Controle de Potência

Está muito enganado quem pensa que a economia doméstica é uma responsabilidade só da mãe ou dona de casa, nos dias atuais é necessário economizar um pouquinho em cada lugar para no final do mês não faltar dinheiro para pagar as contas e a responsabilidade é de todos.

Quando vem aquela conta absurda não adianta querer arrancar os próprios cabelos ou os cabelos daqueles que compartilham as despesas da casa, não há como negar, a crise está presente e é muita despesa para pouco salário.

Obviamente que os salários deveriam ser melhorados, mas como não melhoram, é preciso aplicar conceitos básicos de economia doméstica para minimizar ao máximo as despesas.

Existem contas mensais, uma delas é a conta de luz, o os vilões são o ferro de passar, forno elétrico e o chuveiro, pode parecer difícil, mas com ideias simples podem ser feitas economias.

Para fazer economia será necessário saber qual é o custo e o que pode ser economizado, e partindo desse princípio, precisamos saber quanto é que custa um banho de chuveiro elétrico.

Vamos tomar como referência um chuveiro simples, bem comum: um chuveiro de 5400 watts, e o consumo em KW (quilowatts) é obtido dividindo a potência por mil.

Precisamos saber o tempo do banho, a referência é 15 minutos, então temos: 15 / 60 = 0,25, onde 15 são os minutos, 60 é uma hora cheia e 0,25 é o resultado obtido.

Também precisamos saber o valor do KW, cada região do Brasil tem um valor diferente em função de vários fatores, inclusive, o valor varia de acordo com a quantidade de energia consumida no mês da fatura, para exemplo vamos especificar R$ 0,70.

Para saber qual é o custo de um banho em reais é preciso fazer um cálculo, cuja fórmula é a seguinte: Potência x h x valor do KW.

Nosso exemplo é um banho de 15 minutos com um chuveiro de 5.400 watts com o valor do KW a R$ 0,70.

Na prática o cálculo é o seguinte: (5.400 / 1.000) x (15 / 60) x 0,70

O resultado é 0,945, então o custo de um banho com chuveiro elétrico é de R$ 0,94, já que em nossa moeda só são usados os dois dígitos depois da vírgula.

O mês tem 30 dias, então temos: R$ 0,94 x 30, o resultado é R$ 28,20, e se na casa houver 2 pessoas o total será R$ 56,40.

Com esses dados dá para saber que um chuveiro com o dobro da potência seria gasto o dobro e com um chuveiro com a metade da potência seria gasto a metade.

Como nem sempre precisamos da potência total do chuveiro, uma solução é controlar a potência do chuveiro e ganhar na economia ou poder aumentar o tempo do banho com uma água não tão quente.

O circuito sugerido faz o controle da potência do chuveiro, que pode ser da potência total a 10% do total, de quebra vem economia de dois lados, pois para fazer a água ficar quentinha terá que fechar um pouco mais o registro.

O circuito que proponho tem como função controlar correntes elétricas de intensidade até 40 Ampères sobtensão alternada de 220 volts, originalmente foi criado para chuveiros elétricos, mas pode ser utilizada no controle de outras cargas resistivas, como fornos elétricos e estufas.

Os componentes eletrônicos são comuns ou substituíveis com facilidade, esteja ciente que este circuito não é para novatos de primeira montagem, ele trabalha direto na tensão da rede elétrica, portanto, existem riscos de choques se não tiver os devidos cuidados.

O trimpot de 120 k é o responsável pela atuação no controle, requer muito cuidado, não pode e não deve haver contato com o usuário, no projeto foi previsto para um ajuste definitivo, mas para controlar de forma individual (a cada banho), um potenciômetro de 120K com eixo de plástico pode substituir o trimpot.

O dispositivo tem apenas entrada e saída, ou seja, não é ligado em paralelo, ele deve ser instalado em série com um dos fios que alimenta o chuveiro, ou seja, corta um dos fios do chuveiro e instala o dispositivo, o outro fio fica direto da rede elétrica para o chuveiro e não deve ser feito nada.

ibytes_controle_chuveiro_liEm muitos circuitos similares geralmente é usado um DIAC, eles são fáceis de encontrar nos grandes centros, mas não em cidades médias ou pequenas, por isso, optei por utilizar uma lâmpada de néon, além disso, tenho em mente uma função a mais para esse circuito para o futuro.

O TRIAC utilizado no protótipo foi um BTA41, é um componente reforçado, suporta até 40 ampères e funciona até 600 volts, ele sozinho dá conta da potência dissipada, mas precisa ser colocado num bom dissipador de calor.

Na falta do BTA41, três TRIACs do tipo TIC246D ligados em paralelo podem substituí-lo, e os três devem estar dotados de dissipador de calor.

Note que o layout da placa de circuito impresso já foi previsto para a instalação dos tiristores fora da placa de circuito impresso, use fios relativamente grossos para não perder potência e para que não atuem como fusíveis, fio flexível de 2 mm é uma boa opção.

L1 e L2 são iguais, o montador deve confeccionar esses componentes que consistem em 50 voltas de fio 16 AWG (ou fio com capa, mas do mesmo diâmetro) sobre bastões de ferrite de um centímetro de diâmetro.

A função de L1 e L2 é filtrar possíveis interferências que possam ser causadas em aparelhos próximos devido ao chaveamento.

Os fios de ligação devem ter diâmetros compatíveis com as intensidades de corrente a serem conduzidas, ou seja, os fios devem ter o mesmo diâmetro dos fios originais do chuveiro e ser o mais curto possível.

A sugestão de placa de circuito impresso para essa montagem é sugerida na imagem abaixo, observe a espessura das trilhas onde irá circular mais corrente.

Usando uma placa de fenolite comum, para uma carga de 40 ampères a trilha deve ter 40 milímetros de largura, são 4 centímetros e isso é impraticável, a solução é soldar um pedaço de fio de cobre de 1,5 milímetros sobre a trilha (só na parte mais larga) com o objetivo de aumentar a capacidade de carga.

Segue o esquema, clique nas imagens para vê-las com mais definição:

 

ibytes_controle_chuveiro

A montagem com a placa de circuito impresso sugerida fica com o aspecto visual da imagem abaixo:

ibytes_controle_chuveiro_vi

A placa de circuito impresso tem 8,5 centímetros por 8,5 centímetros, segue imagem:

ibytes_controle_chuveiro_es

 

Para quem desejar incluir um módulo temporizador para desligar o chuveiro depois de um tempo determinado, no link Temporizador Universal é utilizada a base desse projeto para incluir um temporizador.

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