Sistema de monitorização e controlo de carga centralizado
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/24308 |
Resumo: | Este projeto tem como objetivo fazer o estudo, desenvolvimento e demonstração de um sistema de monitorização e controlo de carga centralizado utilizando o conceito Internet of Things (IoT). Para servir de exemplo a este projeto foram estudados vários produtos onde implementam o conceito IoT e/ou a tecnologia de monitorização de consumo de energia, como por exemplo a FIBARO, Eyedro, Lumin, Leviton e Trotec. Este estudo permitiu idealizar e conceber um sistema preparado para monitorizar os dados de energia elétrica e controlo de cargas e exibir esses dados numa interface gráfica. O sistema de monitorização tem como objetivo realizar a medição da tensão eficaz, corrente eficaz, potência instantânea, fator de potência, energia instantânea e acumulada, sendo também possível verificar o custo monetário associado à energia utilizada. O sistema de monitorização envolve o estudo e implementação sobre a alimentação do sistema, condicionamento de sinal, analog-to-digital converter (ADC) externo, placa de desenvolvimento ESP32 DevKitC V4 e o display Organic LightEmitting Diode (OLED). O sistema de controlo por sua vez tem como objetivo acionar um light-emitting diode (LED) e é realizado através da placa de desenvolvimento Mini WEMO D1 ESP32. Para aceder à informação dos dados de energia elétrica e realizar o controlo do LED foi desenvolvida uma página de Internet baseada na plataforma Node-RED. Para desenvolver a plataforma utilizou-se um servidor que irá correr a plataforma Node-RED e disponibilizar o endereço Internet Protocol (IP) da página de monitorização e controlo. Os dados transmitidos entre os microcontroladores e servidor utilizam o protocolo de comunicação Message Queuing Telemetry Transport (MQTT). Por fim, foram realizados testes ao sistema tendo como base de comparação os dados de energia resultantes do dispositivo de medição de energia Aubess. Os resultados obtidos do dispositivo Aubess e do nosso sistema são idênticos, concluindo assim que o sistema de monitorização desenvolvido funciona de acordo com o es perado. A implementação da placa de desenvolvimento Mini WEMO D1 ESP32 também demonstrou estar corretamente implementada na rede local sendo possível alterar o estado do LED entre ligado e desligado. |
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Sistema de monitorização e controlo de carga centralizadoCentralized load monitoring and control systemShunt resistorMQTTWIFIESP32Raspberry Pi 3OLED displayNODE-RedDomínio/Área Científica::Engenharia e TecnologiaEste projeto tem como objetivo fazer o estudo, desenvolvimento e demonstração de um sistema de monitorização e controlo de carga centralizado utilizando o conceito Internet of Things (IoT). Para servir de exemplo a este projeto foram estudados vários produtos onde implementam o conceito IoT e/ou a tecnologia de monitorização de consumo de energia, como por exemplo a FIBARO, Eyedro, Lumin, Leviton e Trotec. Este estudo permitiu idealizar e conceber um sistema preparado para monitorizar os dados de energia elétrica e controlo de cargas e exibir esses dados numa interface gráfica. O sistema de monitorização tem como objetivo realizar a medição da tensão eficaz, corrente eficaz, potência instantânea, fator de potência, energia instantânea e acumulada, sendo também possível verificar o custo monetário associado à energia utilizada. O sistema de monitorização envolve o estudo e implementação sobre a alimentação do sistema, condicionamento de sinal, analog-to-digital converter (ADC) externo, placa de desenvolvimento ESP32 DevKitC V4 e o display Organic LightEmitting Diode (OLED). O sistema de controlo por sua vez tem como objetivo acionar um light-emitting diode (LED) e é realizado através da placa de desenvolvimento Mini WEMO D1 ESP32. Para aceder à informação dos dados de energia elétrica e realizar o controlo do LED foi desenvolvida uma página de Internet baseada na plataforma Node-RED. Para desenvolver a plataforma utilizou-se um servidor que irá correr a plataforma Node-RED e disponibilizar o endereço Internet Protocol (IP) da página de monitorização e controlo. Os dados transmitidos entre os microcontroladores e servidor utilizam o protocolo de comunicação Message Queuing Telemetry Transport (MQTT). Por fim, foram realizados testes ao sistema tendo como base de comparação os dados de energia resultantes do dispositivo de medição de energia Aubess. Os resultados obtidos do dispositivo Aubess e do nosso sistema são idênticos, concluindo assim que o sistema de monitorização desenvolvido funciona de acordo com o es perado. A implementação da placa de desenvolvimento Mini WEMO D1 ESP32 também demonstrou estar corretamente implementada na rede local sendo possível alterar o estado do LED entre ligado e desligado.This project aims to study, develop and demonstrate a centralized load monitoring and control system using the IoT concept. To use as an example several products were studied where they implement the IoT concept and/or energy consumption monitoring technology such as FIBARO, Eyedro, Lumin, Leviton and Trotec. This study allowed to idealize and design a system prepared to monitor the data of electric energy and load control and display these data in a graphical interface. The monitoring system aims to measure the power factor, intantaneous and accumulated energy, instantaneous power, Root Mean Square (RMS) voltage and RMS current, also being possible to check the cost associated to the energy used. The monitoring system embraces the study and implementation of the system power, signal conditioning, external ADC, ESP32 DevKitC V4 development board and the OLED display. The control system, in turn, aims to activate a LED and it is carried out through the Mini WEMO D1 ESP32 development board. To access the electrical energy data information and carry out the LED control an Internet page based on the Node-RED plataform was developed. To develope the platform a server was used that will run the Node-RED plataform and provide the IP address of the monitoring and control page. The data transmited between microcontrollers and server uses the MQTT communication protocol. Finally, system tests were carried out based on the energy data resulting from the Aubess energy measurement device. The results obtained from the Aubess device and from our developed device are identical, thereby concluding that the system works as expected. The implementation of the Mini WEMOD1 ESP32 development kit also proved to be correctly implemented in the local network, being possivel to change the state of the LED between on and off.Figueiredo, Lino Manuel BaptistaRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoCarvalho, Sandro Daniel Moreira de2023-12-20T09:13:41Z2023-11-072023-11-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/24308TID:203414551porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-12-27T01:49:08Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/24308Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:56:13.744027Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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