________________________________________________________________________________________

Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura”

CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

FILIPE HENRIQUE GOMES

KAREN BEATRIZ CREMASCO DA SILVA

AUTOMATIZAÇÃO AQUÁRIO

Garça

2017

________________________________________________________________________________________

Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura”

CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

FILIPE HENRIQUE GOMES

KAREN BEATRIZ CREMASCO DA SILVA

AUTOMATIZAÇÃO AQUÁRIO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à

Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito para conclusão do Curso de

Tecnologia em Mecatrônica Industrial.

Garça

2017

________________________________________________________________________________________

Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura”

CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

FILIPE HENRIQUE GOMES

KAREN BEATRIZ CREMASCO DA SILVA

AUTOMATIZAÇÃO AQUÁRIO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à

Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC,

como requisito para conclusão do Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, ezaminado

pela seguinte comissão de professores:

Data da Aprovação: ___/___/___

___________________________________

Prof. Me. Idelberto de Genova Bugatti

FATEC Garça

___________________________________

Prof.

FATEC Garça

___________________________________

Prof.

FATEC Garça

Garça

2017

1

Filipe Henrique Gomes1 tecn.gofilipegomes@hotmail.com

Karen Beatriz Cremasco da Silva1

cremascokaren@gmail.com

Prof. Me. Idelberto de Genova Bugatti2

bugatti.fatec@gmail.com

RESUMO.

O trabalho mostra o projeto e construção de um aquário automatizado com controle de

todas variáveis e atividades necessárias para manter a qualidade de vida de animais aquáticos

de água doce em ambiente confinado de aquários. Para manter o aquário projetado em

condições ideais foram utilizados sensores e atuadores que são controlados por um

microcontrolador. Os sensores e atuadores serão monitorados e controlados pelo

microcontrolador para manter parâmetros de temperatura, acidez e luminosidade do ambiente

do aquário, além de controlar a dosagem de alimentos fornecidos para os seus habitantes. O

projeto está direcionado para peixes ciclideos africanos do lago Malawi. O layout e

ornamentação do ambiente do aquário foram projetados e definidos para possibilitar o

controle efetivo de todos os parâmetros envolvidos.

Palavras-chaves- Aquário, Arduíno, Automação.

1 Alunos da Faculdade de Tecnologia em Mecatrônica Industrial – Fatec - Garça

2 Professor docente - Fatec Garça

2

ABSTRACT

The work shows the design and construction of an aquarium with automated control of

all variables and activities required to maintain the quality of life of aquatic animals in

confined environment freshwater aquariums. To keep the aquarium designed in ideal

conditions has been used sensors and actuators that are controlled by a microcontroller. The

sensors and actuators will be monitored and controlled by the microcontroller to maintain

parameters of temperature, acidity and luminosity of the aquarium environment, in addition to

controlling the dosage provided food for its inhabitants. The project is directed to African

cyclocal fish of Lake Malawi. The layout and ornamentation of the aquarium environment

were designed and defined to permit effective control of all parameters involved.

Keywords- Aquarium, Arduino, Automation.

3

1 INTRODUÇÃO

As atividades necessárias para manter saudável o ambiente de um aquário, são

inúmeras e devem ser realizadas de forma constante e rotineira. A manutenção do ambiente

saudável do aquário é imprescindível para a vida dos peixes. O aquarista preza e gera esforços

para tanto, e perder um animalzinho por falta de cuidados é considerado fato fora de

propósito. Além da qualidade do ambiente é também dedicada atenção para o layout e aspecto

visual do aquário. Para tornar o ambiente do aquário visualmente agradável e admirado, o

aquarista realiza rotineiramente mudanças no layout e na flora interna do sistema. Para manter

o ambiente eles possam cada vez ficar mais lindo, e muito aquarista não sabem o quão a

importância de controlar os parâmetros da água.

São muitos os caso em que o aquarista desconhece formas adequadas ou a importância

de controlar todos os parâmetros da água.

Ocorre uma preocupação imensa do aquarista diante de uma viagem iminente. Viajar e

não saber o que fazer para alimentar os peixes e manter o ambiente do aquário durante o

período da viagem. Para contribuir com a manutenção eficiente e constante de um aquário é

necessário dedicação e atenção do proprietário ou utilizar sistemas de controle automatizados.

