Implementar Iot no projeto

1 Objetivo geral
Obtenção de Inovação tecnológica para o protótipo de medição de consumo de energia elétrica em tempo real. O objetivo agora é buscar adentrar mais em inovações para o dispositivo, com o uso de IoT (Internet das coisas), fazer com que ele se comunique em tempo real através de wi-fi ou pela rede GSM, e prototipar em nova placa de aquisição de dados que suporte sistema operacional.
2.2 Objetivos específicos
Buscar inovar, realizando o monitoramento, através de IoT (internet das coisas, com uso de wi-fi e Bluetooth) e o gerenciamento das cargas (como pode ser visto em Moraes (2016)) aonde o protótipo for instalado. Investigar a viabilidade técnica e econômica de utilização de RFID’s (Radio-frequency identification) para o protótipo.
Procurar a inovação do protótipo, com uso de nova placa de prototipagem eletrônica, Raspberry, da “Orange Pi”. Essas placas aceitam uso de sistema operacional, então o projeto agora se baseará no uso dessa placa em comparação com o protótipo já feito.
Criação futura de uma interface (como pode ser visto em Moraes (2016)) e aplicativo para celulares, afim de o usuário ter liberdade para acompanhar os dados de sua medição em um computador pessoal, tablet e/ou celular.
3. METODOLOGIA
O projeto terá como base a pesquisa na literatura acadêmica como também em manuais técnicos dos equipamentos similares, para o desenvolvido da inovação do protótipo. Depois da pesquisa sobre a teoria envolvida, o protótipo será desenvolvido, envolvendo as etapas expostas no cronograma, e posto à prova em simulações e validação para verificação de seu desempenho.
Este novo protótipo manterá como base a placa Arduino (que comporta o software desenvolvido), como visto em Vasconcelos (2017), e terá outra placa, da Orange Pi, e esta para as inovações que ocorrerão; um sensor de corrente não invasivo, um voltímetro, um visor LCD para a visualização dos resultados e interação com o usuário e um teclado matricial para a entrada de dados (valor do KWh).

O sensor de corrente que foi escolhido é ideal para ser utilizado em projetos de automação residencial, proteção de motores, dentre outras aplicações. Protoboard, componentes eletrônicos (resistores e capacitores) e Multímetro também serão utilizados. Como o projeto já tem alunos de iniciação científica trabalhando no mesmo ramo de pesquisa, os laboratórios de elétrica da unidade serão utilizados para a pesquisa e desenvolvimento. Os novos materiais utilizados e equipamentos (todos estes já de posse do professor e sem a necessidade a priori de uso de laboratório), bem como suas quantidades serão:
1 placa Raspberry Orange Pi

Código utilizado no Arduino

apêndice a – linguagem da programação bifásica
utilizando a tensão informada pelo consumidor residencial foi desenvolvida uma programação bifásica para calcular a potência do circuito e sua energia consumida em um período de tempo.
A implementação do código do programa a ser inserido no Arduino tem os seguintes objetivos:
a) Obter os dados provenientes das entradas analógicas (A1 e A2) do Arduino, onde os sensores de corrente estão conectados.
B) Solicitar, através da Interface Homem-Máquina, os valores da tensão e do preço do kWh, e armazená-los na memória.
C) Realizar o cálculo do consumo de energia elétrica e o consumo em Reais (R$), utilizando os dados informados nos tópicos (a) e (b).
D) Exibir os dados no Display LCD.

Foram utilizadas as bibliotecas já existentes: OpenEnergyMonitor: Possui funções responsáveis pelos cálculos de corrente. Nela existem funções relacionadas aos cálculos de corrente, além de funções para sua calibração; Nokia 5110 Basic: Responsável pela exibição dos dados no visor LCD Nokia 511

// ******************** Bibliotecas ********************
#include
#include
#include
#include

// ******************** Variáveis Globais ********************
// Constantes lcd
#define clk 8 // preto / cinza
#define mosi 9 // branco / roxo
#define dc 10 // cinza / branco
#define ce 11 // azul / azul
#define rst 12 // roxo / amarelo
// constantes teclado
#define l1 0 // laranja
#define l2 1 // preto
#define l3 2 // branco
#define l4 3 // cinza
#define c1 4 // roxo
#define c2 5 // azul
#define c3 6 // verde
#define c4 7 // amarelo
// teclado
const byte linhas = 4;
const byte colunas = 4;
const char teclas[linhas][colunas] = {

{ ‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘a’},
{ ‘4’, ‘5’, ‘6’, ‘b’},
{ ‘7’, ‘8’, ‘9’, ‘c’},
{ ‘*’, ‘0’, ‘#’, ‘d’},
};

const byte pinos_linhas[linhas] = {l1, l2, l3, l4}; //connect to the row pinouts of the keypad
const byte pinos_colunas[colunas] = {c1, c2, c3, c4}; //connect to the column pinouts of the keypad
keypad teclado = keypad(makekeymap(teclas), pinos_linhas, pinos_colunas, linhas, colunas);

// outras constantes e variáveis
#define pino_medidor_corrente 1
#define pino_medidor2_corrente 2
#define calibracao 60.6

EnergyMonitor leitor_corrente;
EnergyMonitor leitor_corrente2;
Lcd5110 tela(clk, mosi, dc, rst, ce);
nokia_5110 tela_inicial = nokia_5110(rst, ce, dc, mosi, clk);

extern unsigned char smallfont[];
float corrente;
float corrente2;
float tensao;
float potencia;
float correntetot;
float consumo_total;
float valor_kwh;
float x;
float valor_total;

// ******************** funções ********************
int ler_teclado(string pergunta) {
tela_inicial.print(pergunta);
String resultado = “”;
char tecla_pressionada = teclado.waitForKey();
tela_inicial.print(tecla_pressionada);
while (tecla_pressionada != ‘#’) {
resultado += tecla_pressionada;
tecla_pressionada = teclado.waitForKey();
tela_inicial.print(tecla_pressionada);
}
tela_inicial.clear();
return resultado.toInt();
}

// ******************** Algoritmo Principal ********************
void setup() {
leitor_corrente.current(PINO_MEDIDOR_CORRENTE, CALIBRACAO);
leitor_corrente2.current(PINO_MEDIDOR2_CORRENTE, CALIBRACAO);
consumo_total = 0;
tela.InitLCD();
tela.setFont(SmallFont);
tensao = ler_teclado(“Informe o valor da tensao: “);
valor_kwh = (ler_teclado(“Informe o valor do kWh em centavos: “));
x=valor_kwh/100;
correntetot=0;
}

void loop() {

// Cálculo do consumo
corrente2 = leitor_corrente2.calcIrms(1480);
corrente = leitor_corrente.calcIrms(1480);
correntetot = corrente + corrente2;
potencia = correntetot*tensao;
consumo_total += ((potencia)/1000)/3600; // 3600 segundos; representa o consumo durante 1 segundo

tela.print(“Corrente : “, LEFT, 0);
tela.printNumF(correntetot, 1, 47, 0); //Imprime a corrente na tela
tela.print(“A”, RIGHT, 0);
tela.print(“Potencia : “, LEFT, 15);
tela.printNumF(potencia, 1, 35, 15); //Imprime a Potência na tela
tela.print(“W”, RIGHT, 15);
tela.print(“Consumo Inst.:”, CENTER, 23);
tela.printNumF(consumo_total, 2, CENTER, 25);
tela.print(“kWh”, RIGHT, 30);
valor_total = consumo_total*x;
tela.print(“R$”, CENTER, 40);
tela.printNumF(valor_total, 3, RIGHT, 40);

delay(1000);
}