MEDIDOR DE CONSUMO ENERGÉTICO EM TEMPO REAL

Mas qual será que é o aparelho eletrodoméstico que mais consome energia? Para responder essa pergunta foi projetado um medidor de consumo de energia em tempo real permitindo o acompanhamento do consumo de cada aparelho ou até mesmo de toda a casa. O mesmo foi pensado para ser prático no dia a dia, assim, ele é fácil de ser manuseado e ainda é compacto. Foi elaborada uma placa eletrônica própria que foi inserida em um gabinete com tampa de acrílico para permitir a visualização do display. O sistema é todo gerenciado por um microcontrolador que foi programado utilizando o Arduino IDE, além disso, ele também faz a leitura do sensor de corrente e a comunicação com o módulo de WiFi para permitir conexão via servidor externo.

Após iniciar o aparelho, será calculada a potência consumida e ainda o valor a ser pago considerando uma tarifa pré-fixada. Energy. Current. LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: CROQUI INICIAL-----------------------------------------------------------------11 FIGURA 2: DIAGRAMA DE BLOCOS DO CIRCUITO---------------------------------12 FIGURA 3: ESQUEMÁTICO EM BLOCOS DAS ALIMENTAÇÕES----------------13 FIGURA 4: CIRCUITO EXEMPLO DO LM317-------------------------------------------15 FIGURA 5: ESQUEMÁTICO DO BLOCO MICROCONTROLADOR----------------15 FIGURA 6: ESQUEMÁTICO DO BLOCO DISPLAY-------------------------------------16 FIGURA 7: DISPLAY LCD A SER UTILIZADO-------------------------------------------17 FIGURA 8: ESQUEMÁTICO DO BLOCO DE MÓDULO DE WIFI-------------------17 FIGURA 9: ESQUEMÁTICO DO BLOCO DO CIRCUITO DE AJUSTE------------17 FIGURA 10: SENSOR DE CORRENTE UTILIZADO-----------------------------------18 FIGURA 11: DIAGRAMA LÓGICO DO SOFTWARE-----------------------------------19 FIGURA 12: VISTA SUPERIOR DA PLACA NO ALTIUM-----------------------------22 FIGURA 13: VISTA SUPERIOR DA PLACA NO ALTIUM SEM DISPLAY--------22 FIGURA 14: PLACA FINAL SEM DISPLAY-----------------------------------------------23 FIGURA 15: MONITOR COMO UM TODO MONTADO-------------------------------24 FIGURA 16: PLACA EM FUNCIONAMENTO: DISPLAY 1---------------------------24 FIGURA 17: PLACA EM FUNCIONAMENTO: DISPLAY 2---------------------------25 FIGURA 18: PLACA EM FUNCIONAMENTO: DISPLAY 3---------------------------25 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Cronograma----------------------------------------------------------------------------12 Tabela 2: Lista de componentes---------------------------------------------------------------18 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO--------------------------------------------------------------------------------8 1.

Escopo---------------------------------------------------------------------------------------9 1. Justificativa----------------------------------------------------------------------------------9 1. Display LCD 1602ª------------------------------------------------------------------16 3. Módulo WiFi-----------------------------------------------------------------------------16 3. ESP8266-01--------------------------------------------------------------------------17 3. Sensor de corrente e circuito de ajuste------------------------------------------17 3. Lista de Materiais---------------------------------------------------------------------------18 3. Existem outros modelos que permitem monitorar uma casa toda, por exemplo, no entanto, a maioria existente no mercado não são de fácil instalação, muitos precisam cortar o fiação. Assim foi proposto a elaboração de um aparelho para monitoramento do consumo energético de baixo custo e fácil manuseio e instalação que é o tema desse projeto. Escopo Um medidor de consumo energético, pequeno e prático de se utilizado, capaz de medir pequenas e grandes correntes alternadas. Justificativa Grande parte da população recebe a conta de luz alta e não entendem o porquê e nem qual é o equipamento está consumindo tanto.

Um medidor simples e prático pode solucionar esse problema, pois ao identificar os aparelhos que mais estão consumindo pode trocá-los por outros mais eficientes ou utilizá-los por menos tempo a fim de diminuir a conta de luz. e) Um módulo de conexão WiFi para monitoramento remoto. A Figura 1 representa um croqui inicial do projeto. Figura 1: Croqui inicial Fonte: Thomsen (2020) O trabalho em questão foi separado nos seguintes tópicos que serão descritos abaixo: organograma, cronograma, diagrama de blocos, lista de materiais, programação e hardware. Organograma O organograma do projeto ocorreu com as seguintes funções:  James Damas: Responsável pelo P&D, montagem e confecção do hardware, elaboração do código e testes. Cronograma O cronograma, mostrado na Tabela 2, contém cada macro atividade realizada no projeto, bem como o prazo previsto e o prazo em que foi realizado.