No entanto, os equipamentos de controle automatizado de aquários existentes no mercado

apresentam custo elevado e difícil operação.

O projeto em tela propõe a síntese, projeto e construção de um sistema de controle

automatizado de aquários eficiente, de fácil manutenção com boa relação custo/benefício.

Com esse objetivo foi projetado e construído um equipamento que mantém o ambiente do

aquário saudável de forma totalmente automatizada, administrando todos parâmetros da água

de forma eficiente e constante. Entre os parâmetros e atividades controladas pelo sistema

construído estão: quantidade de alimento diário, horários alimentação, nível de acidez da

água, temperatura, luminosidade, entre outros. O controle automatizado é realizado por um

micro controlador da família arduino, utilizando linguagem de programação C para controlar

o aquário através da utilização de diversos sensores e atuadores. Deve ser enfatizado que as

ações para manter a qualidade do ambiente devem ser realizadas em tempo real.

O microcontrolador recebe os dados gerados pelos sensores, o programa desenvolvido

em linguagem C trata os valores gerados pelos sensores a atua nos atuadores, controlando

assim todos os principais parâmetros utilizados na manutenção do ambiente aquático.

Junto ao sistema foi também construído e agregado ao projeto, um alimentador

automatizado constituído de: um o motor de passo, dois reservatórios e válvulas solenoides. O

4

alimentador anexado diferencia o sistema de controle construído dos sistemas existentes no

mercado.

O protótipo construído, composto pelo sistema de controle e um aquário, controla de

forma eficiente os principais parâmetros tanto para manter saudável o ambiente, quanto a

alimentação dos peixes que povoam o aquário. Foram geradas soluções adequadas para

monitorar e corrigir parâmetros da água em tempo real. O protótipo construído foi utilizado

para validar o sistema de controle automatizado projetado. As características, tecnologias e

processos utilizados no protótipo culminaram em um sistema eficiente, robusto e de custo

reduzido. Apresentando funções que o diferenciam dos sistemas existentes no mercado,

auxiliará a pessoa que quer ter um aquário em casa e não tem o conhecimento com isso

obtendo o resultado desejado, com pesquisas e fontes.

De acordo com Rosário.

Automação é constantemente

confundido com o de automatização. O

conceito de automatização está ligado à

realização de movimentos automáticos, repetitivos e mecânicos, sendo portanto,

sinônimo de mecanização, e mecanismo

implica ação cega, sem correção. Já a

automação possui um conceito de conjunto de

técnicas por meio das quais se constroem

sistemas ativos capazes de atuar com

eficiência ótima pelo o uso de informações

recebidas do meio sobre o qual atuam.com

base nas informações recebidas, o sistemas

calcula a ação corretiva mais apropriada, ou seja, um sistema de automação comporta-se

como o operador humano, utilizando as

informações sensoriais. Ele pensa e executa a

ação mais apropriada (Automação industrial,

ano 2009, p.18).

Galhardo e Oliveira (Instituto Superior de Psicologia Aplicada, Lisboa, Portugal)

dizem que:

Os peixes são amplamente usados como

recurso em várias áreas importantes da actividade humana, como sejam na pesca e aquacultura, na

investigação científica, como animais de

companhia e em aquários públicos. Embora a legislação reguladora destas actividades tenda a

5

abranger todos os vertebrados, o conhecimento acerca do bem-estar animal no grupo dos peixes é

ainda muito reduzido (Braithwaite & Huntingford,

2004, apud GALHARDO; OLIVEIRA, ano)

Já Appleby, defende que:

O bem-estar animal refere-se à qualidade

de vida dos animais. Como área científica deve a sua origem às preocupações do público a respeito

de como os animais são tratados em cativeiro.

Embora com génese em preocupações de carácter moral, o bem-estar animal limita-se a procurar

caracterizar objectivamente o estado em que se encontram os animais, e a desenvolver estratégias

para incrementar o seu bem-estar quando sob a

responsabilidade de humanos (Appleby, M,

ano1999).

O tema escolhido para elaboração do projeto de pesquisa encontra-se no contexto do

curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial com uso da automação eletrônica digital,

mecânica, elétrica e informática.

