Conceito.
Nosso marcador de nível será
baseado em sensores de contato (ou boias/flutuadores com
interruptores magnéticos) colocados em diferentes alturas dentro do
reservatório. Quando o líquido atinge o sensor, ele fecha um
circuito, acendendo um LED correspondente ao nível.
Para simplificar e manter a
segurança, vamos usar um circuito que não exige que os componentes
eletrônicos fiquem em contato direto com o líquido inflamável (no
caso de combustível). Em vez disso, usaremos sensores reed switch
(interruptores magnéticos) acionados por um ímã dentro de uma
boia.
Componentes Necessários
Aqui está o que você vai
precisar para este projeto:
Sensores:
3 a 5x Reed Switches
(Interruptores Magnéticos). A quantidade dependerá de quantos
níveis você quer indicar.
1x Ímã pequeno e forte (para
ser colocado dentro da boia).
1x Boia pequena (pode ser de
plástico, isopor ou uma cápsula oca e selada que flutue no
líquido).
LEDs:
3 a 5x LEDs (cores diferentes
para cada nível, se quiser, como verde para cheio, amarelo para
médio, vermelho para baixo).
3 a 5x Resistores de 220Ohms (para proteger os LEDs).
Transistores:
3 a 5x BC547 (NPN) - Um para
cada LED/nível. Eles atuarão como chaves eletrônicas para acender
os LEDs.
Resistores de Polarização:
3 a 5x Resistores de 10kohms (para as bases dos transistores).
Placa:
1x Protoboard (para
prototipagem) ou Placa de circuito impresso (PCB) / Placa de
terminais (perfboard) para a versão final.
Fios:
Fios jumpers (para protoboard)
ou fios comuns (para soldar).
Fonte de Alimentação:
Bateria de 9V ou Fonte DC de 5V
a 12V.
Outros:
Pedaço de tubo rígido (PVC,
acrílico): Para montar os reed switches verticalmente dentro do
tanque.
Material para vedação: Para
garantir que o tubo e os fios não vazem do tanque (silicone, resina
epóxi).
Diagrama do Circuito (Exemplo
com 3 Níveis)
Vamos desenhar o circuito para 3
níveis: Cheio, Médio e Baixo. Você pode expandir isso para mais
níveis facilmente.
Parte do Sensor (Dentro do
Tanque):
VCC (+5V a +12V)
|
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+-------------------------------------+
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[Sensor 1 (Reed Switch)]
(Nível "Cheio") |
(Boia com Ímã - Quando
alcança este sensor, ele fecha)
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+------- Fio para o
Circuito Externo (Sinal Nível Cheio)
|
|
[Sensor 2 (Reed Switch)]
(Nível "Médio")
|
|
+------- Fio para o
Circuito Externo (Sinal Nível Médio)
|
|
[Sensor 3 (Reed Switch)]
(Nível "Baixo")
|
|
+------- Fio para o
Circuito Externo (Sinal Nível Baixo)
|
|
GND
Montagem do Sensor: Os reed
switches seriam fixados verticalmente ao longo do tubo, em diferentes
alturas. A boia, com o ímã dentro, desliza livremente ao longo do
tubo. Quando o nível do líquido sobe, a boia sobe e, ao passar por
um reed switch, o ímã aciona o interruptor, fechando-o.
Parte do Indicador (Fora do
Tanque):
VCC (+5V a +12V)
|
|
+---------------------+
| |
| |
LED1 (VERDE - CHEIO)
LED2 (AMARELO - MÉDIO) LED3 (VERMELHO - BAIXO)
| |
|
R1 (220 Ohm) R2
(220 Ohm) R3 (220 Ohm)
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Coletor Q1 (BC547)
Coletor Q2 (BC547) Coletor Q3 (BC547)
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Emissor Q1
Emissor Q2 Emissor Q3
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GND
GND GND
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Base Q1
Base Q2 Base Q3
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R4 (10k)
R5 (10k) R6 (10k)
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(Sinal Nível Cheio) (Sinal
Nível Médio) (Sinal Nível Baixo)
(Do Reed Switch 1) (Do Reed
Switch 2) (Do Reed Switch 3)
Como Funciona:
Reed Switches: Cada reed switch
tem um lado conectado ao VCC (através de um resistor pull-up para o
sinal) e o outro lado conectado à entrada do transistor (base via
resistor de 10kohms. Quando o ímã da boia passa por um reed
switch, ele se fecha.
