Escola Superior de Tecnologia de Tomar Tiago Alexandre Martins Fernandes sistema integrado de segurança e gestão de energia (sisge)



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Simulações e resultados


A calibração do sistema de captura dos consumos foi feita através de ensaios. Para averiguar qual seria o valor das constantes a aplicar para calcular o valor medido através de amostragem dos sinais condicionados da tensão e corrente.

Para a estipulação do valor constante utilizado no cálculo da tensão, foi utilizado um multímetro digital para comparar o valor da tensão da rede com o valor da tensão medido pelo microcontrolador. Apurou-se que a constante a utilizar para a tensão tem o valor de 0,9.

Foi utilizada uma lâmpada de 100 Watt de potência para ajudar o valor da corrente. Obteve-se o valor constante de 0,29.

Devido ao Arduino não ter capacidade de ler o sinal da tensão e corrente em simultâneo, foi necessário adicionar uma compensação que movimenta a onda da tensão no tempo para compensar a diferença temporal das leituras através da soma de uma constante. Caso contrário, ocorreria um erro de leitura relativamente aos valores da potência devido aos sinais da corrente e tensão serem obtidos em momentos distintos, atrasados no tempo.

Após serem feitos os ensaios de calibração o sistema foi ligado no quadro geral da habitação, medindo assim o consumo total da mesma. Foram obtidas leituras ao longo de vários dias, originando uma imensa quantidade de informação. Analisada essa informação obtiveram-se os seguintes valores médios, máximos e mínimos (Tabela 5).


  1. Resumo das medições efetuadas durante 24 horas

Valor

Tensão (V)

Corrente (A)

FP

Médio

232.64

1.44

0.85

Mínimo

230.04

0.58

0.71

Máximo

237.06

10.23

0.97


  1. Conclusão




Conclusões


A revisão feita ao estado da arte permitiu identificar várias tecnologias utilizadas em sistemas de automação em edifícios. As suas principais funcionalidades foram enumeradas, assim como as suas vantagens e desvantagens. Esta revisão ajudou na identificação de tecnologias a utilizar neste projeto.

Nem todos os objetivos traçados foram cumpridos. No entanto, os objetivos que ficaram por concretizar foram tidos em conta de modo igual aos objetivos cumpridos, isto é, a sua adição ao SISGE será de fácil introdução tendo em conta que o trabalho base se encontra realizado.

Em certo aspeto o SISGE insere-se na ideologia IoT devido à interação que proporciona entre as várias camadas do sistema. As comunicações MQTT são de rápido desenvolvimento e conseguem facilmente superar os requisitos de comunicação dos sensores utilizados.

A capacidade do SISGE para medir os consumos numa instalação, permite ao utilizador retirar ilações da relação direta entre o estado de certo equipamento e o consumo, isto em tempo real. A apresentação do preço atual permite ao utilizador decidir se, na altura em que está a efetuar a análise, deve ou não efetuar determinado gasto energético. A apresentação do consumo ao longo das últimas doze horas permite a identificação das fontes de consumo de fundo, ou seja, que estão sempre a consumir, na maior parte do tempo são apenas aparelhos em standby.

Os valores medidos são aproximados, mas devido à simplicidade das técnicas utilizadas os resultados são satisfatórios. Este será um dos principais pontos a ter em conta para futuros desenvolvimentos. A medição dos valores da corrente é limitada, isto devido à resolução do ADC do Arduino Mega não permitir que valores mais baixos sejam detetados.

A simples deteção de presença é suficiente para a deteção de intrusões. O sensor PIR utilizado é de baixa qualidade, no entanto os resultados obtidos são bastante satisfatórios, com o sensor a detetar corretamente a existência de movimento durante os ensaios efetuados.

Ao longo da implementação do projeto surgiram diversos contratempos que obrigaram à reformulação de alguns aspetos do projeto. Foram sentidas dificuldades na implementação da aplicação, devido ao desconhecimento das linguagens de programação orientadas para páginas web. Contudo, estas dificuldades foram superadas e a plataforma cumpre a maior parte dos requisitos que inicialmente foram propostos.

O desenvolvimento deste projeto permitiu a aquisição e aplicação de conhecimentos nas mais diversas áreas. Por vezes, foram tomadas decisões que mais tarde se vieram a revelar menos corretas, o que deixa em aberto a necessidade de desenvolvimentos futuros.

Conclui-se que o SISGE tem de facto utilidade prática e é neste momento um projeto com uma flexibilidade expansiva enorme, podendo o mesmo servir de base para desenvolvimentos futuros.

Futuros desenvolvimentos


No decorrer da realização deste trabalho foram identificados vários aspetos que merecem ser investigados futuramente, nomeadamente:

  • Análise dos consumos em instalações trifásicas;

  • Adoção de ligações sem fios para todas as unidades periféricas;

  • Utilizar uma unidade central mais capacitada ou escolher aplicações mais simples de modo a aumentar o desempenho da unidade;

  • Desenvolver uma placa de aquisição dos dados do consumo com microcontrolador integrado na mesma.

  • Adicionar sensores às unidades periféricas, e.g. temperatura, humidade, fumo entre outros;

  • Adicionar um elemento para armazenamento de informação nas unidades periféricas;

  • Desenvolver código para o Arduino para utilizar as quatro entras para sensores de corrente.

Durante a análise de resultados deu-se conta de algumas falhas que poderiam ter sido evitadas ao serem utilizados outros métodos para captar os sinais de amostra.

A utilização de resistências com valores elevados, apesar de terem baixos consumos de potência, inserem ruído no sinal que se deseja medir. Isto é particularmente desvantajoso quando se estão a medir diferenças mínimas de tensão. Uma das soluções para este problema é utilizar um retificador precisão.



O cérebro da unidade central é o software Node-Red. As tarefas para as quais foi programado tornam-se demasiado “pesadas” para as capacidades da unidade Raspberry Pi. Uma das soluções para este problema passa pela utilização de outro computador mais potente para servir unidade central. A aplicação carece de uma ligação direta à base de dados, o que permitiria resolver parte do problema das tarefas do Node-Red.

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  1. Anexos

Anexo A – Portas Raspberry Pi2


Autor: Element14, retirada a página de venda do equipamento.



Catálogo: bitstream -> 10400.26 -> 12643
12643 -> Escola Superior de Tecnologia de Tomar Tiago Alexandre Martins Fernandes sistema integrado de segurança e gestão de energia (sisge)
10400.26 -> Fatores determinantes na mudança de auditor: o caso português
10400.26 -> Instituto Politécnico de Portalegre Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Portalegre
10400.26 -> Instituto Superior de Gestão a tributação Específica das Sociedades Desportivas em Portugal: o caso particular do Futebol Profissional Fernanda Duarte Marques Projeto apresentado no Instituto Superior de Gestão, para obtenção do Grau de Mestre em Gestão
10400.26 -> Instituto Politécnico de Coimbra Escola Superior Agrária de Coimbra
10400.26 -> BioEnergia Acrónimo: BioEnergia
10400.26 -> Introdução 1 Capítulo I prática de Ensino Supervisionada I e II
10400.26 -> Relatório final da prática de ensino supervisionada andreia Sofia Aguiar Silva
10400.26 -> Validade e Fiabilidade da escala de Mobilidade Funcional – Idosos e Muito Idosos (emf-imi)

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