Automação do sistema de captação e distribuição de água com arduino

Bom dia pessoal, sou novo no fórum e também com o arduino.
Fiz algumas pesquisas sobre arduino e me surgiram diversas idéias para trabalhar com ele.
O que eu pretendo é automatizar o meu sistema de captação/distribuição de água implementando também irrigação de jardim.
Como sou novo no assunto preciso da idéia para como implementar, tipo o que preciso, etc. Eu vi algum vídeo do Garduino mas o meu é um pouco diferente.


Alguns períodos do ano (principalmente quando está bastante quente) a pressão é baixa na linha de água de distribuição, então nós "beneficiários" utilizamos uma caixa de água enterrada para captar a água no nível do solo e distribuir para a caixa d'água no telhado da casa através de uma bomba.

O meu cenário é o seguinte.
Tenho duas caixas de água sendo uma elevada (sobre a casa sendo o reservatório principal que distribui nas tubulações da casa), e a outra, uma caixa d'água enterrada (cisterna) que recebe a água da concessionária de água.
Cada caixa possui uma eletro-bóia, onde caso o nível de água da caixa elevada estiver baixo é acionada a bomba para retirar a água da cisterna e levar para a caixa d'água elevada.
Minha casa tem um poço artesiano que infelizmente a água não é aconselhável para consumo porque por não possuirmos rede de saneamento o lençol freático não é confiável podendo ser contaminado. Esta água do poço artesiano geralmente utilizamos para molharmos jardim ou limpeza e apenas em último caso (quando não há água distribuída pela empresa de água) a utilizamos para encher a caixa d'água principal.
Tenho uma bomba que faz a distribuição da água tanto para o jardim quanto para a caixa d'água elevada. Para controlar a captação e a distribuição para dois locais diferentes serão instalados conexões em "T" sendo:

Para captação um "T":
1-Cisterna enterrada
2-Poço artesiano

Para distribuição um "T":
01-Caixa d'água elevada (Reservatório principal)
02-Irrigação do jardim

Em cada linha da conexão "T" teremos uma válvula solenóide de água e uma chave de fluxo na linha principal (antes da conexão em "T") para caso houver entrada de ar na tubulação a mesma desligará a bomba.


AUTOMAÇÂO DO SISTEMA:

Pra facilitar, vamos chamar os componentes de:

RESERVATÒRIO A - (Cisterna enterrada que recebe água diretamente da concessionária)
RESERVATÒRIO B - (Caixa d'água elevada - reservatório principal)
RESERVATÓRIO C - (Poço artesiano)
TEMPORIZADOR
JARDIM
SOL-A (Solenóide ligada na linha que faz captação do RESERVATÒRIO A)
SOL-B (Solenóide ligada na linha que faz distribuição para o RESERVATÒRIO B)
SOL-C (Solenóide ligada na linha que faz captação do RESERVATÒRIO C)
SOL-D (Solenóide ligada na linha que faz distribuição para o JARDIM)
ELETROBOIA A - (Instalada no RESERVATÒRIO A)
ELETROBOIA B - (Instalada no RESERVATÒRIO B)
CHAVE DE FLUXO (instalada antes da conexão em "T")
BOMBA - (Bomba d'água responsável por captação e distribuição).
BÒIA COMUM - (Instalada no RESERVATÓRIO A para fechar a captação da concessionária)

Quando a ELETROBOIA B indicar nível baixo de água no RESERVATÓRIO B as ações serão as seguintes:

• Desenergizar a tomada do TEMPORIZADOR (Evitar que seja acionado o jardim)

• Ligar a BOMBA

• Acionar a SOL-A (Captar água da Cisterna RESERVATÓRIO A)

• Acionar a SOL-B (Distribuir água para o RESERVATÓRIO B)

Quando a ELETROBOIA B indicar nível alto de água no RESERVATÓRIO B as ações serão as seguintes:

• Energizar a tomada do TEMPORIZADOR (Voltar a automação do jardim)