Transistor (BC547): Quando um
reed switch fecha, ele fornece um pequeno sinal (corrente) para a
base do transistor BC547 correspondente (via o resistor de
10kohms).
LED: A corrente na base do BC547
faz com que ele "ligue" (entre em saturação), permitindo
que a corrente flua do VCC através do LED e seu resistor limitador
de corrente (220Ohms) até o coletor do transistor e, em seguida,
para o emissor (que está conectado ao GND), acendendo o LED.
Montagem e Implementação
1. Preparação do Sensor
(Dentro do Tanque):
Tubo: Pegue o tubo rígido (PVC
ou acrílico) que será inserido verticalmente no tanque.
Reed Switches: Fixe os reed
switches dentro ou fora do tubo em diferentes alturas. Você pode
usar cola quente, fita isolante ou abraçadeiras plásticas para
mantê-los no lugar.
Fios: Solde fios finos aos
terminais de cada reed switch. Leve todos os fios (um para cada reed
switch + um comum para o GND) para fora do tanque através de um
ponto de saída.
Boia: Certifique-se de que sua
boia flutua e desliza livremente ao longo do tubo. Insira o ímã
dentro dela e sele a boia para evitar a entrada do líquido.
Vedação: O ponto de saída dos
fios do tanque deve ser perfeitamente vedado para evitar vazamentos e
a entrada de umidade no sistema eletrônico (especialmente crucial
para combustível). Silicone automotivo ou resina epóxi são boas
opções.
2. Montagem do Circuito
Indicador (Fora do Tanque):
Protoboard (para teste): Monte o
circuito conforme o diagrama na protoboard. Conecte os resistores,
transistores, LEDs e os fios vindos dos reed switches.
Placa de Terminais ou PCB (para
versão final): Depois de testado na protoboard, você pode soldar os
componentes em uma placa de terminais (perfboard ou stripboard) para
maior durabilidade. Para um acabamento mais profissional e robusto,
especialmente se for para um ambiente mais hostil, o ideal seria
projetar e fabricar uma PCB.
Organização: Agrupe os
componentes por nível (LED, resistor de LED, transistor, resistor de
base).
Trilhas de Alimentação: Use
trilhas ou jumpers claros para VCC e GND.
Identificação: Marque
claramente os pinos para os fios dos reed switches e para a
alimentação.
3. Teste:
Alimentação: Conecte a bateria
ou fonte de 5V-12V ao circuito.
Teste dos LEDs: Sem os reed
switches conectados, você pode tocar um fio de cada base de
transistor (via o resistor de 10k) ao VCC para ver se o LED acende.
Teste com Ímã: Use o ímã da
boia para acionar cada reed switch manualmente e verificar se o LED
correspondente acende.
Teste no Tanque: Insira a
estrutura do sensor no tanque. Adicione líquido gradualmente e
observe se os LEDs acendem na sequência correta.
Considerações Importantes
Segurança (Combustível): Se
for para combustível, é crucial que a parte eletrônica esteja fora
do tanque e hermeticamente selada. Os reed switches são selados e
podem ser usados dentro do tanque, mas os fios devem ser adequados
para o ambiente. Evite qualquer tipo de faísca!
Precisão: A precisão dependerá
do número de reed switches que você usar e da precisão da sua
montagem.
Histerese: A boia pode ter um
pequeno atraso na subida e descida devido à inércia ou atrito.
Vibração: Em veículos, a
vibração pode causar leituras instáveis. Considere amortecimento
ou software para estabilizar as leituras se for um problema.
Corrosão: Se o líquido for
corrosivo, certifique-se de que os materiais do tubo, fios e boia são
resistentes a ele.
Este projeto é um excelente
ponto de partida. Você pode expandi-lo adicionando um
microcontrolador (como um Arduino) para ter mais funcionalidades,
como um display LCD, alertas sonoros, ou até comunicação sem fio.
Se tiver alguma dúvida sobre a
escolha dos componentes ou a montagem, me diga!
faça um projeto simples de
marcador de nivel para combustivel ou liquidos
Mostrar raciocínio
Entendi! Vamos novamente criar
um projeto simples de marcador de nível para combustível ou
líquidos, focando na simplicidade e segurança, especialmente se for
para líquidos inflamáveis.
