Documento de Visão

1. Introdução

No contexto atual da gestão ambiental e do monitoramento de recursos hídricos, a necessidade de soluções automatizadas para análise e coleta de dados estam sendo bastante discutidas. No âmbito da disciplina de Projeto Integrador 2 da Universidade de Brasília, que visa integrar as engenharias eletrônica, de energia, aeroespacial, automotiva e de software do campus Gama, foi proposta a criação de um sistema inovador para a coleta e avaliação da qualidade da água da chuva. Este projeto integra uma estrutura automatizada equipada com sensores, estação meteorológica, placa solar e um sistema digital que conecta os dados a um aplicativo móvel e a uma plataforma web.

O sistema é projetado para capturar a água da chuva de forma automática e avaliar suas propriedades por meio de sensores instalados na estrutura, mas para uma análise mais detalhada, a água coletada estará dispoviel para sua retirada e posteriormente analisada em um laboratório. Paralelamente, a estação meteorológica integrada fornece dados sobre as condições climáticas no momento da coleta. A placa solar garante operação autossustentável, enquanto o aplicativo e o site permitem o monitoramento remoto e o acesso em tempo real aos dados, ampliando a acessibilidade e a eficiência da análise.

Ao adotar uma abordagem que combina automação, sustentabilidade e conectividade, este projeto oferece uma solução inovadora e prática, atendendo às demandas de engenheiros agrônomos e pesquisadores meteorológicos. Esses profissionais podem utilizar o sistema para monitorar a qualidade da água da chuva e correlacioná-la com dados meteorológicos, promovendo avanços em áreas como agricultura de precisão, estudos climáticos e gestão ambiental. Este documento tem como objetivo apresentar o projeto detalhadamente, destacando suas funcionalidades, benefícios e potenciais aplicações.

2. Definição do Produto

O Gotinho é um sistema integrado desenvolvido para atender à necessidade específica de coleta e monitoramento de água da chuva, utilizando tecnologias e design que combinam eficiência, durabilidade e baixo custo. O sistema é composto por uma estrutura que acomoda módulos essenciais, como um coletor automatizado, painel solar, estação meteorológica, compartimento eletrônico e sistema de armazenamento de água.

O funcionamento do projeto inclui sensores que controlam automaticamente a abertura e o fechamento do coletor,sensores que detectam quando está chovendo e monitoram o nível de água na garrafa, enviando notificações em tempo real para um aplicativo de monitoramento. Este aplicativo informa ao usuário quando a chuva começou e parou, alerta quando a garrafa está cheia e apresenta dados climáticos.

Além disso, o Gotinho oferece uma solução prática tanto para análises acadêmicas quanto para o uso no campo por agrônomos e fazendeiros.

2.1. Perspectiva do Produto

O Gotinho é um protótipo em desenvolvimento que se propõe a ser uma solução prática e adaptável para a coleta e o monitoramento de água da chuva, com potencial para aprimoramentos futuros. O sistema foi idealizado para atender principalmente a dois públicos:

Pesquisadores e acadêmicos, que podem utilizar os dados fornecidos pelo sistema para estudos sobre qualidade da água, mudanças climáticas e impacto ambiental.
Agrônomos e produtores rurais, que podem se beneficiar do monitoramento dos recursos hídricos em suas zonas rurais, otimizando práticas agrícolas.

Projetado para ambientes rurais, o Gotinho cgarante desempenho confiável mesmo em condições climáticas adversas. Sua modularidade permite a personalização e a integração de novos componentes, tornando-o um sistema flexível que pode evoluir de acordo com as necessidades dos usuários. A integração com sensores e um aplicativo de monitoramento proporciona uma experiência intuitiva, permitindo o acompanhamento remoto da coleta de água e a análise de dados climáticos.

2.2. Resumo dos Recursos

Os recursos do Gotinho foram desenvolvidos para atender às demandas de seu público alvo. Cada componente desempenha um papel na funcionalidade do sistema, garantindo uma experiência prática e confiável para o usuário. A seguir, destacam-se os componentes essenciais da solução:

Coletor automatizado: Sistema de coleta com abertura e fechamento controlados por sensores para evitar contaminações.
Placa solar: Módulo responsável pela captação de energia solar para alimentar todo o sistema.
Estação meteorológica: Subsistema integrado que coleta e apresenta dados climáticos em tempo real.
Sensores avançados: Detectam chuva e monitoram o nível de água na garrafa, acionando o coletor automaticamente.
Compartimento eletrônico: Armazenamento seguro para componentes como baterias, controladores e circuitos eletrônicos.
Sistema de armazenamento: Garrafa interna para coleta e análise da água da chuva, removível para manutenção ou estudos.
Aplicativo de monitoramento: Ferramenta digital que fornece ao usuário dados sobre a quantidade de água coletada, alertas em tempo real sobre início e término da chuva, status do nível de água e informações climáticas detalhadas.

