APLICAÇÃO DE SENSOR DE PRESENÇA

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APLICAÇÃO DE SENSOR DE PROXIMIDADE EM ELETROELETRONICOS PARA CONTROLE DO CONSUMO DE ELETRICIDADE E AGUA
Marques V*, Igor; Jesus H*, José; Neto*P, Hermano; Lucas B*, Thiago; Correa L*, Souza.
E-mail(s): igorvinicius _vc@hotmail.com, rick2005@uai.com.br, netohermano@hotmail.com thiagobatistalucas@gmail.com, luangeloconstrurede@hotmail.com,
Disciplina Integradora III – Robson Da Silva
Resumo
Este projeto tem o objetivo de estudar e construir um circuito, sensor de proximidade que será usado em eletroeletrônicos para a economia de energia elétrica e também de água. Foi construído e aplicado um sensor que através de deflexão de infravermelho aciona uma solenoide adaptada em uma torneira no intuito de reduzir o consumo de água, foi aplicado também em um monitor de computador para diminuição de consumo de energia elétrica, evitando que o mesmo fique ligado quando o usuário permaneça fora do campo de visão do monitor. O sensor consiste em um diodo emissor infravermelho e um foto trânsito colocado lateralmente ao emissor. Ele apresentou uma eficiente ferramenta no controle e economia de água e energia elétrica.
Palavras-chave: Sensor de proximidade, Eletroeletrônicos, Energia elétrica. 
Abstract 
	This project aims to study and build a circuit, proximity sensor that is used in electronics for saving electricity and also water. A sensor using infrared deflection was constructed and applied triggers a solenoid adapted into a tap in order to reduce water consumption, it has also been applied on a computer monitor to decrease power consumption, avoiding that it becomes attached when the user remains outside the monitor view. The sensor consists of an infrared emitting diode and photo transit placed laterally to the transmitter. He presented an efficient tool in the control of water and electric energy.
Keywords: Proximity Sensor, Electronics, Electricity.
Introdução
A energia elétrica e a água são recursos que estão diretamente interligados. Principalmente se considerarmos que as usinas geradoras de quase toda a eletricidade consumida no Brasil são hidrelétricas e dependem diretamente da água para funcionar. Portanto, quem economiza água está ao mesmo tempo economizando energia elétrica, e vice-versa. E ainda há um ponto de fundamental importância a ser lembrado: energia elétrica e água são energias finitas! 
Mesmo que a quantidade de água no planeta seja de um bilhão, trezentos e sessenta milhões de metros cúbicos, isso não significa que devemos nos despreocupar com essa substância que é a base da vida. Conforme dados do International Hydrological Programme da UNESCO, a água doce de fácil acesso em lagos, rios e lençóis subterrâneos pouco profundos, representa apenas 0,3% do total do volume de água. Devido à poluição dos rios e do solo, além do crescimento populacional e das atividades humanas, esse pequeno percentual está diminuindo. Combater a perda desses recursos deve ser uma das diretrizes da sociedade moderna. Mas muito mais do que consumo consciente, é preciso uma mudança de hábito da população. A prática de atitudes diárias de combate ao desperdício de água e luz preserva os recursos naturais, evita problemas de abastecimento, além de contribuir para a sobrevivência e o desenvolvimento da humanidade. 
Presentes em sensores de estacionamento, portas automáticas, sistemas de segurança e smartfones, entre outros equipamentos, os sensores de proximidade são dispositivos que identificam a presença e a distância de um objeto nos arredores sem a necessidade de contato direto e acionam um circuito elétrico que ativa um mecanismo – um alarme sonoro, o movimento de uma porta ou o display de um celular, por exemplo.
 Sensor infravermelho
O princípio desse tipo de sensor de proximidade se baseia na detecção de objetos a partir de reflexão de raios de luz infravermelha. Um equipamento com esse sensor emite luz invisível e, quando um objeto entra em seu raio de alcance, o dispositivo mede os fótons – partículas de luz – que foram defletidos pelo material “invasor”, acionando, assim, um circuito elétrico.
Neste projeto foi desenvolvida a construção e demonstração de um protótipo, demonstrando na prática sua viabilidade, das quais foram desenvolvidas as etapas de planejamento e construção do sensor de proximidade, que fosse capas de acionar um monitor de PC (Computador pessoal) e também uma torneira elétrica.
Materiais e Métodos
Neste trabalho foram utilizadas pesquisas bibliográficas, testes laboratoriais e teóricos sobre formas de produzir e utilizar um sensor de proximidade por infravermelho. Aplicações em circuitos residenciais visando economia no consumo de energia elétrica e água.
O sensor foi elaborado de forma a mostrar como o sensor pode ser utilizado para redução do consumo de energia elétrica e água. O embasamento teórico foi construído por meio de estudo em um artigo e de livros ligados a área de eletrônica e automação destacando principalmente Funcionamento dos sensores ópticos.
O sensor foi construído utilizando-se um LED emissor de infravermelho e um foto transistor como receptor [1]. A luz infravermelha gerada pelo LED é recebida pelo foto transistor e aplicado na entrada de um circuito integrado comparador lógico o qual aciona através de sua saída um rele de 6v que suporta cargas de ate 220v [3].
A figura 1 apresenta os principais componentes do circuito controlador.
 
