Subsistema de energia

O projeto de energia da mini estufa automatizada é projetado para ser conectado diretamente à rede elétrica local, operando com tensão de 220V, conhecido como sistema "on grid", garantindo eficiência e segurança no fornecimento de energia para os componentes do sistema.

Levantamento de carga

Componente	Corrente [A]	Tensão [V]	Potência [W]
Microcontrolador ESP32	0,50	3,30	1,65
Bomba JT100	0,18	6,60	1,18
Bomba peristáltica	0,35	12,00	4,20
Válvula solenóide	0,70	12,00	8,40
Sensor TDS	0,006	5,00	0,03
Sensor PH	0,01	5,00	0,05
Sensor de temperatura/ umidade DHT 11	0,50	5,00	2,50
Sensor de temperatura DS18B20	0,0015	5,50	0,00825
Sensor Ultrassonico Hc Sr04	0,002	5,00	0,01
Ventoinha	0,32	12,00	3,84
Painéis de Led		220	120
Potência Total [W]	141,86 W

Dimensionamento da Fonte

A tensão máxima necessária é de 12 V, requerida por vários componentes, enquanto a corrente total máxima é de 3,07 A. Com base nesses valores, recomenda-se uma fonte de alimentação de 12 V e 4 A, garantindo uma margem de segurança de 20% para operação eficiente e sem sobrecargas. A escolha de uma fonte de 12V 5A chaveada é ideal para alimentar uma mini estufa automatizada, garantindo eficiência e segurança no funcionamento dos sistemas. Os painéis de led serão ligados diretamente na rede, logo não entraram no escopo para dimensionamento da fonte de alimentação.

Potência dissipada

A potência dissipada total pelos componentes (exceto o painel de LED, que não depende da fonte de 12V) é dada pela soma das potências calculadas:

Pdissipada= 1,65+1,18+4,20+8,40+ 0,03+ 0,05+2,50+0,00825+0,01+3,84=21,88.

Potência Total Dissipada: A soma das potências dissipada pelos componentes é 21,88 W, o que é muito menor do que a capacidade máxima de 60 W da fonte.

Cabos

Para o projeto de mini estufa, utilizaremos os fios de cobre com seção de 0,5 mm² na entrada (220 V) e saída (12 V e 5 A) da fonte chaveada, considerando os critérios técnicos estabelecidos pela NBR 5410 e conforme características do método de instalação escolhido ( método C ). A escolha pelo cobre como material condutor foi feita devido às suas propriedades elétricas superiores, sendo altamente recomendado para instalações de baixa tensão e corrente.

O método C da NBR 5410 refere-se a cabos instalados em condições abertas, como presos a paredes ou trilhos , com boa dissipação de calor e livre circulação de ar.

De acordo com a tabela 36 da NBR 5410, considerando o cobre e o método C, um cabo de 0,5 mm² suporta correntes de até 11 A (para condutores unipolares em instalação aparente).

Entrada da fonte (220 V): A fonte consome potência proporcional à saída (60 W), o que resulta em uma corrente baixa na entrada, inferior a 1 A . O cabo de 0,5 mm² é muito acima do necessário para essa corrente. Saída da fonte (12 V, 5 A): Mesmo após considerar a corrente corrigida para fatores de temperatura e queda de tensão (4,07 A corrigida), o cabo de 0,5 mm² continua adequado, já que a capacidade nominal supera a corrente calculada.

Dimensionamento PLUG

A escolha do plugue Tipo N para uma mini estufa baseia-se na norma ABNT NBR 14136 , que estabelece o padrão brasileiro para plugues e tomadas. Este plugue foi projetado para garantir segurança, compatibilidade elétrica e eficiência , especialmente para sistemas que operam com a tensão padrão de 220 V no Brasil. Disponível em versões de 10 A e 20 A , o plug é adequado para dispositivos de baixa e média potência. Para uma mini estufa, que utiliza uma fonte de 12 V e 5 A com potência de entrada estimada em cerca de 60 W, o plug de 10 A é suficiente.

Diagrama UNIFILAR

O diagrama unifilar é uma representação gráfica simplificada de um sistema elétrico, onde todos os componentes e conexões são apresentados em uma única linha (ou "fio"). Ele é amplamente utilizado para ilustrar circuitos elétricos em projetos de distribuição de energia, instalações elétricas industriais e comerciais. Com os diagramas técnico dos subsistemas de eletrônica foi possível constrir o diagrama unifilar da estufa hidropônica.

Versão	Data	Descrição	Responsável
1.0	30/11/2024	Criação do documento	Pedro Rafael
1.1	20/01/2025	Edição de textos, tabelas e imagens	Pedro Rafael
1.2	20/01/2025	Potência dissipda	Pedro Rafael