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Casos de Teste - Eletrônica

Sensor de Vazão

A validação do sensor de vazão foi realizada utilizando um código simples que exibe no terminal as saídas de fluxo de água e o total de litros acumulados. O teste foi conduzido com uma bomba que possui uma vazão especificada de 4 L/min.

Durante o experimento, o sensor de vazão foi utilizado para encher uma garrafa de 500 ml em 7,80 segundos. A partir desses dados, foi calculado o fluxo medido pelo sensor, resultando em um valor de 3,84 L/min.

Sensor de Tensão

O teste do sensor de tensão foi realizado utilizando uma fonte chaveada de 12 V e 10 A, simulando de forma fiel o funcionamento das baterias de 12 V que serão empregadas no projeto.

O sensor de tensão consiste em um divisor de tensão cuja calibração depende da tensão de referência, configurada como 5 V. Esse divisor gera um sinal analógico enviado para a ESP.

Sensor de Nível de Água

A validação do sensor de nível de água foi simples, consistindo em verificar se o sensor enviava um sinal lógico alto quando acionado. O teste foi realizado com sucesso e exatidão.

Sensor de Temperatura

O sensor de temperatura fornece um valor digital e requer calibração para obter medidas precisas. A calibração foi realizada utilizando um termômetro culinário como referência.

Sensor de pH

O sensor de pH fornece um valor analógico de tensão à medida que ocorre a mudança no pH do meio. O sensor de pH BNC PH4502C possui uma membrana de vidro com íons carregados positivamente, os quais, ao ser mergulhado numa solução de teste, os íons de hidrogênio presentes nesse líquido iniciam uma troca com íons positivamente carregados na membrana, criando um potencial eletroquímico na membrana, convertendo os sinais para a leitura do módulo.

A calibração foi realizada no laboratório de química da FCTE, com supervisão técnica, utilizando água destilada para a limpeza da probe antes do teste em solução de pH 4,0 e ph 7,0. Além da limpeza da probe antes, também foi feita a limpeza entre os testes nas diferentes soluções. Após submerger a probe na solução de teste, esperou-se 3 minutos para realizar a calibração via trimpot.

Módulo Relé

O teste se concentrou exclusivamente no módulo relé. Nesse teste, o módulo foi ligado a uma fonte de 12 volts e acionado em intervalos de 10 segundos. A cada acionamento, o módulo fechava o contato elétrico com o terminal comum da fonte

  • Vídeo do Teste

Módulo GSM

Este caso de teste descreve a validação do módulo GSM antes de considerar sua substituição pelo Wi-Fi da ESP32. O módulo GSM foi testado, mas não foi escolhido devido ao seu baixo desempenho em termos de estabilidade e largura de banda para conexões MQTT. Durante o teste, verificou-se que o GSM não conseguia se conectar adequadamente ao broker MQTT, apresentando falhas de comunicação. Como resultado, optou-se por trocar o módulo GSM pelo Wi-Fi da ESP32, que oferece melhor desempenho, maior estabilidade e uma conexão mais confiável com o MQTT.

Salinidade da água

A fim de testar o grau de salinidade entre as águas antes e depois do processo de filtragem por osmose reversa, optou-se por utilizar o mesmo método usado na Pilha de Daniell e medir as diferenças de potenciais elétricos gerados.

A Pilha de Daniell é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica por meio da reação de oxirredução entre os catodos de cobre e zinco. Ela consiste em submerger uma placa de cobre e uma placa de zinco em uma solução salina, a qual atuará como ponte salina, em que o eletrodo de zinco sofre oxidação (ânodo) e o eletrodo de cobre sofre redução (cátodo). Desse modo, a troca de elétrons origina uma corrente elétrica, da qual é possível medir a diferença de potencial entre os eletrodos.

Neste teste, utilizou-se água salgada, numa proporção de 1L de água para 35g de sal (semelhante ao nível de sal presente na água do mar) como a solução A e água de torneira sem sal como a solução B, sendo possível montar a tabela abaixo levando em consideração a diferença de potencial gerada em cada caso.

Tensão Solução A [V] Tensão Solução B [V]
0.743 0.681
0.745 0.693
0.763 0.708
0.766 0.712

Levando em consideração os resultados obtidos, definiu-se a quantidade máxima permitida de sal na água após o processo de dessalinização. Isso foi realizado por meio da interpretação tensão vs. concentração de sal: quanto maior a tensão, maior a concentração de sal na água.

Integração

Ao realizar a integração de todos os circuitos em placa perfurada, fez-se os testes individuais para verificar a integridade das trilhas e, após essa verificação, foram feitos diversos outros testes para assugurar o bom funcionamento do circuito.

A figura abaixo mostra a placa perfurada com seus componentes e módulos dispostos na parte superior, e na parte inferior, as trilhas e conexões realizadas com base nos esquemáticos montados.

Frente da placa
Verso da placa

Histórico de Versão

Data Versão Descrição Autores Revisores
16/01/2025 1.0 Adicionando casos de testes Matheus Alves Flávia Nagata
17/01/2025 1.1 Caso de teste sensor de pH Flávia Nagata Mylena
24/01/2025 2.0 Caso de teste salinidade da água Flávia Nagata -
15/02/2025 2.1 Caso de teste salinidade da água Flávia Nagata -
17/02/2025 2.2 Integração Flávia Nagata -
17/02/2025 2.3 Adição das imagens da placa João Pedro Bandeira -