Medidor de fluxo de água usando ESPHome
- Weemos D1 mini v3 (https://pt.aliexpress.com/item/32831353752.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.58.66c0caa4Gt99Q5&gatewayAdapt=glo2bra) [3]
- medidor de fluxo de água com sensor de temperatura (https://pt.aliexpress.com/item/1005001982191762.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.41.66c0caa4Gt99Q5&gatewayAdapt=glo2bra)
- fonte 5V 1A
- cabo usb - micro USB
A leitura da informação enviada pelo sensor é feita usando-se um pulse_counter no ESPHome. [1] [2]
sensor:
- platform: pulse_counter
# GPIO5 = D1
pin: GPIO5
name: "fluxo de agua"
update_interval: 5s
No código acima criamos um sensor chamado "fluxo de água" que vai indicar
a quantidade de pulsos do sensor (ainda não convertidos para uma métrica
do tipo "litros por minuto").
O sensor de temperatura é do tipo NTC, ou seja, sua resistência varia com a temperatura (quanto maior a temperatura, menor a resistência).
O vendedor (página do Ali Express) não dá detalhes sobre a curva de resposta do sensor então levantamos a curva na base da experimentação (meça a resistência à medida que varia a temperatura à qual o sensor é exposto). O resultado obtido foi o seguinte (temperatura em graus Celsius e resistência em Kilo Ohms):
Para usar um NTC com o Wemos D1 mini precisamos montar um divisor de tensão [4].
A temperatura da água do chuveiro vai ficar entre os 35 graus e os 45 graus, então a resistência do termistor deve ficar entre aproximadamente 17 Kilo Ohms e 13 Kilo Ohms.
Vamos então usar um resistor de 10 Kilo Ohms e ver no que dá.
Essa configuração onde o termistor fica ligado no Vcc é denominada de UPSTREAM na documentação do Resistance Sensor do ESP Home.
Nesse ponto podemos escrever o seguinte código para esses 2 sensores:
sensor:
- platform: pulse_counter
# GPIO5 = D1
pin: GPIO5
name: "fluxo de agua"
update_interval: 5s
- platform: adc
pin: A0
name: "sensor tensão chuveiro1"
update_interval: 15s
Carregando esse código (mais o código padrão gerado pelo ESP Home com Wi-Fi, etc) no Wemos D1 Mini, conectando todos os cabos de energia e sensores e adicionando no Home Assistant, já temos o seguinte resultado (o termistor estava perto de um aquecedor e eu estava soprando no tubo do cano pra ter alguma contagem de pulsos):
Note que nesse ponto já temos como medir o fluxo de água e a temperatura da água. Por exemplo, afastando o termistor do aquecedor (e deixando estabilizar a temperatura) e não assoprando no cano, temos outras medidas no dashboard do Home assistant:
Obviamente que saber a tensão e a contagem de pulsos não ajuda muito pra saber quantos litros de água estão sendo consumidos nem qual é a temperatura, mas eventualmente isso já serviria para uma automação simples que precisa saber se tem água passando no cano e se a temperatura está acima ou abaixo de um certo valor (você precisa apenas colocar o termistor num copo com água que está a uma temperatura conhecida e anotar o valor da tensão para aquela situação).
Primeiro medimos a vazão com um balde e um cronômetro. Montamos a tabela de dados coletados e convertemos tudo para litros por minuto.
--- colocar tabela ---
Ajustamos o código com os dados da calibragem (cuidado com a indentação do código na parte calibrate_linear, pois é só 1 espaço!):
sensor:
# https://esphome.io/components/sensor/pulse_counter.html
- platform: pulse_counter
# GPIO5 = D1 no Wemos D1 mini
pin: GPIO5
unit_of_measurement: 'litros/min'
accuracy_decimals: 0
name: "fluxo de agua"
update_interval: 15s
filters: # usado para converter os pulsos/min em litros/min
- calibrate_linear:
method: least_squares # opcional e default
datapoints:
# map xx do sensor para -> yy valor real
# valores medidos na pratica com balde e cronometro
- 0 -> 0
- 5364 -> 9.6
- 7360 -> 12.2
- 9570 -> 16.56
Alternativa usando lambda (não testei):
sensor:
- platform: pulse_counter
# GPIO5 = D1
pin: GPIO5
unit_of_measurement: 'litros/min'
name: "fluxo de agua"
update_interval: 5s
filters:
- lambda: return (x / 580);
[1] https://community.home-assistant.io/t/using-esphome-to-build-a-water-flow-rate-meter/119380/4
[2] Pulse counter sensor: https://esphome.io/components/sensor/pulse_counter.html?highlight=pulse
[3] Pinagem do Wemos D1 mini: https://i2.wp.com/www.teachmemicro.com/wp-content/uploads/2019/07/wemos-d1-mini-pinout.jpg?ssl=1
[4] Circuito divisor de tensão: https://www.petervis.com/electronics%20guides/calculators/thermistor/thermistor.html