• Desligar a BOMBA

• Desligar a SOL-A (Corta a captação de água da Cisterna RESERVATÓRIO A)

• Desligar a SOL-B (Corta a distribuição de água para o RESERVATÓRIO B)

Quando a ELETROBOIA A indicar nível baixo de água no RESERVATÓRIO A (cisterna) as ações serão as seguintes:

• Desenergizar a SOL-A (Evitar que seja direcionado para o RESERVATÓRIO A pois não terá água)

• Acionar a SOL-C (Direcionar a captação de água para o RESERVATÓRIO C - Poço artesiano)

JARDIM
Quando o TEMPORIZADOR for acionado conforme programação de ligar as ações serão as seguintes:

• Ligar a BOMBA

• Acionar a SOL-C (Captar água apenas do RESERVATÓRIO C)

• Acionar a SOL-D (Distribuir água para o JARDIM)

Quando o TEMPORIZADOR for desligar serão as ações:

• Desligar a BOMBA

• Desligar a SOL-C (Voltar ao Status normal do sistema - desenergizada as solenóides)

• Desligar a SOL-D (Desligar a distribuição de água para o JARDIM)

Observações sobre o Jardim:
Será ligado pelo temporizador ligado a uma tomada com programação de 2 vezes ao dia.
A água utilizada é apenas do poço artesiano (RESERVATÓRIO C) por não ser uma água muito indicada para o consumo.

SISTEMA DE SEGURANÇA
A CHAVE DE FLUXO será instalada na linha de captação do RESERVATÓRIO C (poço artesiano), para que no caso de uma possível entrada de ar, desligar a BOMBA evitando queimá-la.

Minha preocupação em relação a conflito é quando não houver água nos reservatórios A e B e a CHAVE DE FLUXO não indicar água passando na linha de captação do RESERVATÓRIO C (indicativo de entrada de ar na linha).

Como o sistema ficou complexo, gostaria do apoio de vocês em indicar como poderei fazer tal automação e ainda uma possibilidade de deixar a bomba em manual caso eu precise fazer uma intervenção e utilizar uma mangueira para limpeza de calçada ou outra situação qualquer utilizando a bomba.

RESUMINDO:
A ideia basica é:
1- O jardim será irrigado sempre usando a agua do RESERVATORIO C e disparado por um temporizado (programação de dias e horários).
2- Quando o nivel do RESERVATORIO B estiver baixo e nao for possivel ser alimentado pela rede da rua devido a baixa pressao, a bomba captara agua do RESERVATORIO A.
3- No pior dos cenarios quando nao houver abastecimento pela concessionaria, a bomba sera acionada para captar agua do RESERVATORIO C
4- A alimentação do RESERVATORIO B significa que o temporizador não poderá ser acionado para evitar concorrencia.

Qual arduino e shields eu precisarei como também se há necessidade de outros componentes que eu deverei adicionar ao sistema para que possa funcionar com esta minha lógica, algum outro dispositivo?

Montei um esquemático (desenho) no arquivo do link abaixo.
www . sendspace . com/file/k3ehz1


Muito obrigado pela atenção de todos e uma ótima semana.
Luthius

Amigo para começar vc vai precisar desses itens aqui

http://www.projetoarduino.com.br/produto-27-ethernet_shield_w5100_wiznet (para ter acesso a rede e poder controlar via tablet ou celular)

http://www.projetoarduino.com.br/produto-34-shield_automacao_e_alarme_residencial_v2 (vai ligar e desligar as bombas e ler o estados das eletroboias )

http://www.projetoarduino.com.br/produto-19-arduino_mega_2560 Esse aqui é o cerebro da coisa toda

Com esses shields vc vai poder montar um sistema facil e robusto que faça exatamente como vc descreveu acima as ligações serão todas feitas por bournes (oq traz robustes ao projeto).

Tem que ver a amperagem que suas bombas usam pois não pode ultrapassar 10A

Porem vamos ter que trocar as eletroboias por sensores de nivel de agua

Fantastico. Fiquei interessado.Acho que vou adquirir sim o pacote para implementar, gostaria de saber se terei algum suporte de voces.