Este projeto usará sensores de
contato (reed switches) e uma boia com ímã para detectar o nível,
e LEDs para a indicação visual. É uma solução robusta e fácil
de montar.
Conceito do Projeto
O objetivo é indicar o nível
de um líquido (como água, óleo, ou até combustível, com as
devidas precauções de segurança) usando uma série de LEDs. Cada
LED representará um nível específico (por exemplo, Cheio, Médio,
Baixo).
A detecção do nível será
feita por reed switches (interruptores magnéticos selados) que serão
acionados por um ímã fixado dentro de uma boia. À medida que o
nível do líquido sobe ou desce, a boia se move, ativando os reed
switches em diferentes posições.
Componentes Necessários
Para montar este marcador de
nível simples, você precisará dos seguintes itens:
Sensores de Nível:
3 a 5x Reed Switches
(Interruptores Magnéticos). A quantidade depende de quantos pontos
de nível você deseja monitorar.
1x Ímã pequeno e forte (que
caiba dentro da boia).
1x Boia pequena (pode ser de
plástico, isopor ou outro material leve e selado que flutue no
líquido e possa conter o ímã).
1x Tubo rígido e não condutor
(PVC, acrílico, etc.) para montar os reed switches verticalmente
dentro do tanque.
Componentes Eletrônicos (para o
painel indicador):
3 a 5x LEDs (diferentes cores
para cada nível, se desejar: ex. verde para cheio, amarelo para
médio, vermelho para baixo).
3 a 5x Resistores de 220Ohms (para limitar a corrente dos LEDs).
3 a 5x Transistores NPN BC547
(um para cada LED, atuando como chave).
3 a 5x Resistores de 10kohms (para polarizar as bases dos transistores).
Placa de Montagem:
1x Protoboard (para testes e
prototipagem) ou Placa de Terminais (Perfboard/Stripboard) para a
montagem final.
Fiação:
Fios jumpers (para protoboard)
ou fios elétricos finos (para soldar).
Fonte de Alimentação:
1x Bateria de 9V ou Fonte DC de
5V a 12V.
Materiais para Vedação:
Silicone, resina epóxi ou outro
selante adequado para vedar a entrada dos fios no tanque (CRUCIAL
para líquidos).
Diagrama do Circuito (Exemplo
com 3 Níveis)
Vamos ilustrar o circuito para 3
níveis: Cheio, Médio e Baixo. Você pode adicionar mais níveis
repetindo o mesmo padrão.
Parte do Sensor (Dentro do
Tanque):
VCC (+5V a +12V)
|
|
+-------------------------------------+
|
|
|
|
[Reed Switch 1] (Nível
"Cheio") | <-- Boia com Ímã aqui
(Fixado na parte superior do
tubo) |
|
|
+------- Fio de Sinal 1
(Para o Circuito Externo)
|
|
[Reed Switch 2] (Nível
"Médio") | <-- Boia com Ímã aqui
(Fixado no meio do tubo)
|
|
|
+------- Fio de Sinal 2
(Para o Circuito Externo)
|
|
[Reed Switch 3] (Nível
"Baixo") | <-- Boia com Ímã aqui
(Fixado na parte inferior do
tubo) |
|
|
+------- Fio de Sinal 3
(Para o Circuito Externo)
|
|
GND (Fio Comum para
todos os Reed Switches)
Montagem Física: Os reed
switches são espaçados verticalmente dentro ou ao longo do tubo. A
boia, com o ímã, desliza livremente pelo tubo. Quando o líquido
atinge a altura de um reed switch, o ímã o aciona, fechando o
circuito.
Parte do Indicador (Painel
Externo):
VCC (+5V a +12V)
|
|
+---------------------+---------------------+
| |
|
LED VERDE LED
AMARELO LED VERMELHO
(Nível Cheio)
(Nível Médio) (Nível Baixo)
| |
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R_LED (220 Ohm)
R_LED (220 Ohm) R_LED (220 Ohm)
| |
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|
Coletor Q1 (BC547)
Coletor Q2 (BC547) Coletor Q3 (BC547)
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Emissor Q1
Emissor Q2 Emissor Q3
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GND
GND GND
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Base Q1
Base Q2 Base Q3
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R_Base (10k)
R_Base (10k) R_Base (10k)
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(Fio de Sinal 1) (Fio de
Sinal 2) (Fio de Sinal 3)
(Do Reed Switch 1) (Do Reed
Switch 2) (Do Reed Switch 3)
Como o Circuito Funciona:
Reed Switches como Chaves: Cada
reed switch atua como uma chave. Quando o ímã da boia está
próximo, ele fecha o circuito, permitindo que uma pequena corrente
flua do VCC (via o resistor de 10kohms) para a base do transistor
correspondente.
