Meu TCC: Chuveiro Inteligente 🚿🧠

Neste post vou falar um pouco sobre meu trabalho de conclusão de curso de engenharia de Energia. Nele projetei um chuveiro “inteligente”. Bora lá conhecer um pouco desse trabalho.

UMA BREVE INTRODUÇÃO

O trabalho foi realizado no Brasil, onde muitas residências têm chuveiros elétricos. O chuveiro elétrico não é nada mais chuveiro à qual possui uma resistência elétrica, onde água transita para se aquecer e cair na nossa cabeça (meio doido isso de imaginar). Durante o curso eu sempre ouvia que o chuveiro era um vilão para sistema de energia, pois ele, mais consumia energia numa residência. Para além disso, esse consumo ocorria no período onde a demanda da rede já era grande. Como sempre fui curioso (e teimoso), resolvi entender esse bicho e ajudar na causa.

Resolvi unir duas áreas que gosto, Energia e TI, trazendo o IOT (Internet das coisas) para o chuveiro e transformando o vilão num bom mocinho (não foi bem assim kkk, na realidade apenas rolou espionagem do vilão). Antes de apresentar o dispositivo desenvolvido e o sistema de espionagem, vamos entender um pouco sobre o chuveiro elétrico. Vou trazer citação que coloquei no TCC de Pinheiro e Sangoi.

O chuveiro elétrico é uma tecnologia brasileira, desenvolvida no fim dos anos 40, que, devido à sua difusão, modificou os hábitos de banho do povo brasileiro. Se num primeiro instante, a sua difusão permitiu uma melhoria na qualidade de vida, hoje se tornou um problema do ponto de vista energético (PINHEIRO, 2006; SANGOI, 2015).

Os primeiros chuveiros elétricos industriais desenvolvidos no Brasil eram de metal, bagulho doido véi, juntar água + Metal + Energia elétrica e tomar banho, o inventor com certeza tinha falta parafusos (para ser um bom inventor é necessário).

Na figura, apresento o princípio de funcionamento do chuveiro elétrico, com um pouco de conhecimento sobre elétrica é algo simples de se entender. A corrente elétrica quando passa pela resistência, gera calor e esse calor é transferido para a água que aumentando a temperatura.

Depois dos primeiros modelos, que chamo de tradicionais no trabalho, vieram outros até chegar nos mais difundidos até o momento (2022), os eletrônicos.

O que eu fiz no trabalho, foi pegar um desses chuveiros eletrônicos e alguns sensores e mostrar para o usuário, chamei de inteligente, isso foi feito acoplando um dispositivo extra que desenvolvi para monitorar e controlar ele remotamente ( a inteligência lklkkl ).

SISTEMA PROPOSTO

A ideia do sistema é apresentada na figura abaixo, onde um usuário pode controlar o chuveiro diretamente durante o banho ou remotamente pelo serviço provido na “nuvem” (um pc velho). A “inteligência” que tem no título seria os sensores de coleta de dados que o dispositivo tem , que trabalham em conjunto com o servidor, enviando os dados para ele e serem apresentados ao usuário.

Na figura 15 apresento o modelo de comunicação do sistema e na figura 16 o modelo do hardware do dispositivo que desenvolvi.

O dispositivo foi desenvolvido utilizando um esp32 e e alguns sensores e o código deixei no github (sempre precisa de melhorias, mas compriu seu propósito).

MATERIAIS UTILIZADOS

Na tabela 1 apresento os componentes utilizados para montar o hardware

Na tabela 2 os softwares utilizados para criar todo sistema.

Alguns testes que realizei conforme eu ia montando o dispositivo ficam na figura abaixo.

No final saiu esse Frankenstein aí, não era bonito mas funcional.

RESULTADO

Na figura abaixo tem meu chuveiro e dispositivo (sim, testei no meu chuveiro, meio doido kkk) acoplados. O dispositivo foi feito de modo a ser não invasivo, podendo ser acoplado a qualquer chuveiro elétrico. O dispositivo coleta informações de corrente, tensão e temperatura, que são utilizados para poder saber o consumo do chuveiro em tempo real. Além disso, ele controla a potência entregue ao chuveiro e com isso a temperatura de saída.

Essas informações coletadas são mostradas ao usuário em tempo real num dashboard, apresentado na figura abaixo.

Os dados são guardados num banco de dados de séries temporais. Os dados armazenados poderam ser utilizados em futuras análises de dados.

Em suma,o trabalho realizado foi interessante , pois consegui percorrer vários campos de conhecimento indo desde da programação de microcontrolador, montagem de hardware, deploy de sistemas e comunicação IoT e no final entregar um produto minimamente viável.

Para saber mais sobre o trabalho podes ler o arquivo final aqui.