Regulador LM317 O Regulador de tensão LM317 possui a tensão de saída ajustável entre 1,25V até 37V com corrente de até 1,5A, além disso, ainda possui proteção contra curtocircuito e proteção térmica. A Figura 4 demonstra o pinout do regulador, bem como um circuito típico de exemplo que é uma fonte de tensão variável. Figura 4: Circuito exemplo do LM317 Fonte: Arduino e Cia (2020) 3. Microcontrolador O bloco do microcontrolador é responsável por gerenciar todas as tarefas do projeto, bem como realizar os cálculos matemáticos para a potência consumida. O Microcontrolador utilizado foi o Atmega328p, o mesmo do arduino UNO, e o motivo para escolher ele foi para manter compatibilidade com o arduino. Uma foto do display pode ser vista na Figura 7.

Figura 7: Display LCD a ser utilizado Fonte: FilipeFlop (2020) 3. Módulo WiFi Esse bloco é responsável pela comunicação via WiFi, para isso, foi utilizado o módulo ESP8266-01. O esquemático do mesmo pode ser visto na Figura 8. Como o ATmega possui o canal TX em 5V e o ESP8266 opera em 3,3V, houve a necessidade de acrescentar o divisor resistivo com os resistores R12, R13 e R16, de 4,7kΩ, 10kΩ e 4,7kΩ, respectivamente. Segue a Tabela 3 com a lista dos materiais utilizados: Tabela 2: Lista de componentes Item Jack J2 Jack J4 Capacitor 1uF/35V Capacitor 100nF/50V Regulador LM317 Led vermelho Resistor 300Ω Resistor 100Ω Resistor 4,7 kΩ Resistor 1 kΩ Resistor 10 kΩ Atmega328P com kit Display LCD 1602A Sensor de corrente SCT013 ESP8266 Case transparente Total Quantidade 1 1 2 3 1 1 1 3 2 2 4 1 1 1 1 1 Preço unit. R$) 3 3 0,05 0,05 2,4 0,5 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 14,99 16 52,9 22,99 26,9 Total 3 3 0,1 0,15 2,4 0,5 0,05 0,15 0,1 0,1 0,2 14,99 16 52,9 22,99 26,9 140,53 3.

Programação O software foi elaborado na Arduino IDE. A Figura 11 demonstra o diagrama lógico do funcionamento e operação do software. Figura 11: Diagrama lógico do software E o código em si está contido abaixo. print(current_rms); lcd. print("A"); // Variables lcd. setCursor(0,1); int minutes = 0; lcd. print("Potencia: "); int hours = 0; lcd. print(power,0); int days = 0; lcd. print(hours); emon1. current(A5, 60); // pin, calibration lcd. print("H"); lcd. begin(16, 2); TCCR1A = 0; lcd. print(minutes); lcd. Esse problema é caracterizado como um “curto circuito virtual” interno do chip, e isso ocasiona um sobreaquecimento e torna o módulo incomunicável. O ESP8266 possui um LED que pisca na inicialização do dispositivo para informar que está em funcionamento, e mesmo o LED piscando e todas as conexões corretas, o módulo não respondia aos comandos e aproximadamente um minuto depois de ligado, entrava na proteção térmica e o mesmo desligava.

Assim para contornar esse problema, o módulo de WiFi foi removido do projeto para não interferir em outros sistemas. A Figura 14 demonstra a placa final sem o display LCD. Figura 14: Placa final sem display Já a Figura 15 demonstra a placa no gabinete com a fonte e o sensor de corrente no lado. Embora tenha ocorrido esse problema, o espaço para inserir um novo módulo WiFi foi mantido para que no futuro o mesmo fosse implementado. REFERÊNCIAS ARDUINO E CIA (Org. Tenha uma fonte ajustável para a sua bancada com o módulo regulador de tensão LM317. Disponível em: <https://www. arduinoecia. Acesso em: 20 fev. em: EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (Org. Consumo Anual de Energia Elétrica por classe (nacional). Disponível em: <http://www.

epe. Custo do consumo de energia elétrica dos eletrodomésticos. Disponível em: <https://www. oeconomista. com. br/custo-do-consumo-de-energiaeletrica-dos-eletrodomesticos/>. Disponível em: <http://www. ti. com/lit/ds/slvs044x/slvs044x. pdf>. Acesso em: 20 fev. org/wiki/Latchup>. Acesso em: 22 fev.