Desenvolvimento de dispositivo de telemetria para hidrômetros sob a ótica IoT : estudos de geração e consumo energético

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Mathias Scroccaro, 1994-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639591
Resumo: Orientador: Leandro Tiago Manêra
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spelling Desenvolvimento de dispositivo de telemetria para hidrômetros sob a ótica IoT : estudos de geração e consumo energéticoDevelopment of a telemetry device for water meters from an IoT perspective : energy generation and consumption studiesTelemetriaColheita de energiaInternet das coisasTelemetryEnergy harvestingInternet of thingsOrientador: Leandro Tiago ManêraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Nos últimos anos, a expansão da eletrônica móvel tem sido estimulada sob uma nova forma de dispositivos, denominados IoT (Internet of Things). Tais dispositivos, no contexto de cidades inteligentes, podem contribuir para o supervisionamento e controle de eventos de interesse público, como o monitoramento de recursos hídricos, por exemplo. A identificação de vazamentos e desperdícios da rede de distribuição hídrica, o acompanhamento de tendências de consumo, o monitoramento e a informatização dos dados, são algumas vantagens propiciadas por este tipo de inserção tecnológica. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de telemetria de hidrômetros, utilizando tecnologias emergentes de colheita de energia (energy harvesting) solar, supercapacitores, eletrônica e rádio de comunicação de baixo consumo. Para tanto, estratégias de projetos de eletrônica envolvendo sensoriamento, processamento de dados e comunicação via rádio Bluetooth Low-Energy (BLE) foram desenvolvidas, sob o horizonte energético propiciado por um bloco de colheita de energia. Medidas que avaliaram a geração fotovoltaica em ambientes internos foram tomadas. Para estimativas de demanda energética, o consumo de corrente do dispositivo foi avaliado por três métodos. O desempenho também foi verificado em ambiente externo, através de um circuito datalogger desenvolvido para esse objetivo. O sistema fabricado mostrou funcionalidade coerente, salvando dados de telemetria em memória e os enviando via comunicação BLE. Os resultados indicaram consumo de corrente médio de 10,9 ?A, em ensaios de bancada. Através do monitoramento em ambiente externo, foi verificado consumo médio de 13,42 ?A. O dispositivo apresentou autonomia energética, propiciada pelos circuitos de colheita de energia solar e armazenamento em supercapacitor, sem a necessidade do uso de bateriasAbstract: In recent years, the expansion of mobile electronics has been stimulated under a new form of devices, called IoT (Internet of Things). In the context of smart cities, such devices can contribute to the supervision and control of events of public interest, such as the monitoring of water resources, for example. The identification of leaks and waste from the water distribution network, the monitoring of consumption trends and data informatization, are some advantages provided by this type of technological insertion. The objective of this work was the development of a telemetry system for water meters, using emerging technologies such as solar energy harvesting, supercapacitors, low-power electronics and communication radio. To this end, strategies for electronics projects were developed, involving sensing, data processing and Bluetooth Low-Energy (BLE) radio communication, under the energy horizon provided by an energy harvesting block. Measures involving photovoltaic generation in indoor environments were taken. For energy demand estimation, the current consumption of the device was assessed using three methods. Performance was also verified in an external environment, through a circuit datalogger developed for this purpose. The manufactured system showed coherent functionality, saving telemetry data in memory and sending it via BLE communication. The results indicated an average current consumption of 10.9 ?A, in laboratory tests. Through outdoor monitoring, an average consumption of 13.42 ?A was verified. The device presented energy autonomy, provided by the circuits of solar energy harvesting and storage in supercapacitor, without the need for the use of batteriesMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia ElétricaCAPES88882.329381/2019-01[s.n.]Manêra, Leandro Tiago, 1977-Fruett, FabianoMorais, Flávio José de OliveiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCosta, Mathias Scroccaro, 1994-20202020-06-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (74 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639591COSTA, Mathias Scroccaro. Desenvolvimento de dispositivo de telemetria para hidrômetros sob a ótica IoT: estudos de geração e consumo energético. 2020. 1 recurso online (74 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639591. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1149076Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-08-31T11:27:51Zoai::1149076Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-08-31T11:27:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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