Em relação a estes sensores eu consigo eles por aqui, se não, qual o que voce indicaria?

Minhas solenóides e a minha motobomba precisam receber tensão de 127v para funcionarem. Nesta situação posso implementar com estas solenóides ou precisarei de outras?

Como esta modulo de automação residencial é uma Ferrari, posso depois utilizar este módulo para outras situações?

Abaixo vou listar as entradas e saídas, e gostaria de me dizer o que ainda posso fazer aproveitando este módulo. Minha idéia é se possível utilizar para monitoramento com cameras ou alarme.

Entradas:
02 sensores de nível (Caixa elevada e cisterna)
01 sensor de fluxo 3/4"
01 temporizador (acredito que com o arduino não seja necessário podendo ser escrito no programa)

Saidas:
01 Bomba (127 Volts)
04 solenóides (127 volts - Instaladas nos "T" de captação e distribuição)

Obs.:
Eu preciso deixar em aberto uma possibilidade de operar manualmente o meu sistema, tipo, usar uma mangueira para limpeza de calçada, etc. Gostaria de ter esta opção também.

Desde já agradeço pela dica
Gostaria de adiciona-lo no Skype se possível.
Meu usuario é Luth1us

Podemos te dar o suporte sim, mas a maior da parte da programação é vc quem vai fazer.

O sensor que vc vai usar é esse daqui

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-450232962-sensor-de-nivel-p-liquidos-caixa-agua-arduino-pic-aquario-_JM

A tensão das bombas é 127V mas quantos amperes ? ou watts ?

Pode sim usar placa para mais algumas funções acender algumas lampadas, inclusive por falar em lampadas o senhor comentou sobre a qualidade da agua existem lampadas ultravioletas proprias para o tratamento da água na própria caixa dágua, pelo oq eu sei nada sobrevive ao raios UV.

Sobre a pergunta do alarme a placa já é um alarme porem vc vai usar a maioria dos contatos secos para os sensores de nivel de agua e fluxo de agua. e ela não tem nenhuma integração com cameras para isso já existem os dvrs

Sim vc vai poder controlar tudo isso

Entradas:
02 sensores de nível (Caixa elevada e cisterna)
01 sensor de fluxo 3/4"
01 temporizador (acredito que com o arduino não seja necessário podendo ser escrito no programa)

Saidas:
01 Bomba (127 Volts)
04 solenóides (127 volts - Instaladas nos "T" de captação e distribuição)

quanto a operação manual é possivel

Obrigado pelo retorno.
Pretendo "guardar" a placa do arduino-shield dentro de casa - por conta disto, minha preocupação no momento é em relação as distancias entre os sensores e a placa (arduino-shield).
O reservatório principal fica no teto da casa (3,2 metros de altura), ou seja, o fio do sensor de nível vai ficar distante da placa em pelo menos uns 4 metros.
O reservatório secundário ficará próximo da bomba, entretanto mais distante da casa , ou seja o nível deste reservatório ficará em torno de 7,5 metros distante da casa.
O sensor de fluxo ficará também distante por conta de ficar ligado na linha dágua próximo a bomba.
Como estamos falando de sensores de baixa tensão, minha preocupação é devido às perdas devido a distancia entre a placa e o ponto de medição dos sensores.
Qual a melhor sugestão. Mesmo que fique próximo a bomba (ponto onde teremos os sensores de nível da cisterna e de fluxo mais próximos) ainda tem a distancia em relação ao sensor de nivel do reservatório principal.

Quanto a distancia não se preocupe pois apesar de baixa tensão é digital 0 e 5V mesmo que essa tensão caia com a distancia (estariamos falando de 100 metros),
Cairia para 3v por exemplo ainda o microcontrolador entenderia como 3v = 1 e 0v = 0

Estou ficando bem animado com o projeto.
Sobre a amperagem da bomba é menor que 10A, em torno de 5A no máximo.