2 REFERENCIAL TEORICO

Os itens que seguem relacionam e descrevem os componentes e conceitos utilizados e

necessários para o desenvolvimento do projeto.

2.1 ARDUINO

O Arduino é um hardware pronto para aplicação considerado um material didático

como é demostrado na (Figura 1), com fácil utilização e ideal para a interação com o ambiente

através de diversos dispositivos, como entrada sensores de temperatura, eletrodos de PH,

módulo RTC, e como saída leds, motores, displays, válvula solenoide, reles, disponibilizando

inúmeras ações.

O mesmo utiliza-se de um microchip agregado ao seu sistema, que é um bootloader

que é um programa que entra em ação sempre que iniciar o Arduino, ativando o sistema

operacional certo, e uma interface para o computador que utiliza a linguagem Processing,

baseada na linguagem C/C++. O bootloader substitui o uso de programadores para

o chip, facilitando o uso, pois não exige hardware adicional. Contém bibliotecas que

6

permitem o interfaceamento com outros dispositivos, existe exemplos em cada biblioteca que

auxilia os testes dos equipamentos sem precisar fazer a programação.

O sistema de desenvolvimento Arduino utilizado mostrado na figura 1, é constituído

por: 14 entradas digitais, 6 entradas analógicas e 6 PWM, interface USB. Disponibiliza saídas

de tensão corrente continua de 3.3 V, 5 V e 9 V, a sua fonte de alimentação é 7v a 12V.

Figura 1- Sistema de desenvolvimento Arduino

2.2 CONTROLE DO PH

PH tem como significado "potencial Hidrogeniônico", sendo uma escala logarítmica

que mede os teores dos íons H+ e OH- livres por unidade de volume da solução.

Este conceito foi introduzido em 1909 pelo químico dinamarquês Søren Peter Lauritz

Sørensen. O mesmo varia de acordo com a temperatura (pois contem elétrons livres quando

elevada) e a composição de cada substância (alimentação,fezes,sais,mateais,etc...). Cada peixe

tem o organismo acostumado com um determinado PH ( Como mostrado abaixo) que vem de

ser habitat natural.

Escala do PH:

Considerações Mínimo Máximo

Neutro 7.0 7.0

Básico / Alcalino 7.0 14

Acido 7.0 0.0

A Alteração do PH sem a correção pode levar a morte dos peixes.

7

Fatores que influenciam na acidez da água.

● Troncos (Aroeira, Goiabeira, Ipês).

● Plantas

● Corais

● Adubos

● Ração

● Fezes

Fatores que influenciam a alcalinidade da água:

● Conchas

● Rochas Marinhas

● Calcários.

Para que os parâmetros relacionados ao Ph usarão um eletrodo que necessita estar

submerso no aquário para realizar a leitura do mesmo.

2.3 ELETRODO DE PH

O eletrodo de vidro é um bulbo construído em vidro especial para ter a calibração

ideal e a sensibilidade para realizar a leitura (Figura 2). O sensor do eletrodo, encontrado na

extremidade do bulbo, é formado por um vidro fino hidratado, forma uma camada de gel,

externa, seletiva de íon hidrogênio. E com isso há uma troca de íons sódio por íons hidrogênio

os quais formam uma camada sobre a superfície do sensor. Também ocorrem forças de

repulsão de ânions por parte do silicato, negativamente carregado, que está fixo no sensor. A

geração de um potencial que é função da atividade do íon hidrogênio na solução. O potencial,

observado, do eletrodo de vidro depende dessa atividade na solução {Hs+} e da atividade do

íon hidrogênio no eletrólito {He+}.

Essa teórica de Nernst (Walther Hermann Nernst, 1864 - 1941, físico e químico

alemão que ganhou o Prêmio Nobel de 1920 por seu trabalho com termoquímica,

particularmente a partir da terceira lei da termodinâmica, de 1906). Na prática, a variação do

potencial do eletrodo como resposta à variação do pH.

8

Figura 2 – Sensor de pH

Correção do PH será realizada através de duas válvulas solenoide com reservatórios

uma contendo solução ácida e outra solução alcalina.

2.4 VALVULA SOLENÓIDE

Podemos dizer que as válvulas solenoides têm uma aplicação muito utilizada na

indústria, em eletrodomésticos de todos os tipos, sendo um dos mais importantes de todos os

dispositivos eletromecânicos conhecidos.

