Projeto sensor de nível

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
INSTITUTO DE ENGENHARIA – CAMPUS VÁRZEA GRANDE 
 
 
 
PROJETO: 
SENSOR DE NÍVEL PARA CAIXA D’ÁGUA 
 
 
HIURY UMENO 
KELVIN VINICIUS DA SILVA MAGALHÃES 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ, 2017. 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
INSTITUTO DE ENGENHARIA – CAMPUS VÁRZEA GRANDE 
 
 
 
PROJETO: 
SENSOR DE NÍVEL PARA CAIXA D’ÁGUA 
 
 
 
 
Trabalho elaborado para fins 
avaliativos da disciplina Eletrônica 
Analógica e Digital, do Instituto de 
Engenharia, Profª. Aline Flavia Nonato 
da Costa. 
 
HIURY UMENO 
KELVIN VINICIUS DA SILVA MAGALHÃES 
 
 
CUIABA, 2017 
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Sumário 
Introdução ................................................................................................................................... 4 
Materiais ..................................................................................................................................... 5 
Desenvolvimento ........................................................................................................................ 6 
Conclusão ................................................................................................................................. 10 
Bibliográfia ................................................................................................................................ 11 
 
 
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Introdução 
 
O presente relatório tem como objetivo demonstrar a aplicação dos os 
conhecimentos adquiridos durante a disciplina de eletrônica analógica-digital, 
visando assim obter maior aprimoramento dos conhecimentos teóricos a partir da 
execução prática. 
O projeto consiste na montagem de um sensor de nível de água, e este 
projeto será simulado no software multisim e construído em uma placa de ensaio 
(protoboard). Este tipo de sistema é extremamente útil no uso cotidiano visto que 
sistemas hidráulicos automáticos fazem parte de diversas plantas industriais e 
podem ser aplicadas também para área residencial e rural. Este circuito acoplado á 
um sistema de reaproveitamento da água da chuva pode trazer benefícios como á 
economia na conta de água e até fornecer uma opção para uma região que tem 
escassez de água. 
Agora sobre o funcionamento do circuito o principal equipamento usado será 
o CI 555 que é o circuito integrado responsável pela lógica do circuito. Um circuito 
integrado (ou simplesmente C.I.) é um circuito eletrônico que incorpora miniaturas de 
diversos componentes (principalmente transistores, diodos, resistores e capacitores), 
"gravados" em uma pequena lâmina (chip) de silício. O chip é montado e selado em 
um bloco (de plástico ou cerâmico) com terminais que são conectados aos seus 
componentes por pequenos fios condutores[2]. Em segundo plano estão os 
transistores, que podem ser utilizados como amplificadores, porém no que diz 
respeito a este trabalho o interesse nele se restringe a apenas uma das 
características dos transistores, a que lhes permite ser empregado como chaves, um 
dispositivo que permite ou não a passagem de uma corrente elétrica[3]. 
Sendo assim no decorrer do relatório serão descritas a montagem do circuito 
no software multisim, bem como sua montagem no protoboad, serão detalhados os 
equipamentos utilizados, e todos os detalhes envolvidos no desenvolvimento. 
 
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Materiais 
 Para realizar a montagem no projeto foram necessários os seguintes 
componentes: 
1 Protoboard: É uma placa de ensaio com furos e conexões condutoras, onde será 
montado o circuito eletrônico. 
1 Fonte DC : É a alimentação do circuito, o projeto necessita de uma tensão de 15 
V. 
1 CI 555 – Timer : é o circuito integrado responsável pela lógica do projeto. 
2 Transistores NPN - BC 548 : Responsável pelo chaveamento do circuito. 
3 Leds(vermelho, verde, amarelo): Responsável pela indicação do que está 
acionado no circuito. 
10 Resistores (100Ω, 1 KΩ, 10KΩ): Os resistores serão utilizados para proteção dos 
componentes (leds, transistores). 
2 Chaves seletoras (Liga/Desliga): Simulação do acionamento dos níveis. 
Fios: Responsável por realizar as conexões do circuito. 
 