Voce disse que todas as ligações serão feitas através de bornes, ou seja, não precisarei soldar nada né mesmo? O shield também será de encaixe?

Minhas entradas serão 5 sensores (02 de nível para cada reservatório - LSH e LSL - e um de fluxo).
Nas especificações é mencionado 8 Sensores de movimento ou chaves de contato e 8 Conexões para sensores de leitura analogica 16 no total? Me restarão 11 livres?

Tem possibilidade do diplay ser LCD Backlight azul e letras em branco?

Só confirmando, com o shield ethernet poderei controlar do computador ou do celular?


ESPECIFICAÇÔES
10 Relês de alimentação de 12V - 110/220VAC.
8 Sensores de movimento ou chaves de contato.
1 saidas de 12V 1,5A.
1 Saida 12V 600ma.
2 Entradas opto acopladas.
1 Soquete para conexão de modulo bluetooth (não acompanha o modulo).
1 Soquete para adição do APC 220 (não acompanha o APC 220).
1 LCD 16x2 com Backlight (Backlight pode ser desligado ou diminuir a
intesidade).
8 Conexões para sensores de leitura analogica

Aguardando retorno para fechar o negócio.

No seu projeto vc vai usar 3 sensores, 2 de nivel de agua 1 de fluxo, restam 5 entradas de contatos, e 8 entradas analógicas, o lcd é com back light azul e letras brancas

Sim o shield ethernet vc vai ter acesso web tanto pelo pc quanto pelo celular,

Ah não se esqueça de ao concluir sua compra adicionar um RTC este necessario para programar tempo que a bomba vai funcionar, quais horarios pode ligar e tudo mais http://www.projetoarduino.com.br/produto-25-rtc_i2c_ds1307_modulo

Vou comprar !
Estava vendo o vídeo no youtube sobre o shield, lá menciona que acompanha um LCD de 20X4 (0:45s) - isso mesmo?
Sobre os sensores de nível acho que ficaria assim, me corrija se estou enganado.

02 no Reservatorio principal sendo:
01 para nível alto (Desligar a bomba - Abastecimento)
01 para nível baixo (Acionar a bomba - Abastecimento)

Na cisterna sendo:
01 para nível baixo (Acionar a bomba para abastecer o reservatório principal com a água do poço artesiano)

01 sensor de fluxo ligado na bomba

04 sensores no total.

Ultima pergunta, qual a dimensão dele todo montado. COMPRIMENTO X ALTURA X PROFUNDIDADE ?
Aguardo retorno para finalizar a compra

Quanto aos sensores vc vai definir sua necessidade

O video mostra uma versão antiga que não tenho mais a venda, o que vc vai levar é o que está no site.

Dimensões

Comprimento 18cm x largura 12,5CM x altura 3 cm

Obrigado pelo retorno.
E sobe soldagem, voce ficou sem responder.
Voce disse que todas as ligações serão feitas através de bornes, ou seja, não precisarei soldar nada né mesmo? O shield também será de encaixe?

Vou precisar deste RTC realmente? A minha idéia é que o meu programa faça esta contagem de tempo ao acionar alguma saída e então desligar ou ligar....

não vai precisar soldar nada na placa, logico que sensores e cabeamento até a placa vão precisar de solda ou emendas, dá pra fazer sem o rtc fica ao seu criterio

Vou instalar na parede, vou providenciar um local bem seguro para o conjunto (shield-Arduino).
E para alimentação do conjunto, vem alguma fonte? Como geralmente pode ser feita esta alimentação?

Tem como enviar o source conforme informado no video no youtube.

Faça esse pedido pelo email projetoarduino@gmail.com

Bom dia pessoal..
Achei muito interessante esse projeto e irei aplicar ele em minha casa.
Mas eu tenho uma dúvida quanto ao sensor de nível.

Como eu posso instalar ele em uma Cisterna, visto que a mesma irá ficar enterrada.
Eu estou pesando em uma possível manutenção do sensor no futuro.
Alguém tem alguma idéia?
Obrigado