3. Restrições

As restrições impostas pelo Gotinho podem ser críticas para os desenvolvedores e usuários. Essas limitações podem afetar diretamente a eficácia, a utilidade do equipamento e a viabilidade do produto no mercado, tornando importante entender e gerenciar esses fatores. Algumas das principais restrições observadas são:

3.1. Restrições de Implementação

Considerando as restrições de implementação do nosso produto, podemos identificar aspectos que podem influenciar seu desenvolvimento e produção:

Recursos financeiros: Desenvolver e fabricar nosso produto exigirá investimentos significativos, desde a compra de materiais para construção e sensores, até os custos associados à construção da estrutura. Limitações de orçamento podem influenciar a seleção de materiais, sensores e métodos de produção.
Materiais: As restrições relacionadas aos materiais podem incluir a necessidade de selecionar materiais que sejam resistentes a intempéries, duráveis e capazes de suportar o próprio peso. Além disso, os materiais selecionados devem ser financeiramente acessíveis para não encarecer o produto final.
Prazos: Restrições no tempo podem ser impostas pela disciplina para cumprir os prazos estipulados nas entregas definidas na ementa e plano de ensino, podendo influenciar diretamente a complexidade do projeto.

3.2. Restrições de Uso

Em relação às principais restrições de uso do produto, podem ser observadas:

Tamanho do objeto: Nosso produto possui dimensões significativas, o que torna necessário o uso de veículos com caçamba ou carreta para seu deslocamento e transporte. Essa necessidade decorre do tamanho da estrutura do projeto, dimensionada para garantir a funcionalidade ideal do produto.
Visualização e acesso: Para acessar os dados e informações coletadas pelos sensores do nosso produto, se faz necessário que o usuário possua um dispositivo eletrônico, como um celular ou computador. Além disso, o controle remoto da comporta de coleta de água da chuva também requer acesso a essas tecnologias, uma vez que a estrutura não inclui uma tela digital interativa.
Ambiente: É de recomendado evitar o uso do Gotinho (Dispositivo Automático) em terrenos com declives acentuados ou muito irregulares, pois isso pode comprometer a estabilidade da estrutura e impedir o armazenamento adequado da água no recipiente.
Conexão: Para que nosso produto seja capaz de transmitir os dados coletados para um sistema em que possam ser facilmente acessados, como um servidor remoto por exemplo, é necessário que o usuário tenha conexão Wi-Fi no local que a estrutura for instalada. Isso se deve ao módulo de comunicação ser desenvolvido para transmissão em rede Wi-Fi, a fim de não encarecer o produto final.

4. Objetivo geral do projeto

O projeto tem como objetivo desenvolver um sistema automatizado de coleta de água da chuva, capaz de realizar a captação, monitoramento e análise dessa água. O sistema integrará medições de parâmetros meteorológicos e o acompanhamento de variáveis do recipiente de armazenamento, assegurando a obtenção de dados precisos para a avaliação da qualidade da água

5. Objetivo específicos do projeto

Criação e Aprovação de Protótipo: Desenvolver um protótipo funcional de alta fidelidade para o sistema destinado ao monitoramento meteorológico e armazenamento de amostras pluviométricas. O protótipo será avaliado e aprovado com base em sua funcionalidade e aderência aos requisitos do projeto.
Definição da Arquitetura dos Sistemas: Projetar uma arquitetura robusta e escalável que permita a integração eficiente de todos os módulos e componentes do sistema. Isso inclui a especificação das interfaces de comunicação entre os subsistemas e a seleção das tecnologias mais adequadas para sua implementação.
Desenvolvimento dos Subsistemas Específicos: Implementar os subsistemas necessários para o funcionamento completo do projeto, como o subsistema de estação meteorológica, o subsistema monitoramento do recipiente e o subsistema de transmissão. Cada subsistema será desenvolvido para atender aos requisitos técnicos e funcionais definidos.
Testes de Integração: Conduzir testes de integração para assegurar que todos os componentes interajam de forma harmoniosa. Este processo incluirá a validação da comunicação entre os subsistemas, identificação e resolução de possíveis conflitos, e garantia de que o sistema atenda aos requisitos gerais do projeto.
Validação do Sistema: Realizar testes rigorosos de validação para confirmar que o sistema cumpre os objetivos e requisitos especificados. Isso abrangerá a avaliação da precisão dos dados meteorológicos, a confiabilidade dos componentes de hardware e software, e a usabilidade geral da solução.
Documentação: Elaborar documentação completa e detalhada sobre o funcionamento, operação e manutenção do sistema.

