Sensor tensão-corrente inteligente com monitoramento e controle on-line por smartphone

Abstract

Embora não seja tecnologicamente complexa, a aferição do consumo de energia elétrica dos diversos aparelhos que equipam as residências não é uma tarefa trivial para o usuário comum. Usualmente, essa medição demanda a desmontagem da tomada ou a exposição dos fios do equipamento a ser aferido. Por isso, essa aferição é dispensada e consequentemente não se tem ideia do quanto cada aparelho consome de fato e, portanto, qual o impacto dele nos gastos domésticos com energia elétrica. Por outro lado, existe uma preocupação crescente com a eficiência energética desses aparelhos, tanto por causa de seu impacto ambiental quanto por causa do seu impacto econômico. Com o barateamento de componentes eletrônicos como microcontroladores, dispositivos de automação residencial e de comunicação sem fio, bem como com a popularização de plataformas de automação, como Arduino, tornou-se viável o desenvolvimento de dispositivos de baixo custo, baixo consumo e de fácil utilização para realizar o monitoramento em tempo real do consumo de energia elétrica individual de todos os dispositivos elétricos e eletrônicos que são utilizados nos ambientes residenciais. Ante o exposto, esse trabalho propõe-se a apresentar um dispositivo com as características citadas que permita o monitoramento instantâneo do consumo de tensão elétrica e de corrente elétrica dos aparelhos, permitindo a transmissão dos dados por meio de comunicação sem fio, sua visualização e seu processamento em um smartphone. Os recursos empregados na prototipagem são a placa Arduino Uno R3, o galvanômetro Allegro ACS712, o sensor de tensão GBK Robotics P8 e o módulo Bluetooth HC-05.

Although it is not technologically complex, the measurement of the energy consumption in the great variety of devices that equip consumers’ homes is not a trivial task to the common user. Usually, this measurement demands either the disassembling of the electrical outlet or the exposure of the wiring of the device. For that reason, this measurement is dismissed and, consequently, people have no idea about how much each appliance consumes indeed and, therefore, what is its impact on the domestic electric energy budget. On the other hand, there is a growing concern about the energetic efficiency of such devices, either because of its environmental impact or because its economic impact. Along with the lowering of the prices of electronic components such as microcontrollers, house automation devices and wireless communications, as well as prototyping platforms became popular, like Arduino, the development of low-cost, low-consumption, easy-to-use devices to monitor the electrical consumption of the electrical and electronic devices used in home environments became feasible. Before these facts, this work proposes to present a device with the mentioned characteristics that allows the instant monitoring of the current and tension consumption of such appliances, allowing the wireless transmission of these data, as well as its presentation and processing on a smartphone. The employed resources in prototyping were the Arduino Uno R3 board, the Allegro ACS712 galvanometer, the GBK Robotics P8 tension sensor and the Bluetooth module HC-05.