Válvula solenoide para água com Arduino

Na primeira parte do projeto que controlará o fluxo de água de um dispenser, mostrei o sensor de fluxo d'água (esse é o link do artigo). Essa é a segunda parte desse artigo, tratando-se da válvula solenóide para água, da UsinaInfo (vide produto), que abrirá ou bloqueará a passagem de água, conforme o limite imposto e medido. Siga esse projeto, garanto que você vai gostar. Quanto à precisão, até agora me parece boa o suficiente, mas de qualquer modo, não vamos homologar esse projeto no INMETRO, portanto não precisamos aferir o resultado com conta-gotas.

Válvula solenóide para água com Arduino Nano

E mais uma vez, vamos utilizar o Arduino Nano no projeto, pelas mesmas razões que sempre cito; ele tem todos os recursos do UNO mas é muito menor e com a board de expansão dos GPIO, dispensamos solda.

Essa válvula solenóide para água, da UsinaInfo (vide produto), tem um filtro em um dos lados. Esse lado que contém filtro deve ser conectado do lado de origem do fluxo de água, de forma a proteger o dispositivo contra entrada de partículas visíveis que eventualmente possam causar entupimentos e/ou mal funcionamento do dispositivo.

Módulo relé

Essa válvula solenóide é 127V, por isso será necessário um relé para seu acionamento. É uma boa ideia pegá-lo junto com a placa de expansão de GPIO do Nano na mesma loja, além de que seu custo é insignificante, como você pode ver nesse link do produto "Módulo relé".

Como eu já venho usando um módulo aqui em diversos projetos, vou utilizá-lo nesse também invés de pegar um novo, mas é exatamente o mesmo módulo. A grande vantagem desse modelo é o optocoupler, que faz isolamento do circuito, protegendo assim o lado digital.

...e a mangueira...

Bem, claro que você vai precisar conectar isso a algo. Eu não vou ligar diretamente a um cano, quero que seja algo portátil. Então optei por utilizar uma mangueira de silicone. Não é barata, mas é ótima, principalmente para água quente - não que venhamos a utilizar água quente, nem é recomendado, já que a válvula solenóide para água  tem uma tolerância baixíssima a temperatura, operando com um máximo de 60 graus Celsius. Mas a mangueira se ajusta muito bem sobre a rosca da válvula, que precisará previamente um enrolamento de fita veda-rosca. Além disso, ela é muito flexível. A mangueira de silicone pode ser comprada na Florêncio de Abreu, caso você seja da cidade de São Paulo, mas também pode ser adquirida online em uma brew shop por exemplo.

...e a válvula again...

Essa válvula solenóide para água tem entrada e saída de 1/2 polegada, de modo que a mangueira para ela deve ser a de 1/2 polegada. O sensor de fluxo d'água também é de meia polegada e desse modo não será necessário emendas.

Deve-se considerar dois fatores para aumentar um pouquinho a precisão; a partir da origem do fluxo, o primeiro dispositivo deve ser o sensor de fluxo d'água e seguidamente a válvula solenóide para água. Entre elas, uma emenda tão mínima quanto possível, preferencialmente sem espaço entre saída e entrada do líquido.

O tamanho da mangueira fica a seu critério. Eu optei por algo pequeno, adquiri 2 metros de mangueira de 1/2 polegada, então cortei um pequeno pedaço para a emenda entre os dispositivos que ficarão alocados em um recipiente simples. Uma parte deve ficar na saída da válvula solenóide e a maior parte deve ser conectada ao lado da origem do fluxo.

Por se tratar de uma mangueira de silicone de 1/2 polegada, é fácil encaixá-la sobre quase qualquer torneira. Desse modo você não precisará de um terminador para a mangueira de silicone.

Fios elétricos

Eu comprei em uma loja perto de casa 2 metros de fio comum, não tem nada de especial. Além disso, comprei as junções macho e fêmea para pode desconectar e guardar o "produto final" após o uso. Você só precisa de um conector de tomada e fio o suficiente para conectar até o relé e depois até a válvula solenoide para água, mas quanto mais capricho, maior a probabilidade de que você tenha um projeto que dê orgulho de guardar. Eu pretendo usar constantemente, por isso estou me atendo a detalhes.

Uma caixa

Você pode utilizar uma caixa de sapato/tênis se desejar, ou então um recipiente plástico de cozinha ou até mesmo uma garrafa pet cortada. Eu peguei uma caixa de tênis infantil da minha filha, assim fica mais compacto. O tamanho mínimo tem que ser suficiente para comportar o Arduino Nano com a board de expansão do GPIO mais o sensor de fluxo d'agua mais a válvula solenóide para água mais as emendas mais o display. Alguns botões serão dispostos e acessíveis fora da caixa para poder selecionar a quantidade de água desejada. O acabamento da caixa (se é que se pode chamar de "acabamento") será feito com Silver Tape, que vai garantir a estabilidade da caixa e também a deixará menos feia. Para prender tudo por dentro, utilizei bastante fita hellermann.

Perigo!

Essa recomendação deveria ter sido feita no começo do artigo, mas pelo menos está antes do video de apresentação do projeto (apresentação essa, feita apenas no próximo artigo relacionado, sendo a finalização).

Perceba que bem ao lado da corrente alternada estará passando um fluxo de água tal qual de uma torneira. Se der um vazamento, o risco de choque ou curto elétrico é altíssimo. Se escapar a mangueira, é fácil se matar, portanto, se realmente for fazer esse projeto, que seja maior de idade, que seja mentalmente são, que pense não só em sua vida mas também na vida alheia. Não deixe crianças por perto, tenha a caixa de disjuntores acessível.

Antes de ligar, garanta que as juntas estejam com fita veda-rosca, que as mangueiras estejam bem fixadas, que as hellermann sobre as juntas estejam bem presas. Verifique se não há vazamentos, deixando a  torneira aberta por um tempo antes de ligar o circuito na tomada.

Código

Por enquanto, não precisa de código, acionar uma solenóide 127V é tão simples quanto acender uma lâmpada, basta acionar o rele. A maior vantagem é que você não precisará se preocupar com a tensão e corrente continua, pois não haverá carga no circuito digital. A conexão da solenóide com o relé será exibida no video do projeto no próximo artigo relacionado, mas se você não sabe ainda como utilizar um módulo relé, sugiro alguns artigos:

• Relé de estado sólido
• Acionamento de relé (montado manualmente)
• Acionamento de relé com ESP8266 e MQTT
• Relé embutido na tomada
• Módulo relé com Onion Omega

Estado atual do projeto

Nesse momento me falta a mangueira, que buscarei em alguns dias, o restante está à mão e estou finalizando a montagem. Ainda ficará melhor do que está (não que agora esteja muito bonito, mas está bem legal e gera mais expectativas), mas já vá observando a ideia.

Eu diria que o projeto final ficará parecido com uma bomba de combustível, mas depois do polêmico projeto da bomba com Arduino, melhor não usar mais o termo.

Próximo artigo relacionado: Finalização

No próximo artigo vamos integrar o Arduino Nano, display LCD 16x2 e os botões para seleção do volume de água a ser liberado e para iniciar a vazão. Vamos verificar a precisão, se algo poderia ser aprimorado (fora a segurança) e adicionar custo por litro por brincadeira. Na questão de segurança, vou dar uma isolada marota na parte elétrica o máximo possível, mas continuará sendo um projeto de riscos, mantenham-se os cuidados.

 Inscreva-se no nosso canal Manual do Maker no YouTube.

Também estamos no Instagram.