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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76378
Tipo: | TCC |
Título: | Desenvolvimento de uma plataforma para medição de consumo de energia elétrica com monitoramento via sistema web |
Autor(es): | Andrade, Murilo Mesquita Ximenes |
Orientador: | Coelho, David Nascimento |
Palavras-chave em português: | Análise de energia;Sistemas microcontrolados;Internet das coisas;Aplicação Web |
Palavras-chave em inglês: | Energy analise;Microcontroller systems;Internet of things;Web application |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Data do documento: | 2023 |
Citação: | Andrade, Murilo Mesquita Ximenes. Desenvolvimento de uma plataforma para medição de consumo de energia elétrica com monitoramento via sistema web. 2023. 100 f. TCC (Curso de graduação em Engenharia Elétrica) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2023. |
Resumo: | Clientes residenciais não possuem controle da qualidade de energia em suas unidades consumidoras, ficando esta tarefa a cargo dos orgãos de regulamentação. Equipamentos elétricos podem, por motivos diversos, apresentar um mau funcionamento, ocasionando perda de eficiência e aumento no consumo de energia. Soluções capazes de avaliar o comportamento destes elementos com relação às grandezas elétricas, podem, sobretudo, ser úteis no diagnóstico de um possível problema, evitando desperdício de energia e eventuais acidentes. Visto que a maioria dos equipamentos de instrumentação elétrica não são capazes de medir grandezas distintas simultaneamente e os dispositivos de análise de energia são de alto custo, soluções atreladas à Internet das Coisas mostram-se como alternativas a serem exploradas ao monitoramento de energia residencial. Métodos de medição de grandezas elétricas diferem com relação à coleta do sinal e como estes dados devem ser tratados após aferidos. Neste trabalho foi utilizando um transformador abaixador e um sensor de corrente baseado no efeito Hall para a aferição de tensão e corrente elétrica, respectivamente. Um protótipo capaz de medir consumo de energia em equipamentos ligados à uma rede de baixa tensão em 220 V RMS foi construído utilizando um microcontrolador PIC, para coleta e processamento dos dados, comunicando-se com um dispositivo capaz de disponibilizar informações em uma rede de internet privada a serem acessados por uma aplicação Web utilizada como interface de visualização. Os valores de tensão e corrente eficazes foram calculados, assim como o fator de potência, pois trata-se de um importante parâmetro em eficiência energética. Testes com cargas lineares, resistivas e reativas, foram realizados a fim de verificar o comportamento do protótipo em diferentes situações. Os resultados obtidos foram comparados com cálculos teóricos, um multímetro e um osciloscópio. No geral, os erros relativos à tensão e corrente ficaram em torno de 5% na maioria dos ensaios. No caso da corrente, os melhores resultados encontrados foram para cargas com consumo maior que 1 A. O método de cálculo do fator de potência, utilizando o módulo de comparadores do microcontrolador, mostrou resultados com formas de ondas condizentes com a diferença de fase dos sinais aferidos. |
Abstract: | Residential customers have no control over energy quality in their consumer units, because this task is left to the regulatory bodies. Electrical equipment can, for various reasons, present a faulty, causing efficiency losses and an increase in energy consumption. Solutions capable of evaluating the behaviorwith respect to electrical quantities can, above all, be useful in diagnosing a possible problems, avoiding energy waste and accidents. Since most electrical instrumentation equipment is not capable of measuring different quantities simultaneously and energy analysis devices are expensive, solutions linked to the Internet of Things are alternatives to be explored for residential energy monitoring. Methods for measuring electrical quantities differ in terms of signal collection and how these data should be treated after being measured. In this work, a step-down transformer and a current sensor based on the Hall effect were used to measure voltage and electric current, respectively. A prototype capable of measuring energy consumption in equipments connected to a low-voltage network, at 220 V RMS, was built using a PIC microcontroller, for data collection and processing, communicating with a device capable of providing information on a private internet network to be accessed by a web application used as a visualization interface. The RMS values of voltage and current were calculated, and the power factor, as it is an important parameter in energy efficiency. Tests with linear loads, with resistive and reactive property, were carried out in order to verify the behavior of the prototype in different situations. The obtained results were compared with theoretical calculations, multimeter and oscilloscope. In general, errors related to voltage and current were around 5% in most tests. In the case of current, the best results were found for loads with consumption greater than 1 A. The power factor calculation method, using the microcontroller comparator module, showed results with waveforms consistent with the phase difference of the measured signals. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76378 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/2048795478208075 |
ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-7410-5601 |
Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/6772633589426873 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | ENGENHARIA ELÉTRICA - SOBRAL - Monografias |
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