Existem diversas maneiras de se obter força mecânica a partir de energia elétrica. Os

motores elétricos, consistem no exemplo mais conhecido disso, onde aproveitando o efeito

magnético da corrente podemos criar forças capazes de mover um rotor. No entanto, baseado

no princípio da produção dá uma força mecânica a partir do campo magnético criado por uma

corrente numa bobina existe um dispositivo de grande utilidade e que é encontrado numa

infinidade de aplicações importantes: o solenoide, mostrado na figura 3.

Figura 3- Solenóide

9

Ao ser percorrida por uma corrente a bobina cria um campo magnético que é mais

intenso no seu interior.

A intensidade deste campo depende de diversos fatores como:

Número de espiras da bobina

Intensidade da corrente

Existência ou não de um núcleo no seu interior

Observa-se que se colocarmos nas proximidades de um solenoide um núcleo de

material ferroso, que concentre as linhas do campo magnético, uma força aparece no sentido

de puxar este núcleo para o interior da bobina, exemplificado na figura 4.

Figura 4- Solenoide (campos magnéticos)

A partir deste fato podemos elaborar dispositivos capazes de produzir força mecânica

ao puxar um núcleo e que justamente são denominados solenoides.

Figura 5- Solenoide (aspecto externo)

Quando a bobina está desligada, a mola mantém o núcleo de material ferroso do

solenoide fora do núcleo da bobina. Quando fechamos o circuito e a bobina é percorrida por

10

uma corrente o campo magnético criado puxa o núcleo para o interior liberando desta forma,

força mecânica.

É fácil perceber que o solenoide só pode realizar um esforço mecânico num percurso

relativamente pequeno (que é a distância que ele percorre ao ser puxado).

Outro fato que deve ser levado em conta é que, para a construção mostrada, a força

não tem a mesma intensidade no percurso realizado pelo núcleo, pois ela aumenta à medida

que ele penetra na bobina.

Figura 6 Relação força deslocamento

Solenoides comuns podem produzir forças que vão de fração Newton (N) até diversos

Newtons. No entanto, quando se necessita de um puxão ou um empurrão numa parte

mecânica de algum dispositivo, o solenoide se mostra ideal para esta tarefa.

Na verdade, dependendo do tipo da força que se deseja produzir o solenoide pode ser

construído de diversas formas.

A Tensão da válvula aplicada no projeto é de 5 V 6 V de três vias de duas posições

com válvula de controle elétrica pequena Válvula de drenagem de escape, como mostra na

(figura 7).

Figura 7- Válvula de Drenagem

11

3 SOLUÇÕES ALCALINAS

As soluções alcalinas mostradas na (figura 8) que acidifica e (figura 9) que alcaliniza a

agua ficaram cada uma em um recipiente, sendo um para a solução acida e outro para a

solução alcalina, ligado às válvulas solenoide mostrado na (figura7), e se abrira de acordo

com o valor do PH.

Labcon Alcali e Labcon Acid são indicados para elevar ou reduzir PH da água de

aquários de água doce ou marinhos. As alterações do PH são prejudiciais aos peixes. Para isso

devem ser realizadas pesquisas para definir o PH ideal para os peixes mantidos no seu

aquário.

As Soluções citadas são utilizadas como uma providência emergencial de correção. O

recomentado é que saiba o fator da alteração do PH como dito acima do texto os fatores, e

retire-o do aquário ou faço o equilíbrio com os enfeites opostos.

Figura 8- Solução Ácida (acidifica) Figura 9- Solução Alcalina (alcaniliza)

Na (figura 10), está uma escala utilizada para a classificação do PH da agua com suas

respectivas cores.

Figura 10- Escala de classificação de pH

12

3.1 INDICAÇÃO

Labcon Alcali e Labcon Acid são indicados para elevar ou reduzir PH da água de

aquários de água doce ou marinhos. Alterações do PH são prejudiciais aos peixes. Consulte a

literatura para definir o PH ideal para os peixes mantidos no seu aquário.

Use Labcon Alcali e Labcon Acid como providência emergencial de correção.

Procure identificar e reverter às causas responsáveis pela acidificação e alcalinização.

