Em algumas situações precisamos de água doce em locais onde não existe uma torneira por perto. Um exemplo ocorre no nautimodelismo: depois de utilizar um barco de controle remoto em água salgada, é interessante poder enxaguar o modelo antes de guardá-lo.
Foi pensando nesse tipo de situação que desenvolvi uma solução simples: um reservatório portátil de água com uma pequena motobomba, acionada a partir do próprio gatilho de uma duchinha manual.
A ideia é que, ao apertar o gatilho da ducha, a bomba seja ligada automaticamente. Quando soltamos, ela desliga.
Para conseguir isso, adaptei um pequeno contato elétrico na ducha e utilizei um relé para controlar a corrente da motobomba.
A ideia do sistema
O funcionamento pode ser entendido de maneira bastante simples.
Temos um reservatório contendo água doce e uma pequena bomba elétrica responsável por enviar essa água para a mangueira da ducha.
O problema é como controlar a bomba.
Poderíamos instalar uma chave elétrica separada, mas isso exigiria duas operações: ligar a bomba e depois utilizar a ducha.
Minha ideia foi fazer com que o próprio acionamento da duchinha controlasse eletricamente a bomba.
Assim, o funcionamento fica mais natural:
aperta o gatilho → bomba liga → água sai
solta o gatilho → bomba desliga → água para
Utilizando uma bomba de limpador de para-brisa
Para esse projeto podemos utilizar diferentes tipos de motobombas de água.
Uma possibilidade que experimentei foi uma pequena bomba utilizada no sistema de limpeza do para-brisa de automóveis.
Esse tipo de bomba possui algumas características interessantes para uma experiência como essa.
É relativamente fácil de encontrar, trabalha normalmente com 12 V e possui dimensões reduzidas.
No modelo utilizado por mim, a corrente de funcionamento ficava em torno de 2 A.
Isso significa que precisamos utilizar uma fonte de alimentação capaz de fornecer adequadamente essa corrente.
A bomba automotiva pode ficar ligada continuamente?
Aqui existe uma limitação importante.
A bomba utilizada no limpador de para-brisa de um automóvel foi projetada para trabalhar normalmente durante períodos relativamente curtos.
Quando acionamos o limpador, a bomba funciona por alguns segundos e depois para.
Ela não foi originalmente projetada para funcionar continuamente como uma bomba destinada à circulação permanente de água.
Além disso, sua construção dificulta a dissipação do calor gerado pelo pequeno motor interno. Em funcionamento prolongado, a temperatura pode aumentar bastante.
Portanto, essa solução é adequada para aplicações intermitentes, como pequenos enxágues, e não para deixar a bomba funcionando continuamente por longos períodos.
Por que não ligar a bomba diretamente pelo gatilho da ducha?
Essa é uma parte importante do projeto.
Podemos instalar um pequeno contato elétrico no mecanismo da ducha para detectar quando o gatilho é pressionado.
Entretanto, esse contato não foi projetado para controlar diretamente uma carga que consome aproximadamente 2 A.
Se fizermos a corrente do motor passar diretamente por um contato muito pequeno, podemos danificá-lo.
A solução é separar o circuito de comando do circuito de potência.
O pequeno contato instalado na ducha apenas informa:
“o gatilho foi pressionado”.
Quem efetivamente liga e desliga a motobomba é outro componente: o relé.
Para que serve o relé?
O relé funciona como uma chave acionada eletricamente.
Ele possui uma bobina e contatos.
Quando aplicamos a tensão adequada à bobina, o relé muda o estado dos contatos. Esses contatos podem então controlar a alimentação da motobomba.
No projeto, podemos pensar em dois lados:
Duchinha → circuito de controle → bobina do relé
e
Fonte de 12 V → contatos do relé → motobomba
Dessa maneira, o pequeno contato adaptado na ducha não precisa conduzir diretamente toda a corrente exigida pelo motor.
Escolhendo o relé
Como o sistema apresentado trabalha com 12 V, utilizei essa tensão como referência também para o acionamento.
O relé precisa possuir uma bobina compatível com a tensão utilizada no circuito de controle.
Além disso, seus contatos precisam suportar a corrente da motobomba com uma margem adequada.
Como a bomba utilizada no projeto consome aproximadamente 2 A, não escolheria um relé cujos contatos fossem especificados exatamente para 2 A. É melhor trabalhar com folga.
Também precisamos lembrar que um motor elétrico não se comporta exatamente como uma carga puramente resistiva e pode apresentar uma corrente maior durante a partida.
Podemos acionar o relé com um transistor
Em vez de fazer o contato da duchinha alimentar diretamente a bobina do relé, podemos utilizar um pequeno circuito com transistor.
No projeto original, mencionei justamente uma solução utilizando transistor, resistor e diodo.
O contato da ducha controla uma corrente pequena no circuito do transistor.
O transistor, por sua vez, é utilizado para controlar a corrente necessária à bobina do relé.
Isso cria mais uma etapa entre o pequeno contato mecânico e o elemento que controla a bomba.
