Controle da Temperatura e Vazão de um Chuveiro Usando Lógica Fuzzy

Abstract

Este trabalho propõe um sistema de controle para a temperatura e vazão de banho de um chuveiro elétrico. O local em que ele foi realizado é a empresa Thermosystem, localizada na cidade de Tubarão, Santa Catarina. A estratégia usada para tal objetivo foi uma técnica de controle moderno, a lógica fuzzy. Esse tipo de controle já foi implementado com sucesso em sistemas não lineares e multivariáveis, como é o caso desse trabalho. Ele baseia-se em um conjunto de regras do tipo SE <condição> ENTÃO <ação>. O modelo de inferência utilizado foi o proposto por Takagi-Sugeno. O chuveiro a ser controlado possui, além da entrada de água tradicional da rede hidráulica, uma segunda entrada de água, proveniente de um sistema de aquecimento auxiliar de energia solar. O grande desafio do projeto é então fazer com que essa mistura de águas, que possuem temperaturas e pressões diferentes, atinja a temperatura e vazão desejadas pelo usuário. Para o controle da entrada de água o sistema possui duas servoválvulas e para o aquecimento da água possui uma resistência elétrica como nos chuveiros tradicionais. A lógica de controle é implementada em um microcontrolador de oito bits. Os resultados obtidos são apresentados de forma gráfica, os quais permitem avaliar o desempenho do controlador projetado.

This work proposes a control system for temperature and flow of an electric shower bath. The place where it was done is Thermosystem company, located in Tubarão, Santa Catarina. The strategy used for this purpose was a modern control techniques, the fuzzy logic. This type of control has been successfully implemented in nonlinear and multivariable systems, such as this work. It is based on a set of rules such as IF <condition> THEN <action>. The inference model used was proposed by Takagi-Sugeno. The shower of this project has, besides the traditional water inlet supply line, a second input of water from an auxiliary heating system of solar energy. The principal challenge of this project is to make this mixture of water, which have different temperatures and pressures, reaches the temperature and flow desired by the user. To control the water intake, the system has two servo valves and to control the water heating, the system has an electrical resistance as in traditional showers. The control logic is implemented in an eight-bit microcontroller. The results are presented in graphical form, which allow to evaluate the performance of the controller designed.