Sistema de detecção de vazamentos na rede pluvial residencial através de aprendizado supervisionado

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema para monitorar o consumo de água, com o objetivo de detectar vazamentos de forma precoce e evitar desperdícios. O sistema utiliza acionamentos automatizados e mede o fluxo de água por efeito Hall, incorporando conceitos de Internet das Coisas e casas inteligentes, além de modelos de aprendizado de máquina. Um protótipo foi desenvolvido para medir a vazão de água em sistemas pluviais residenciais, permitindo a detecção de vazamentos antes e depois do reservatório. O sistema possibilita o acionamento remoto, automático e manual de uma válvula de retenção, utilizando como principais componentes um sensor de vazão por efeito Hall e um circuito impresso que minimiza ruídos. Este circuito regula a tensão e se conecta à ESP 32, enquanto a válvula esférica elétrica é acionada por um relé, operando em dois estados: normal aberto e normal fechado. Um Orange Pi Zero 3 atua como servidor para o Home Assistant, executando um modelo em Python para avaliar o consumo.Testes foram realizados para medir a vazão ao longo do tempo e treinar o modelo de detecção de vazamentos. O protótipo promove a automação residencial e assegura que a rede instalada não apresente vazamentos, resultando em economia de recursos financeiros e naturais, além de oferecer uma interface visual para gerenciar o consumo.

This work presents the development of a system for monitoring water consumption, focusing on the early detection of leaks to prevent waste. The system employs automated controls and measures water flow using Hall effect sensors, integrating concepts from the Internet of Things and smart homes, as well as machine learning models. A prototype was developed to measure water flow in residential rainwater systems, enabling the detection of leaks both before and after the reservoir.The system allows for remote, automated, and manual operation of a check valve, featuring key components such as a Hall effect flow sensor and a printed circuit board designed to minimize noise. This circuit regulates voltage and connects to the ESP32, while an electric ball valve is controlled by a relay that operates in two states: normally open and normally closed. An Orange Pi Zero 3 acts as the server for Home Assistant, running a Python model to evaluate consumption.Tests were conducted to measure flow over time and train the leak detection model. The prototype enhances home automation and ensures that the installed network is leak-free, resulting in savings of both financial and natural resources, while also providing a visual interface for managing consumption.