Podemos visualizar assim:
gatilho → contato → transistor → relé → motobomba
Por que colocar um diodo no relé?
A bobina de um relé é um elemento indutivo.
Quando interrompemos a corrente que circula por ela, pode surgir um transitório de tensão capaz de afetar o transistor utilizado para fazer o acionamento.
Por isso, normalmente colocamos um diodo de proteção associado à bobina do relé.
É uma peça muito simples, mas com uma função importante no circuito.
Esse é também um bom exemplo de como um projeto aparentemente simples permite trabalhar diferentes conceitos de eletrônica: transistor como chave, relé, carga indutiva, diodo de proteção e acionamento de uma carga de maior corrente.
Adaptando o contato na duchinha
A parte mais diferente do projeto está justamente na ducha.
Precisamos fazer com que o movimento mecânico do gatilho também produza uma mudança elétrica.
Para isso, adaptei fios e contatos no próprio mecanismo da duchinha.
Quando o gatilho é pressionado, o contato elétrico é fechado e o circuito reconhece que a bomba deve ser acionada.
Quando soltamos o gatilho, o contato volta à condição anterior e a bomba é desligada.
No vídeo mostro com mais detalhes como adaptei os fios na ducha.
O interessante é que a duchinha continua cumprindo sua função mecânica enquanto ganha uma segunda função: controlar eletricamente o sistema.
Como fica o sistema completo?
Podemos organizar o projeto em alguns blocos:
Reservatório de água
Armazena a água que será utilizada.
Motobomba de 12 V
Retira a água do reservatório e envia para a mangueira.
Duchinha adaptada
Controla a saída da água e fornece o comando elétrico para o circuito.
Circuito eletrônico
Detecta o acionamento da ducha e controla o relé.
Relé
Liga e desliga a alimentação da motobomba.
Fonte de alimentação
Fornece energia ao sistema.
Quando juntamos todas essas partes, temos uma pequena estação portátil de água.
Uma aplicação no nautimodelismo
A ideia surgiu principalmente pensando no nautimodelismo.
Imagine levar um barco de controle remoto para navegar em um local de água salgada.
Depois da utilização, queremos remover resíduos de sal do modelo e de partes que tiveram contato com a água, mas talvez não exista uma torneira disponível nas proximidades.
Podemos então levar nosso reservatório com água doce.
Terminada a navegação, utilizamos a ducha para fazer o enxágue. O próprio gatilho aciona a bomba somente durante o período necessário.
Além de economizar água e energia, não precisamos deixar a motobomba funcionando sem necessidade.
A mesma ideia pode ser utilizada em outras aplicações
O princípio não precisa ficar restrito ao modelismo.
Sempre que precisarmos transportar uma pequena quantidade de água e utilizá-la sob pressão moderada, podemos pensar em uma solução semelhante.
O mais interessante aqui não é necessariamente copiar exatamente os mesmos componentes, mas compreender o princípio:
uma ação mecânica pode gerar um pequeno comando elétrico que, através de um circuito adequado, controla uma carga de maior potência.
A partir desse princípio podemos imaginar várias outras aplicações.
Antes de montar, teste cada parte separadamente
Uma boa maneira de desenvolver esse tipo de projeto é evitar montar tudo de uma vez.
Primeiro podemos testar a motobomba e verificar seu funcionamento.
Depois montamos o circuito de acionamento do relé.
Em seguida verificamos se o contato instalado na ducha consegue controlar corretamente o circuito.
Somente depois integramos todas as partes.
Essa abordagem facilita bastante a identificação de problemas. Se o sistema completo não funcionar e tudo tiver sido montado de uma só vez, teremos várias possíveis causas para investigar.
Quando testamos cada bloco separadamente, sabemos que cada etapa já estava funcionando antes da integração.
Cuidado com água e eletricidade
Como o projeto utiliza água e componentes elétricos no mesmo sistema, a montagem precisa evitar que conexões, fonte e circuito eletrônico fiquem expostos à água.
A parte elétrica deve ser adequadamente isolada e posicionada longe de vazamentos e respingos.
Para uma montagem portátil como esta, faz sentido trabalhar no lado elétrico com baixa tensão, como os 12 V utilizados no projeto, mantendo qualquer equipamento ligado à rede elétrica protegido e afastado da região molhada.
Também é importante desligar a alimentação antes de realizar ajustes ou manutenção.
Veja como adaptei a duchinha
No vídeo abaixo mostro a duchinha utilizada no projeto e, principalmente, os detalhes de como fiz a adaptação dos fios para transformar o movimento do gatilho em um comando elétrico.
Esse projeto é um exemplo interessante de como mecânica e eletrônica podem trabalhar juntas para resolver um problema simples.
A duchinha não foi criada para controlar eletricamente uma motobomba. Mas, entendendo seu funcionamento e utilizando componentes como transistor, relé, resistor e diodo, podemos adaptar o sistema para uma nova finalidade.
É justamente esse tipo de experimentação que torna a eletrônica interessante: entender o problema, dividir o sistema em partes e desenvolver uma solução com os componentes disponíveis.
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