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Desenvolvimento 
A ideia do projeto é realizar a construção física de um sensor de nível para 
uma caixa d’água, contendo nível baixo que indica que a caixa está com pouca 
água, nível alto que indica que a caixa está na sua capacidade máxima e o 
acionamento da bomba que é responsável por movimentar á agua de um 
reservatório para o reservatório principal onde estão os sensores. A partir dessa 
ideia desenvolvemos a seguinte lógica por mapa de Karnaugh. 
Tabela 1: Mapa de Karnaugh 
Nível Baixo Nível Alto Bomba 
0 0 1 
0 1 0 
1 0 1 
1 1 0 
Fonte: Criada pelo autor. 
Expressão: A’B’ + A B’ , simplificando por álgebra booleana obtemos a seguinte 
expressão simplificada: B’(A+A’) . Pela propriedade dos complementos A+A’= 1 , 
então a saída fica sendo apenas B’. 
Figura 1: Desenho do circuito lógico. 
B’ 
A 
 
B’ 
A’ 
 
Fonte: Criada pelo autor 
Através da expressão obtida pelo mapa de Karnaugh chegamos à conclusão 
simplificada de uma porta ‘INVERTIDA’. 
B’ 
B’A
00 
B’A’ 
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Após definição da lógica podemos partir para criação do sistema, para está 
tarefa utilizaremos o CI 555 responsável pela lógica do sistema (acionar/desligar), 
leds, transistores NPN BC-548, responsável pelo chaveamento, resistores, 
interruptores e uma alimentação de 15 V em corrente continua. Os leds serão 
responsáveis por indicar qual nível está ativado, sendo que temos um terceiro led 
que representa a bomba. Ou seja, Nível baixo representado pelo led Amarelo, Nível 
Alto representando pelo led vermelho e a bomba pelo led verde. 
Funcionamento do Projeto 
 Considerando que reservatório principal está vazio (sensor de nível baixo 
desligado) a bomba é acionada e a caixa começa a receber água, após determinado 
tempo á água atinge a altura do nível baixo, o led do nível baixo acende, após mais 
um tempo á caixa continua a receber água da bomba e atinge o nível alto, é quando 
o sensor de nível alto é ativado e manda um sinal para que a bomba seja 
desativada, ou seja, a bomba só irá funcionar caso o nível alto esteja desligado. 
Observe o funcionamento do circuito, conforme a movimentação das chaves. 
Figura 2: Nível alto (vermelho) e nível baixo (amarelo) desligado, bomba ligada (verde). 
 
Fonte: Criado pelo autor. 
 
 
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Figura 3: Nível alto (vermelho) desligado e nível baixo (amarelo) ligado, bomba ligada (verde). 
 
Fonte: Criado pelo autor. 
Figura 4: Nível alto (vermelho) e nível baixo (amarelo) ligado, bomba desligada (verde). 
 
Fonte: Criado pelo autor. 
 
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Após a simulação , o circuito foi construido na placa de ensaio e funcionou 
corretamente com algumas adaptações já que as chaves que ligam e desligam os 
leds substituem o nível da água no reservatório, sendo necessário acionar as 
chaves manualmente; Mas se o circuito fosse colocado na água ele funcionaria 
assim como descrito. Desta forma finalizamos o projeto simulado e físico. 
 
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Conclusão 
Através do discorrer deste relatório podemos constatar de maneira segura o 
quão importante foi à realização de trabalho, fazendo o uso de um circuito 
relativamente simples, mas que tem grande valor didático, pois através dele tivemos 
a oportunidade de efetuar o processo de montagem de um circuito que possui uma 
aplicação extremamente útil em uma situação real. 
Durante a elaboração do trabalho existiram algumas dificuldades, como ofato 
da corrente ser muito baixa e não acionar os leds, e foi resolvido usando um 
transistor. Em virtude dessa dificuldade, o aprendizado e a absorção foram ainda 
maiores. 
Desse modo podemos concluir que, a abstração do conteúdo teórico tem sua 
consolidação ao emprega-lo na pratica utilizando componente físico para a 
montagem do projeto sendo assim fica evidente a importância da conciliação das 
duas partes do estudo. 
 
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Bibliográfia 
 
[1] Nova Eletrônica .Circuito de Controle Automático de Bomba D’água. 
Disponível em <http://blog.novaeletronica.com.br/controle-automatico-de-bomba-
dagua-pelo-nivel-da-caixa-dagua/>. Acessado em 20 de março de 2017 
[2] New Teck . Circuitos Integrados. Disponivel em < http://www.newteck-
ci.com.br/circuitos-integrados.php.> Acessado em 11 de abril de 2017. 
[3] Portal Eletricista .Transistor: principios de funcionamento e aplicações. 
Diponivel em<http://www.portaleletricista.com.br/transistor-funcionamento-e-
aplicacoes/.> Acessado em 11 de abril de 2017.