MEDIDOR DE DEMANDA DE ENERGIA ELÉTRICA RESIDENCIAL COM ACESSO REMOTO : a monografia apresenta um medidor capaz de medir várias grandezas de equipamentos entre elas corrente, tensão e potência ativa, através de sensores acoplados a um arduino, e envia-las a uma página html, podendo exclusivamente aferir um equipamento por vez, o protótipo apresentado é feito a partir do microcontrolador arduino acoplado ao sensor de corrente ACS712 , onde apresenta uma limitação de até 30 amperes, já para a tensão foi utilizado um transformador de tensão para adequação da tensão suportada pelo arduino. O projeto em si é parecido com a ideia deste projeto, porém, busca-se a medição da rede elétrica toda, pelo padrão CELESC a entrada é de 50A, sendo assim, a medição será feita de forma diferente ao apresentado no protótipo.
ESTUDO DE UM MEDIDOR DE CORRENTE CONECTADO COM UMA PLATAFORMA IOT : Este TCC apresenta uma ideia interessante, o mesmo armazena os dados medidos em uma plataforma chamada "ThingSpeak", e a pessoa responsável pelas aferições pode conferir de forma simples e rápida dados como: Fatura, Consumo por dia, semana e mês, muito parecido com o que buscamos, porém, o mesmo somente pode medir um equipamento por vez.
Iot based Smart Electricity Energy meter using ESP32 & blynk application: Este vídeo relata sobre um medidor de energia que envia os dados a um aplicativo criado pela plataforma blynk, o mais parecido com este projeto, a diferença cabe a algumas funcionalidades do aplicativo, pois o do video citado só apresenta a potência e os kWh consumidos obs: os testes foram feitos apenas com um equipamento e não com uma rede elétrica.
Medidor de energia (Fonte: Gilberto José de Paula)
Interface com o usuário (Fonte: Hemerson Jeremias)
Aplicativo e circuito eletrônico (Fonte: How to eletronics (youtube))
O projeto proposto é um medidor de quilowatt-hora, onde se é possível estimar o custo da fatura da conta de luz. O sistema aborda a medição não invasiva, e os dados são administrados através de um código carregado ao microcontrolador, após isso, será enviado via Wi-Fi para um aplicativo e o mesmo se encarregará de tratar os dados em informações úteis ao consumidor, após os dados recebidos, o usuário poderá visualizar informações como: quilowatt-hora consumida, projeção gráfica do consumo médio até o final do mês e o consumo presente.
Em suma, será um protótipo acoplado após ao o medidor de energia, que será capaz de analisar a corrente e a tensão através do cabo principal de fornecimento, módulos de corrente e tensão serão encarregados das medições e estarão conectados ao ESP-32, o mesmo enviará os dados a um banco de dados para que seja possível que o usuário obtenha tais informações.
Fluxograma do projeto
O fluxograma acima serve como base para o entendimento do projeto, nele é possível observar que após o medidor de energia (CELESC), existira um sensor de tensão e um sensor de corrente, cujo seus trabalhos são de captar os níveis de corrente e tensão, após ambos os sensores estarem recebendo suas devidas grandezas, o esp32 se encarregará de lê-las e processa-las, fazendo uma troca de informações com o banco de dados e o envio para o aplicativo.
Estruturalmente foi idealizado o acoplamento de um sensor de corrente após o quadro de medição de energia da CELESC, com o sensor conectado, consegue-se aferir corrente variando de 0 a 50A da rede e consegue manipular os dados coletados. O sensor funciona através do efeito Hall, a corrente que circula no sensor provoca um campo magnético que é convertido em uma saída de tensão proporcional a corrente. O sensor de tensão ZMPT101B é mais simples, quando se tem uma tensão AC entrando pelos terminais de entrada, um sinal proporcional é gerado na saída e a forma de onda pode ser controlada através de um trimpot.
O ESP32 é um microcontrolador de baixo custo que consegue trabalhar até em 240MHz, possuindo sensores tanto de wi-fi quanto bluetooth, o que coincide com a ideia de envio de dados via wi-fi previamente estabelecida. Os sensores serão acoplados ao ESP32, que será responsável pela comunicação com a rede.
A comunicação do sistema com a rede, mais as planilhas e gráficos de custos, operarão através de series de bibliotecas para estrutura de programação do microcontrolador, como <WiFi.h> para o acesso a internet e <emonlib.h>, para efetuar os cálculos de tensão, corrente e potência ativa, para posteriormente realizar a computação dos valores gastos. Os dados aferidos serão enviados para uma plataforma do ESP32, e trabalhados através da linguagem de programação C.
Sensor de corrente SCT013-50A
Tal sensor usa do efeito hall para detectar o campo magnético que é gerado pela passagem da corrente, logo gerando uma tensão no proporcional de no máximo 1V. Este sensor tem sua maior aplicação para automação residencial, a qual é necessária o monitoramento do consumo para equipamentos elétricos.
Sensor de Tensão ZMPT101B
O sensor de tensão é um módulo que torna possível realizar identificação tal como a presença de tensão num circuito, por conter uma alta precisão é comumente aplicado como medidor, obtendo bons resultados de tensão em sua rede.
Microcontrolador ESP32
O microcontrolador ESP32, atua como um super chip, com dois microprocessadores com até 600 DMIPS e frequência de aproximadamente 240MHz, interface Wifi, Bluetooth, memória externa, aceleradores de hardware e mais periféricos do chip.