Transistor (BC547) como
Amplificador/Chave: A pequena corrente na base do transistor o "liga"
(faz com que ele conduza). Isso permite que uma corrente muito maior
flua do VCC, através do LED e seu resistor de 220Ohms, para o
coletor do transistor e para o GND, acendendo o LED.
Indicação Visual: Cada vez que
um reed switch é ativado, o LED correspondente acende, indicando que
o nível do líquido atingiu aquele ponto.
Montagem e Implementação
1. Preparação da Unidade
Sensora (Para dentro do Tanque):
Montagem dos Reed Switches: Fixe
os reed switches no tubo rígido nas alturas desejadas para cada
nível. Use cola quente, fita isolante resistente à água ou
abraçadeiras plásticas.
Fiação dos Reed Switches:
Solde um fio a um terminal de cada reed switch. O outro terminal de
todos os reed switches deve ser conectado a um fio comum que será o
GND da unidade sensora.
Boia com Ímã: Certifique-se de
que o ímã está bem fixo dentro da boia e que a boia está selada e
flutua livremente no líquido.
Vedação: Este é o passo mais
crítico para a segurança e durabilidade. O ponto onde os fios saem
do tanque deve ser completamente vedado para evitar vazamentos do
líquido e a entrada de umidade na fiação. Use silicone de alta
qualidade, resina epóxi ou buchas de vedação.
2. Montagem do Circuito
Indicador (Painel Externo):
Protoboard (Teste Inicial):
Comece montando o circuito na protoboard. Isso permite testar e
corrigir erros facilmente.
Conecte os LEDs com seus
resistores de 220Ohms do VCC ao coletor do transistor.
Conecte o emissor de cada
transistor ao GND.
Conecte os resistores de
10kohms da base de cada transistor aos fios de sinal que virão
dos reed switches.
Placa de Terminais (Montagem
Final): Uma vez que o circuito funcione na protoboard, transfira-o
para uma placa de terminais (perfboard ou stripboard). Solde os
componentes cuidadosamente.
Organize os componentes de forma
lógica, agrupando os LEDs, resistores e transistores de cada nível.
Crie pontos de conexão claros
para os fios que vêm do tanque e para a fonte de alimentação.
3. Teste do Sistema:
Teste de Continuidade: Antes de
ligar a alimentação, use um multímetro para verificar se não há
curtos-circuitos.
Teste dos LEDs: Conecte a fonte
de alimentação. Com um pequeno ímã, aproxime-o de cada reed
switch (sem estar no líquido) para ver se o LED correspondente
acende.
Teste no Tanque: Insira a
unidade sensora montada no tanque. Adicione líquido gradualmente e
observe se os LEDs acendem na sequência esperada (primeiro o de
baixo, depois o do meio, depois o de cima).
Considerações Importantes para
o Projeto
Segurança (Combustível): Se
for para combustível, a segurança é primordial.
NUNCA coloque componentes
eletrônicos que não sejam intrinsecamente seguros dentro do tanque
de combustível. Os reed switches são selados, mas a fiação e as
conexões devem ser robustas e bem vedadas.
TODO o circuito eletrônico
(LEDs, resistores, transistores) DEVE ficar FORA do tanque, em uma
caixa selada, longe de vapores inflamáveis.
Use fios de boa qualidade,
isolados e resistentes ao combustível, se houver risco de contato.
Precisão: A precisão do
marcador dependerá da quantidade de reed switches e do espaçamento
entre eles.
Histerese: A boia pode ter um
pequeno atraso na resposta ao subir e descer devido à inércia ou
atrito.
Vibração: Em ambientes com
vibração (como veículos), a boia pode balançar e causar leituras
instáveis. Isso pode ser minimizado com um tubo mais justo ou um
pequeno amortecedor.
Corrosão: Certifique-se de que
os materiais do tubo, boia e ímã são compatíveis com o líquido
para evitar corrosão.
Este projeto é um excelente
ponto de partida para entender como os sensores de nível funcionam.
É simples, eficaz e pode ser adaptado para diversas aplicações!
