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O desenvolvimento de um sistema de monitoramento de temperatura utilizando a plataforma arduino. O sistema é composto por um arduino mega 2560, um shield gsm, uma sonda de temperatura ds18b20 e leds. O sistema realiza a leitura da temperatura do transformador e, caso seja detectado um superaquecimento, envia uma mensagem sms para a concessionária. O documento detalha as etapas de construção do circuito, incluindo a confecção da placa de circuito impresso, a soldagem dos componentes e a programação do arduino. Além disso, são apresentados os testes realizados para validar o funcionamento do sistema. Uma fonte valiosa de informações para estudantes e profissionais interessados em projetos de automação e monitoramento de sistemas elétricos utilizando a plataforma arduino.
Tipologia: Redação
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Trabalho de conclusão apresentado à Faculdade Campo Limpo Paulista – FACCAMP, como requisito para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Eletrônica. Orientador Técnico: Profº. Ms. José Carlos Vitorino Orientador Metodológico: Prof. Ms. Francisco Coelho Orientador Técnico: Prof. Dr. Alexandre Martinewski CAMPO LIMPO PAULISTA - SP DEZEMBRO – 2014
Dedicamos esse trabalho a nossa família, amigos e professores que estiveram sempre ao nosso lado no decorrer dos anos de nossa vida acadêmica. Cesar Augusto Eleutério Denis Bruno Tavares de Queiroz Plínio Machado Willian Severino
Cesar Augusto Eleutério Denis Bruno Tavares de Queiroz Plínio Machado Willian Severino da Silva
O monitor de temperatura de transformadores tem como princípio monitorar o funcionamento de um transformador instalado de forma que o monitoramento do trafo estenda sua vida-útil, minimizando assim, incidências com aquecimento que possam resultar na queima do mesmo. Este projeto visa auxiliar no rastreamento do equipamento, detectando e informando anomalias relacionadas à sua temperatura, minimizando problemas e prevenir futuros prejuízos. Funcionamento e transmissão serão efetuados a partir de um dispositivo que será acoplado ao transformador, onde o mesmo estará vinculado a uma termorresistência de platina que fará a leitura da temperatura em atividade do trafo. Quando o monitor identificar um índice de temperatura maior que a média estabelecida o microcontrolador do Arduino processará o envio de uma mensagem de alerta a companhia distribuidora de energia elétrica via sistema GSM, que será responsável pela transmissão dos dados processados em tempo real à companhia. Palavra Chave : Trafos, Arduíno, GSM
Figura 39 Placa submersa em solução corrosiva aquecida com auxilio de barbante
Global System Mobile (Tradução: Sistema Global para Comunicações Móveis) SMS (^) Short Message Service (Serviço de mensagens curtas) DIN Deutsches Institut for normung (Instituto alemão para normatização) IEC (^) Internacional Electrotechnical Commission (Comissão eletrotécnica FEM (^) Força Eletromotriz ASTM American Society for Testing and Materials (Sociedade Americana de testes e Materiais) USB Universal Serial Barrament (Barramento em série universal) AC/DC (^) Alternated Current/Direct Currrent ( Corrente alternada/Corrente Contínua) Vin (^) Tensão de entrada mA (^) Mili Ampère GPRS (^) General Packet Radio Service (Serviço de rádio de pacote geral) TCP Transmission Control Protocol (Protocolo de controle de transmissão) UDP (^) User Datagram Protocol (Datagrama de procolo do usuário) HTTP (^) Hypertext Transfer Protocol (Procolo de transferência de hipertexto) MHz (^) Mega Hertz DCS (^) Digital-coded Squelch (Silenciador digital codificado) PDS (^) Protective Distribution System (Sistema de distribuição de proteção). SIM Subscriber Identity Module (Módulo de identificação do assinante) R-UIM Removable User Identity Module (Módulo de identificação de usuáro – Removível). KB (^) Kilo Bytes GPIO (^) General Purposes Input/Output (Saídas e entradas gerais) LED Light emitter diode (Diodo emissor de luz) LCD (^) Liquid Crystal diode (Diodo de cristal líquido) .
Transformadores de distribuição em geral, são equipamentos essenciais na linha de transmissão de energia de nosso país, hoje em dia é considerado uma expectativa de vida útil de um Trafo que varia de 30/40 anos, já os acessórios que asseguram essa expectativa não têm a mesma vida útil. Existe ai um processo de manutenção, aonde aumenta a confiabilidade da qualidade de desempenho dos transformadores instalados, tal qual aumentar a vida útil dos transformadores, resultando em menores custos de manutenção e esforço do equipamento instalado. Nosso projeto ira apresentar uma solução para tornar o processo de monitoramento mais confiável e acessível ao seu usuário.
Desenvolver um sistema que monitore variações de temperatura de transformadores em geral, através de um dispositivo que opere transmissões de dados sem uso de fios.