Tamponadores podem ser aplicados para resultados mais persistentes.

4 TEMPERATURA

Temperatura é uma medida estatística do nível de agitação entre moléculas,

relacionado com o deslocamento da energia cinética de um átomo ou molécula. Em Física, a

temperatura está relacionada com a energia interna de um sistema termodinâmico, por isso é

essencial para os peixes, com isso será automatizado o aquecimento e o resfriamento da água

para manter o padrão estabelecido.

A temperatura indicada para os peixes é de 28ºC, porém depende da região de origem

do mesmo.

Fatores que alteram a temperatura do aquário.

● Temperatura externa (Inverno, Verão, Ar condicionado).

● Temperatura interna (Iluminação, Bomba ou Filtro, Quantidade de peixe e

enfeites).

Para a monitoração da temperatura será introduzido um sensor de temperatura digital

DS18B20 é capaz de medir em graus Célsius, com resolução de 9-bit a 12-bit (configurável) e

possui uma função de alarme programável em memória não volátil para valores abaixo ou

acima das temperaturas desejadas. A comunicação é feita por 1-Wire, ou seja, precisa apenas

de 1 pino do microcontrolador para transferir os dados. Pode o-perar entre -55°C até +125°C e

com precisão de ±0.5°C se estiver operando dentro da faixa de -10°C até +85°C. Cada

DS18B20 possui um número serial único de 64-bit, o que permite que vários DS18B20

funcionem no mesmo barramento 1-Wire, permitindo conectar vários sensores em um

microcontrolador, como mostrado na (figura 11).

13

Figura 11- Cabo de comunicação

5 AQUECIMENTO

De acordo com o valor mensurado pelo sensor será realizada a correção da

temperatura pelo aquecedor Master 80 w de 127 v, é um aquecedor resistivo (figura 12). Pode

ser conectado a um microcontrolador para controlar a temperatura. Quando for utilizado sem

o microcontrolador, aconselhamos usar 50% a 70% da capacidade em Watts do Aquecedor

Master em relação à água. Isso ocorre, pois quando o aquecedor não tem o microcontrolador,

estará sempre em funcionamento quando ligado na tomada, e em dias de sol intenso a

temperatura pode subir muito e prejudicar a saúde dos peixes. Quando conectado a um

microcontrolador, o aquecedor liga e desliga automaticamente quando atinge a temperatura

desejada, por isso pode utilizar-se de 1 w para cada litro, nunca ligue o aquecedor antes de

colocá-lo na água, é perigoso estourar o aquecedor devido ao choque térmico.

Figura 12- Aquecedor Resistivo

6 RESFRIAMENTO

Para resfriar a agua do aquário iremos utilizar uma pastilha de Peltier, um cooler 12v,

um dissipador como mostrado na (figura 14), a pastilha tem como base esfriar de um lado e

esquentar do outro, por motivo da relação de temperatura, temos várias pastilhas de Peltier

14

com diversas diferenciação, por exemplo a temperatura de um lado é 10ºC a menos em

relação ao outro lado que tem a tendência de esquentar.

Então quanto mais ser dissipado o calor do outro lado mais frio fica, a temperatura do

outro lado estando em 0ºC a do lado frio ficará -10ºC e assim por diante.

Isso ocorre por que as pastilhas operam utilizando o efeito Peltier, a teoria de que há

um efeito aquecedor ou resfriador como dito acima, quando uma corrente elétrica passa por

dois condutores. A tensão aplicada aos polos de dois materiais distintos cria uma diferença de

temperatura por conta da movimentação de elétrons entre vários materiais semicondutores do

tipo-p e tipo-n, agrupados como pares como na (figura 13).

Figura 13- Organização de uma Pastilha Peltier

Com esse método foi desenvolvido um sistema diretamente no filtro no aquário, pois

precisamos que tenha movimento da água para que a água do aquário seja resfriada, para

melhor desempenho e otimização foi projetado o seguinte sistema como mostra a figura 14.

Figura 14- Sistema de resfriamento

15

7 ILUMINAÇÃO.

A iluminação para o aquário é fundamental tanto para os peixes quanto para a fauna

da biologia do mesmo. No aquário existem diversos tipos de seres vivos tais como bactéria,

fungos, corais, peixes, plantas, criaturas aquáticas, um é dependente do outro para o

desenvolvimento do sistema, e todos eles dependem da iluminação para a fotossíntese.