 LM741 LED infravermelho fototransisto
 Figura 1.
A figura 2 apresenta o circuito utilizado no sensor.
 Circuito
Figura 2.
O circuito descrito na figura 2 foi utilizado par controlar uma válvula solenóide acoplada a uma torneira de pia de cozinha para aferição e controle do consumo de água durante o uso cotidiano em residências.
Pensando se na economia de energia elétrica em ambientes corporativos onde grandes números de computadores ficam ligados por um longo período de tempo. Utilizamos também o sensor para controlar o funcionamento de um monitor de computador para que o mesmo permaneça ligado apenas quando o usuário estiver o próximo ao campo de visão da tela, evitando que o mesmo fique ligado quando não está em uso. 
Resultado e Discussão
No primeiro teste realizado, foi calculado para efeito de controle, o volume de água fornecido por uma torneira de residência e constatamos que uma torneira de cozinha fornece o volume de 15 litros d água por minuto. Depois de realizada a aferição monitorada o tempo no qual essa torneira ficou ligada ao se lavar um número de utensílios típicos de cozinha, onde o tempo de uso nesta tarefa foi de 5min gerando consumo medido de 75 litros de água, depois de instalado o sensor de proximidade na torneira foi monitorado novamente o tempo em que a torneira ficou ligada ao se lavar o mesmo número de utensílios, onde se constatou que o tempo que a torneira ficou ligada reduziu para 3min e 20s, e o consumo de água foi de 50 litros apenas, chegando a uma economia de 33.4% no consumo de água. Para que não houvesse influencia no resultado não foi informada a pessoa que lavou os utensílios que seria feito tais aferições.
Na figura 3 é apresentado o gráfico de desempenho do teste.
Figura 3
No segundo teste, utilizando se de um princípio mais teórico, foi calculado o tempo em que os 30 computadores do laboratório I de informática da nossa faculdade ficam ligados no período noturno, que seria de 3h, foi constatado que a média de consumo de cada monitor e de 100W, totalizando um consumo total de 3000w, consumo= (3000[W]/1000) x 3[h]= 9Kw/h x 22 dias)= 198Kw/h mês, consumo este gerado apenas pelos monitores. Ao se calcular também a média de tempo em que esses computadores ficam ligados sem que ninguém os esteja utilizando, chegou se a um resultado de 16min em media em um dia típico de aula. Se aplicado o sensor de proximidade seria geradauma redução de 9% do consumo, consumo com aplicação de sensor de proximidade= (3000[W]/1000) x 2.73[h] = 8.19KW/h x 22 dias)= 180Kw/h mês, totalizando uma redução de 18Kw/h mês, que seria suficiente para suprir os monitores por dois dias. Podendo ser analisado nas tabelas a seguir.
Tabela 1 (Consumo sem emprego do sensor).
	Média de consumo (W)
	Médio consumo (W)
	Tempo de uso diário (h)
	Consumo total diário (Kw/h)
	Consumo mensal (Kw/hmês)
	30
	100
	3
	9
	198
	Numero de monitores
	Média de consumo (W)
	Tempo de uso diário (h)
	Consumo total diário (Kw/h)
	Consumo mensal (Kw/hmês)
	
30
	
100
	
2,73
	
8.19
	
273
Tabela 2 (Consumo com emprego do sensor).
Conclusão
De acordo com a pesquisa e pelo desenvolver do projeto foi observado que um sensor de proximidade e completamente viável no intuito de promover a redução do desperdício de água e energia elétrica, trazendo considerável redução no consumo de água e uma satisfatória redução no consumo de energia elétrica dentro do modelo de testes ao qual foi submetido.
Bibliografia 
1 http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/7841-como-funcionam-os-sensores-opticos-art1051
2 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf
3 Optoelectronics Theory & Practice Alan Chappel ( ed ) Texas Instruments McGraw-Hill 197