A principal incidência na queima de transformadores observada pela presente pesquisa é a ausência de um método prático e seguro, que apresente dados em tempo real do status comportamento de temperatura do equipamento para a distribuidora. Portanto, trabalhar em um sistema que forneça o envio de tais dados poderia ser a melhor maneira de prevenção?
Ajudar a evitar consequências negativas que envolvam perspectivas significativas, tais como: Preservação de segurança pública, precaver a economia de gastos com manutenção do equipamento, anteceder o atendimento, evitar transtornos entre cliente e fornecedor. Em suma, desenvolver uma ferramenta que auxilie o fornecimento de energia elétrica por um período com poucas interrupções.
Realizou-se uma série de estudos referentes ao tema do projeto em endereços eletrônicos, artigos, postulados, livros e arquivos eletrônicos para coletar informações técnicas necessárias para o desenvolvimento da pesquisa. Em seguida, iniciou-se uma série de testes com a configuração de programações da plataforma arduino, acoplada ao shield GSM, para assegurar o envio da mensagem SMS concessionária, com a termorresistência fazendo leitura adequada da temperatura do transformador. Uma vez constatada a conclusão dos testes, demos início a montagem da estrutura física que sustentará esses 3 componentes e a confecção do circuito eletrônico. Logo após o término da montagem, refizemos testes, agora com a estrutura já montada, constatando assim a funcionalidade projeto.
de tensão, em relação a outros tipos de resistores, conforme ilustrado na figura 2. Figura 2 – Resistor de carvão Fonte: Disponível em <www.eletronicadidatica.com.br>, acesso em 01/10/ 14
Um potenciômetro é um resistor elétrico ajustável manualmente que utiliza três terminais. Em muitos dispositivos elétricos, os potenciômetros são o que estabelecem os níveis de saída. Por exemplo, Em um aparelho de televisão, monitor de computador ou de luz, ele pode ser usado para controlar o brilho da tela. A figura 5 demonstra o modelo B500K como exemplo de potenciômetro. Figura 5 - Potenciômetro B500K
energia, e outro é ligado a um aterramento - um ponto sem tensão ou resistência e que serve como ponto de referência neutro. O terceiro terminal se liga através de uma tira de material resistente. Esta faixa de resistência geralmente tem uma baixa resistência em uma extremidade, e sua resistência aumenta gradualmente para a outra extremidade. O terceiro terminal serve de ligação entre a fonte de alimentação e o solo, e, geralmente, é operado pelo usuário através do uso de um botão ou de uma alavanca. O usuário pode ajustar a posição do terceiro terminal ao longo da faixa de resistência a fim de aumentar ou diminuir manualmente a resistência. A quantidade de resistência determina quanto a corrente flui através de um circuito. Controle de tensão: Os tipos de potenciômetros também se aplicam no controle da diferença de potencial, ou tensão, através de circuitos. A configuração envolvida na utilização de um potenciômetro para esta finalidade é um pouco mais complicada. Trata-se de dois circuitos, com o primeiro circuito consistindo de uma célula e um resistor. Em uma extremidade, a célula é ligada em série ao segundo circuito, e na outra extremidade, é acoplada a um potenciômetro em paralelo com o segundo circuito.
Os sensores de temperatura são transdutores que convertem a grandeza física temperatura em um sinal elétrico. Eles podem ser classificados em três tipos principais:
Os sensores baseados em resistências dependentes da temperatura são disponíveis em dois tipos, de acordo com o comportamento elétrico do material em: ▪ Termorresistências ▪ Termistores De modo geral, as termorresistências são fabricadas com metais, enquanto que os termistores utilizam-se de compostos semicondutores. Termorresistências de platina ,são sensores de temperatura cujo princípio de funcionamento se baseia na alteração da resistência elétrica do elemento com a variação da temperatura. Tanto nos modelos de fio bobinado e nos de filme plano, onde a película é depositada por “sputtering” (ou, traduzindo, ‘crepitação’) em alto vácuo sobre o substrato cerâmico, a estabilidade em altas temperaturas é uma constante. A variação da termorresistência com a temperatura é chamada de coeficiente de temperatura e é especificada como a média de variação de 0ºC a 100ºC. Este é de 0,385 por ºC, conforme a norma IEC 60751. Os sensores de temperatura que utilizam platina, têm como princípio de funcionamento a alteração da resistência elétrica em função da variação da temperatura. Esse incremento da resistência elétrica gera uma curva característica, pode ser definida matematicamente. Essa curva característica é definida e aceita internacionalmente norma IEC 60751, que determina o α (Alfa) da platina: α = (R100 - Ro) / Rºx100°C Por convenção, escrevemos o coeficiente de temperatura dos sensores de platina como: α = 3.851 x 10-3 °C- 1