Porém excesso de iluminação prejudica algumas espécies de peixes os deixando estressado e

ocasionando brigas, e também causando o desequilíbrio de bactéria fazendo com que elas se

proliferem além do normal podendo deixar os peixes doentes. O ideal para os peixes são oito

horas, mais ou menos e durante o dia, pois o peixe tem que saber quando é dia e quando é

noite para que o organismo dele não sofra alteração ou retardo na evolução dele. Porque não

deixar o aquário ligado durante a noite toda? Porque os peixes necessitam de dormir, e ele não

tem pálpebras, com isso não conseguem fechar os olhos.

Dependendo do tamanho do aquário varia a iluminação, então iremos trabalhar com

uma tensão de 110 v, para que conseguimos operar essa tensão deveremos utilizar um modulo

rele de 5 v.

O Rele é um interruptor eletromecânico. A movimentação física deste interruptor

ocorre quando a corrente elétrica percorre a bobina do relé, criando um campo magnético que

muda o estado dos contatos de aberto para fechado.

Tem inúmeras aplicações de comutação de contatos elétricos, servindo para ligar ou

desligar dispositivos com qualquer tipo de tensão. Apesar de ele realizar a função de ligar e

desligar um dispositivo e também pode ser utilizado para interligar a dois circuitos elétricos,

acionando o relé e possibilitando o funcionamento do segundo circuito, quando estiver um

ligado o outro não funcionará ate que seja enviado um sinal de comutação para o mesmo.

8 ALIMENTAÇÃO

Existem diversos tipos de alimentação, umas para realçar as cores dos peixes outras

para engorda, outras para o crescimento, e algumas para satisfazer os peixes. Cada uma dela

com o objetivo de nutrir os peixes para melhor desenvolvimento. Porém tem algumas

complicações no simples fato de alimentar os peixes, primeiro seria na quantidade de ração,

os peixes não comem até morrer, o que acontece é que a alimentação que não é consumida

pelos peixes é depositada no fundo do aquário onde é encontrado o maior índice de bactéria, e

16

com isso fazendo com que as bactérias acelerem a sua proliferação, ocasionando em

desequilíbrio e podendo adoecer o peixe. Outra complicação é a quantidade insatisfatória da

alimentação deixando o peixe desnutrido e susceptível a manifestações de doenças. Quando

os peixes são filhotes eles necessitam de uma ração especial contendo bastante nutrientes e

em pequena quantidade em mais vezes durante o dia para o seu crescimento.

9 MONITORAÇÃO

Essa monitoração dos parâmetros como PH, Temperatura, Relógio, será realizado

através de um display de 16x2- sendo: 2 linhas e 16 caracteres por linha (figura 15), estará

recebendo os sinais analógicos do microcontrolador.

Figura 15- Display de Cristal Líquido 16x2

Figura 16- Display LCD

17

10 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO

Nesse capítulo estão descritos a sequência de atividades realizadas no

desenvolvimento do projeto. Os diversos subitens estão descritos o aquário construído e todos

os componentes utilizados para automatizar o controle de todos os parâmetros do ambiente do

aquário, que são: Aquário, microcontrolador arduino.

Parâmetros utilizados no projeto:

● PH: 6.8 - 7.2 (Sendo avaliado e mostrado no display uma vez por dia, caso houver

alteração será corrigido ou com a solução acida ou básica, ambas com uma válvula solenoide

fazendo o controle da saída).

● Temperatura: 28 – 29ºC. (Verificado e mostrado no display constantemente)

● Iluminação: 10 horas de duração (Sendo ligadas às 08h00min e desligada as

18h00min)

● Alimentação: 02 vezes por dia em pequena quantidade

Para atingir os objetivos do projeto, foi desenvolvido um sistema de controle

automatizado para monitorar e manter todos os parâmetros envolvidos no processo. Para

conter o sistema de controle projetado foi também projetado e construído um gabinete de

plástico mostrado nas figuras 17 e 18.

Figura 17 – Parte traseira do sistema de Controle

18

Figura 18 – Parte dianteira do sistema de Controle.

