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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27870| Título: | Desenvolvimento de sistema IoT microcontrolado para monitoramento e acionamento de carga de baixa potência |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a microcontrolled IoT system for monitoring and controlling of low power load |
| Autor(es): | Pereira, Lucas de Oliveira |
| Orientador(es): | Luz, Paulo Denis Garcez da |
| Palavras-chave: | Automação residencial Internet das coisas Microcontroladores Detectores Home automation Internet of things Microcontrollers Detectors |
| Data do documento: | 29-Nov-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | PEREIRA, Lucas de Oliveira. Desenvolvimento de sistema IoT microcontrolado para monitoramento e acionamento de carga de baixa potência. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2021. |
| Resumo: | 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. |
| Abstract: | With the technological evolution of recent times and the increase in the amount of electrical equipment in a residence, products based on the IoT concept and smart home are being increasingly sought after in the market, thanks to its advantages as tools that enable control and monitoring of equipment with offline architecture. In this context, it is believed that controlling, monitoring and making available information on instant energy consumption of electrical equipment to the residential user can serve as a way to make energy consumption more aware and even enable the saving of electricity in a home. Therefore, the present work aims at the development of a microcontrolled IoT system for real-time control and monitoring of electrical current consumption applied to low power equipment. The proposed system aims at remote control of connected load drives and the creation of estimated reports of individual energy consumption of each monitored device. With this, the system will allow the calculation of the estimated cost with the amount to be paid in relation to the local kWh rate for the period of operation of the load. The project is based on a circuit responsible for measuring electrical current using the ACS712 5 A current sensor and a load drive circuit using the Relé device. After obtaining the values, these signals are conditioned with the help of the ESP8266 microcontroller, processor core of the system software and communication with the web, which will perform the calculations of the samples in the defined period and control the activation of the device Relé (triggered via web control panel). Monitoring and trigger history data is transmitted to the MQTT server and mysql database. The system, in turn, has a web application that synchronizes in real time with the database server showing instant aninstant information of the electrical charge, drive history and estimated calculations, in addition to presenting controls for remote activation of the electrical charge. The Web Control Panel is based on Node.JS, MQTT, HTML, Vue.JS and CSS technologies. The result of this project is a complete system for monitoring and firing low-power electrical load, composed of hardware and software, with the prototype obtaining current values with average error less than 4% compared to an existing Chinese brand smart outlet on the market, and with an average response time of less than 3 seconds for activation and synchronization. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27870 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Eletrônica |
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