6. É/Não é e Faz/Não faz

Para a Realização desse tópico foram reunidas todas equipes (Estruturas, Eletronica, Software) e foram discutidos aspectos sobre o projeto, buscando alinhar diferentes equipes em uma mesma visão do Produto.

O que o projeto É:

Estação atmosférica com pluviômetro capaz de armazenas a água da chuva;
Produto voltado para área de pesquisa;
Solução conectada que permite o monitoramento remoto;
É uma solução para fazendeiros em uso restrito (Queimadas);

O que o projeto, não é?

Ele não é autônomo para análise da água;
Não canaliza a água da chuva para outro uso;
Não é localizável via localização digital;
Não é aplicável em terrenos extremamente irregulares;

O que o projeto faz?

Notifica o usuário de problemas que aconteceram com o produto;
Armazena energia;
Mostra visualização de dados para os usuários;
Mede grandezas físicas;
Realiza a abertura e fechamento manual das portas de seus dispositivos;

O que o projeto não faz?

Não analisa diretamente a água da chuva;
Não faz a troca autônoma do recipiente;
Não armazena os dados localmente;
Não faz análise de predição climática;

7. Posicionamento

7.1. Oportunidade de Negócio

O Gotinho é um serviço que possibilita a coleta de água da chuva de forma inteligente, com reconhecimento de chuva e abertura automática, além de possibilitar o monitoramento do nível da água do recipiente e das condições climáticas da região que o dispositivo está localizado. Essa tecnologia é projetada para atender pesquisadores das áreas de ciências biológicas e pessoas interessados no agronegócio, possibilitando estudos detalhados da qualidade da água da chuva e o desenvolvimento de estratégias personalizadas para o tratamento de plantações, otimizando os recursos e promovendo soluções adaptadas às condições regionais.

7.2. Instrução de Posição do Produto

Para: Pessoas interessadas nas áreas de biologia e agronegócio;
Que: Desejam fazer estudos do condições climáticas e qualidade da água da chuva para estratégias personalizadas no tratamento de plantações ou realização de pesquisas;
O Gotinho: É um sistema web e aplicativo mobile;
Que: Permite que o usuário colete em um recipiente dentro de um dispositivo inteligente água da chuva e forneça informações sobre as condições climáticas da região
Diferente de: Aplicações similares que não possuem um aplicativo e nem um sistema inteligente para lidar com a coleta e exigem alto custo para fornecer produtos similares
Nosso produto: Oferece interfaces amigáveis para visualização e monitamento dos dispositivos cadastrados, com gráficos e dados climáticos coletados em temp real a um baixo custo, possibilitando abrir e fechar a caixa d'água de forma remota, além disso, permite a remoção do recipiente para futuras análises da água coletada, o sistema também alerta o usuário determinados eventos que acontecem no sistema, como chuva, dispositivos com problemas.

7.3. Ambiente do Usuário

A aplicação deve ser acessada por meio de computadores com acesso à internet para visualização dos dados em tempo real e histórico coletados pela aplicação. Para acessar o aplicativo, o usuário deve possuir um dispositivo com sistema operacional Android.

8. Viabilidade de Mercado

A viabilidade De Mercado Pode ser melhor visualizada através do link: Viabilidade de Mercado

9. Referências

IBM Knowledge Center - Documento de Visão: A estrutura de tópicos do documento de visão. Disponível em: https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/pt-br/SSWMEQ_3.0.1/com.ibm.rational.rrm.help.doc/topics/r_vision_doc.htm. Acesso em: 23 novembro. 2024.

MIGUEL, Alexandre; ALVES, Dani; GUEDES, Gabriela; GOULART, Helena; ROBSON, João; MENEZES, Leticia; GUILHERME, Luiz; SCHADT, Renan; VINICIUS, Rômulo; HUGO, Victor. Projeto translate.me: Documento de Visão. Disponível em: https://translate-me.github.io/docs/documentos/projeto/doc_de_visao/. Acesso em: 23 novembro. 2024.

Souza, P. (2014). Lean Inception: Como Alinhar Pessoas e Construir o Produto Certo. São Paulo: Editora Casa do Código. Acesso em: 04 novembro. 2024.

É/Não é e Faz/Não faz. Diponível em: https://caroli.org/e-nao-e-faz-nao-faz/ Acesso em: 23 novembro. 2024.

Tabela de versionamento

Versão	Data	Descrição	Responsável
1.0	25/11/2024	Modificando as restrições de uso.	João Gabriel P Nespolo
1.1	25/11/2024	Modificando as restrições de uso e implementação.	João Gabriel P Nespolo
1.2	25/11/2024	Modificando a introdução.	Marco Lins
1.3	25/11/2024	Modificando a definição do produto.	Ana Gabriela
1.4	21/11/2024	Adicionando trecho É/Não é e Faz/Não faz.	Arthur José e Gabriel Moretti