O projeto consiste em quatro tipos de tensões 110 v, 12 v, 5 v, 3 v para isso tivemos

que utilizar uma fonte de 12 v no interior do aparelho que será alimentada pela tensão de 110

v, a mesma que será utilizada para a alimentação do aquecedor e da iluminação através de

dois reles.

A Fonte transforma a tensão de 110 v para 12 v (Figura 19) assim fazendo a

alimentação do Arduino, do cooler e da pastilha de Peltier.

Figura 19- Circuito alimentação 110 V

Com a fonte de 12 V (Figura 21), é possivel alimentar o Arduino Uno e o Sistema de

Refrigeração como mostrado na figura 20

19

Figura 20- Circuito alimentação 12 V

Figura 21- Fonte 12 V

Todas as modificações feitas, arduino e outros componentes estão no gabinete confeccionado

como mostrado na Figura 22:

Figura 22- Gabinete confeccionado

20

O Arduino fornece para o projeto a tensão de 5 v para os reles, para o sensor de

temperatura, Eletrodo de PH, display, válvulas solenoides, RTC, Transistores, LED’s sendo

distribuída através de uma protoboard e jumpers.

O alimentador foi modificado (Figura 23) internamente sendo ligar diretamente ao

aparelho, porém a tensão dele é de 3 v, não disponível no aparelho por tanto utilizará duas

pilhas cada uma contendo 1,5 v em paralelo e tendo o funcionamento atrás de um rele, que ele

só ligará quando o RTC enviar o sinal do horário programado.

Figura 23 – Alimentador modificado

A figura 24 mostra, em diagrama de blocos, a organização lógica do sistema. Cada

atuador é controlado pelos valores gerados por um ou mais sensores. Exemplificando: descrito

o funcionamento da pastilha de Peltier e o aquecedor dependem do valor gerado pelo sensor

de temperatura, as válvulas que liberam soluções alcalinas são controlados pelos valores

gerados no sensor de PH.

21

Figura 24- Diagrama

O alimentador foi modificado internamente sendo ligar diretamente ao aparelho,

porem a tensão dele é de 3 v, não disponível no aparelho por tanto utilizara duas pilhas cada

uma contendo 1,5 v em paralelo e tendo o funcionamento atrás de um rele, que ele só ligará

quando o RTC enviar o sinal do horário programado.

Pinos utilizados como entradas analógicas no Arduino:

Pinos

A1 LCD Display

A2

A3 Eletrodo Ph

A4 Modulo RTC

A5

22

Pinos utilizados como entradas digitais no Arduino:

Pinos

2 Iluminação

3 Alimentador

4 Aquecedor

5 Válvula Solenoide 1

6 Válvula Solenoide 2

7 Sensor Temperatura

A programação inserida no projeto é em linguagem C, nos proporcionando mais

eficiência e praticidade, a lógica utiliza é baseado através de pesquisas dos parâmetros

adequado para os peixes, obtendo a demais informações foram realizadas as conversações

para o software do Arduino, indicando as entradas e saídas. Declarando as bibliotecas próprias

de cada componente, para reconhecer e executar as variáveis.

12 CONCLUSÃO

Realizando testes no sensor de PH com soluções acidas e alcalinas para a calibração, o

sensor de temperatura foi colocado em recipientes com agua de diversas temperatura e foi

monitorado os valores no display. Os resultados tiveram efeitos esperados que seriam

promover a tranquilidade ao usuário e a qualidade de vida dos seres aquáticos, apesar da

dificuldade em executar o projeto, porém, necessita de alguns ajustes tanto na programação

quanto na parte física do aparelho, o ph foi corrigido conforme a programação, a iluminação e

23

alimentação funcionaram nos horários certos estipulados, temperatura se manteve estável,

com ligando/desligando o aquecedor.

Foram aplicadas as atividades multidisciplinar do curso como propÓsito,

comprovando que a teoria exposta no artigo escrito é eficiente, em prol disto elaborado o

projeto e testado com sucesso, atendendo os aspectos.

Projetos futuros serão aplicado como: uma placa de software com os componentes

acoplados, substituindo os fios, o aparelho em metal com melhor refrigeração para os

componentes, interface via internet com acesso a diversos dispositivos, deverá conter sistema

de medição de oxigenação e sujidade da agua, concentração de amônia, níveis de água com

alertas sonoro, câmera de monitoração, com propósito de trazer ao usuário maior segurança e

tranquilidade.

