula, interrompendo o fluxo de água. O usuário pode desligar a água e o regulador agora. Isso é indicado por um bipe contínuo.





Instruções


Nota- certifique-se de que a válvula é do tamanho certo e pode suportar a temperatura da água do chuveiro. Certifique-se também de que as conexões e a válvula não contêm substâncias perigosas como chumbo.

1- Desencape 2 fios USB e solde-os no switch e conversor intensificador (boost) (lembre-se de ajustar o conversor para uma tensão de saída entre 6 e 12V). Consulte as fotos abaixo.

2- Construa o circuito usando os esquemas fornecidos na seção "Esquemas" abaixo.

3- Faça upload do código fornecido na seção "Código" abaixo para o regulador usando o IDE do Arduino.

4- Faça orifícios no recipiente de plástico para o interruptor e fios para a válvula solenóide.

5- Passe os fios da válvula solenóide pelo orifício e roube-os com cola quente à prova de água. Em seguida, cole a chave em seu orifício. Depois disso, cole a tela LCD na tampa do recipiente de plástico.

6- coloque o circuito no recipiente e feche a tampa. Certifique-se de que o switch e o LCD estão conectados corretamente à placa de ensaio.

7- Fixe a válvula e suas conexões entre a saída de água e o chuveiro.

8- Cole as tiras de velcro na parte de trás do recipiente de plástico e prenda na parede perto do chuveiro.





Vídeo



Código

  • Código
Código C / C ++
 // Configurações do usuário:----------------------- const float showerTime =5; // Em minutesconst int warmupTime =20; // Em segundos // ------------------------------------- # include  LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); int stat =0; // Isso mantém o controle do status void setup () {// coloque seu código de configuração aqui, para executar uma vez:lcd.begin (16,2); pinMode (13, SAÍDA); // Define o pino 13 como saída (para válvula solenóide) pinMode (10, OUTPUT); // Defina o pino 10 como saída (para campainha piezo)} void loop () {// coloque seu código principal aqui, para executar repetidamente:if (stat ==0) {// Se o status for 0, comece o aquecimento digitalWrite ( 13, ALTO); // Tom da válvula solenóide aberta (10,2000,1000); // Fornece o zumbido de aquecimento para (int i =warmupTime; i> 0; i -) {lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Aquecimento de água:"); // Texto para a linha 1 lcd.setCursor (0,1); lcd.print (String (i) + "segundos"); // Texto para linha 2 delay (1000); } stat ++; // Atualizar status} if (stat ==1) {// Se o status for 1, inicie o tom do temporizador do banho (10,2000,1000); // Dá um zumbido no chuveiro; o aquecimento está atrasado (1500); tom (10,2000,1000); for (int i =showerTime * 60; i> 0; i -) {if (i ==120) {// Se faltarem 2 minutos, dê um tom de alerta (10,2000,1000); } else if (i ==60) {// Se faltar 1 minuto, dê um segundo tom de alerta (10,2000,1000); } lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Chuveiro:"); // Texto para a linha 1 lcd.setCursor (0,1); lcd.print (String (i) + "segundos"); // Texto para linha 2 delay (1000); } stat ++; // Atualizar status} if (stat ==2) {// Se o status for 2, pare o chuveiro e notifique o usuário de que terminou digitalWrite (13, LOW); // Tom da válvula solvenóide fechada (10,2000); // Faz zumbido até que seja desligado lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Chuveiro"); // Texto para a linha 1 lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Tenha um bom dia!"); // Texto para linha 2 delay (2000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Desligue-me"); // Texto para a linha 1 lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Desligue a água"); // Texto para linha 2 delay (5000); }} 

Esquemas

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