Desenvolvimento de sistema IoT microcontrolado para monitoramento e acionamento de carga de baixa potência

• Autor(a) principal: Pereira, Lucas de Oliveira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27870
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Automação residencial; Internet das coisas; Microcontroladores; Detectores; Home automation; Internet of things; Microcontrollers; Detectors

Com a evolução tecnológica dos últimos tempos e o aumento da quantidade de equipamentos elétricos em uma residência, produtos baseados no conceito IoT e smart home estão sendo cada vez mais procurados no mercado, graças a suas vantagens como ferramentas que possibilitam controle e monitoramento de equipamentos com arquitetura offline. Nesse contexto, acreditase que controlar, monitorar e disponibilizar as informações de consumo de energia instantânea de equipamentos elétricos ao usuário residencial possa servir como uma maneira de tornar mais consciente o consumo de energia e, até mesmo, possibilitar a economia de energia elétrica em uma residência. Assim sendo, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema IoT microcontrolado para controle e monitoramento em tempo real de consumo de corrente elétrica aplicado a equipamentos de baixa potência. O sistema proposto visa o controle remoto de acionamentos da carga conectada e a criação de relatórios estimativos de consumo energético individual de cada dispositivo monitorado. Com isso, o sistema permitirá o cálculo do custo estimado com o valor a ser pago em relação a tarifa por kWh local pelo período de funcionamento da carga. O projeto baseia-se em um circuito responsável pela medição de corrente elétrica utilizando o sensor de corrente ACS712 de 5 A e de um circuito de acionamento de carga utilizando o dispositivo Relé. Após a obtenção dos valores, esses sinais são condicionados com o auxílio do microcontrolador ESP8266, núcleo processador do software do sistema e de comunicação com a web, que realizará os cálculos das amostras no período definido e controlará o acionamento do dispositivo Relé (acionado via painel de controle web). Os dados de monitoramento e de histórico de acionamento são transmitidos ao servidor MQTT e ao banco de dados MySQL. O sistema, por sua vez, possui uma aplicação web que sincroniza em tempo real com o servidor do banco de dados mostrando informações instantâneas da carga elétrica, histórico de acionamento e cálculos estimados, além de apresentar controles para acionamento remoto da carga elétrica. O Painel de Controle web baseia-se nas tecnologias Node.JS, MQTT, HTML, Vue.JS e CSS. O resultado deste projeto é um sistema completo para monitoramento e acionamento de carga elétrica de baixa potência, composto de hardware e software, com o protótipo obtendo valores de corrente com erro médio menor que 4% em comparação com uma tomada inteligente de marca chinesa existente no mercado, e com um tempo de resposta médio menor que 3 segundos para acionamento e sincronização.