24

14 REFERENCIA.

APPLEBY, M. (1999). What should we do about animal welfare? Oxford: Blackwell

Science.

BRAITHWAITE, V. A., HUNTINGFORD, F. A. (2004). Fish and welfare: Do fish have

the capacity for pain perception and suffering? Animal Welfare, 13(Suppl.), S87-

92.

ERROS DE ALIMENTAÇÃO DE PEIXE. Disponivel em : <

http://www.tropicalimport.com.br/artigos/erros-e-acertos-na-alimentacao-dos-peixes-

ornamentais/ > acesso em: 27 Set. 2017.

FABICHAK, Douglas e Walter (1985). Peixes de

Aquário:criação,alimentação,doenças,tratamento,espécies. 8ª ed. São Paulo-SP, ed.Nobel.

FABICHAK, Douglas e Walter (1985). Peixes de

Aquário:criação,alimentação,doenças,tratamento,espécies. 8ª ed. São Paulo-SP,

ed.Nobel.

FUNCIONAMENTO DA SOLENOIDE. Disponivel em :

<http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3890-mec095 >

IMPORTANCIA DA ILUMINAÇÃO NO AQUÁRIO. Disponivel em :

<http://www.saudeanimal.com.br/2015/11/21/aquario-de-agua-doce-curso-completo-iluminacao/ > acesso em: 27 Set. 2017.

LEBOOKS (2003), Aquários e peixes maravilhosos- Como cuidar de aquários e escolher as

melhores espécies de peixes (coleção pet criador). ed. Blue editora e livraria LTDA,

São Paulo – SP.

PLACA ARDUINO. Disponivel em : <

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-

11172011000100026&lng=pt&nrm=iso > acesso em: 22 Ago. 2017.

PARAMETROS PARA OS PEIXES. Disponivel em : <

http://www.tropicalfishcentre.co.uk/myths.htm> acesso em: 27 Set. 2017.

ROSÁRIO, João Mauricio (2009). Automação industrial.ed. Baraúna,Baraúna-SP.

SIGNIFICADO DE PH. Disponivel em : < https://www.significados.com.br/ph > acessao

em: 11 Maio 2017.

Figura 1 disponivel em : < http://blog.hackerearth.com/2016/10/a-tour-of-the-arduino-uno-

board.html. > acesso em Nov. 2017.

Figura 2 disponível em: < https://pt.aliexpress.com/store/product/Liquid-PH0-14-Value-

Detect-Sensor-Module-PH-Electrode-Probe-BNC-for-

Arduino/1983417_32663921012.html > acesso em Nov. 2017.

25

Figuras 3,4,5 e 6 disponivel em: < http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-

funciona/3890-mec095 > acesso em Nov. 2017.

Figura 7 disponivel em : < https://pt.aliexpress.com/store/product/Electric-4-5V-Mini-Micro-Solenoid-valve-Air-Gas-Release-exhaust-discouraged-2-Position-3-

Way/1360497_32782007479.html > acesso em Nov. 2017.

Figuras 8 e 9 disponivel em : < http://matosomatheus.blogspot.com.br/2015/10/introducao-ao-

aquarismo.html > acesso em Nov. 2017.

Figura 10 original disponivel em : < http://iniciantesdeaquario.blogspot.com.br/> acesso em

Nov. 2017.

Figura 11 disponivel em : < https://www.filipeflop.com/produto/sensor-de-temperatura-ds18b20-a-prova-dagua/ > acesso em Nov. 2017.

Figura 12 disponivel em : < https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-717808288-

aquecedor-para-aquarios-sarlo-better-hot-100w-220v-_JM> acesso em Nov. 2017.

Figura 13 disponivel em : < http://www.easytromlabs.com/arduino/arduino-lab-14-controle-

de-temperatura-com-placas-peltier-parte-1/?print=print > acesso em Nov. 2017.

Figura 14 disponivel em: < https://www.banggood.com/IIC-I2C-1602-Blue-Backlight-LCD-

Display-Module-For-Arduino-p-950726.html > acesso em Nov. 2017.