iot na manutencao de motores trifasicos

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
DO TRIÂNGULO MINEIRO 
 CAMPUS PARACATU 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
William Dias Cardoso 
 
 
 
 
 
 
IOT APLICADA À MANUTENÇÃO PREDITIVA DE MOTORES DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICOS (MIT) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARACATU - MG 
2023 
 
William Dias Cardoso 
 
 
 
 
 
 
IOT APLICADA À MANUTENÇÃO PREDITIVA DE MOTORES DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICOS (MIT) 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado ao Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia do 
Triângulo Mineiro, Campus Paracatu, 
como requisito parcial para conclusão do 
Curso de Bacharelado em Engenharia 
Elétrica. 
 
Orientador: Prof. Msc. Silas Martins Sousa 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARACATU - MG 
2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ficha Catalográfica elaborada pelo Setor de Referência do IFTM – 
Campus Paracatu 
 
 
 
C672i William Dias Cardoso - 
 Iot aplicada à manutenção preditiva de motores de indução trifásicos 
(MIT)./ William Dias Cardoso - 2023. 
 81f. : il. 
 
 Orientador: Silas Martins Sousa. 
Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro, Curso de bacharelado em 
Engenharia Elétrica, Paracatu, 2023. 
 
 1. Motores de Indução Trifásicos. 2. Manutenção Preditiva. 3. Internet 
das Coisas. 4. Microcontrolador ESP32. 5 Ubidots. I. Silas Martins Sousa. II. 
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro - 
Campus Paracatu. III. Título. 
 
 CDD 621.3815 
 
Bibliotecária: Nathália de Morais Torres CRB6-3097 
 
 
TERMO DE APROVAÇÃO 
 
William Dias Cardoso 
 
Iot aplicada à manutenção preditiva de motores de indução trifásicos (MIT) 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado ao Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia do 
Triângulo Mineiro, Campus 
Paracatu, como exigência parcial 
para obtenção do diploma de 
Bacharel em Engenharia Elétrica, 
sob a orientação do Prof. Msc. Silas 
Martins Sousa. 
Aprovado em 21 de junho de 2023. 
_______________________________________________________ 
Prof. Msc. Silas Martins Sousa 
 
________________________________________________________ 
Prof. Dr. Carlos Renato Borges dos Santos 
 
_______________________________________________________ 
Prof. Msc. Olivar Gonçalves Borges 
 
_______________________________________________________ 
Denis Alves Nobre – Membro Externo 
 
PARACATU – MG 
2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico esse trabalho final primeiramente a Deus, por me 
proporcionar a capacidade para desenvolver este trabalho. Aos 
meus pais Nilson e Eliane, meu irmão Lucas, meus melhores 
amigos Franklin e Kelly Dias que estiveram sempre me apoiando 
nessa caminhada. Dedico também a todo corpo docente do 
curso de Engenharia Elétrica do Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro, principalmente ao 
meu orientador Silas Martins de Sousa a quem me possibilitou 
conhecimento para viabilizar este projeto. Também gostaria de 
mencionar com muito carinho meu amigo, professor e 
engenheiro eletricista Petronílio Ricardo que no Ensino Médio 
despertou em mim o interesse no curso de Engenharia Elétrica. 
AGRADECIMENTO 
 
Em primeiro lugar, gostaria de expressar minha gratidão aos meus familiares, 
que sempre me apoiaram ao longo dessa jornada acadêmica. Vocês foram minha 
fonte de força e incentivo, e sem o amor e apoio de vocês, eu não teria chegado até 
aqui. Agradeço por estarem sempre ao meu lado, me motivando e me encorajando a 
superar essa minha jornada difícil 
Quero também agradecer aos meus amigos, que compartilharam comigo 
momentos de alegria e descontração durante essa etapa tão intensa da minha vida. 
Vocês foram verdadeiros companheiros, sempre me incentivando e me ajudando a 
manter o equilíbrio entre os estudos. Agradeço por todas as conversas, risadas e por 
todos os ensinamentos durante esses cinco anos de curso. 
Além disso, gostaria de expressar minha gratidão ao corpo docente do curso 
de Engenharia Elétrica. Cada professor contribuiu de maneira significativa para o meu 
aprendizado e desenvolvimento acadêmico. Agradeço por compartilharem seus 
conhecimentos, por estimularem meu pensamento crítico e por me desafiarem a ir 
além. Vocês são exemplos de excelência e dedicação, e sou grato por ter tido a 
oportunidade de aprender com cada um de vocês. 
Um agradecimento especial vai para o meu amigo e orientador, Silas Martins 
de Sousa. Sua orientação foi fundamental para o sucesso deste trabalho. Agradeço 
por sua paciência, sabedoria e poder transmitir conhecimento de forma eficiente e ao 
mesmo tempo descontraída, por estar sempre disponível para esclarecer minhas 
dúvidas e direcionar meus esforços na direção certa. Sua expertise e dedicação foram 
essenciais para que eu pudesse concluir este trabalho. 
Por fim, gostaria de expressar minha gratidão a todos os que, de alguma forma, 
contribuíram para a minha formação acadêmica e pessoal ao longo desses anos. O 
apoio e incentivo de cada um de vocês foram fundamentais para alcançar este marco 
em minha vida. Muito obrigado! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em algum lugar, alguma coisa incrível 
está esperando para ser conhecida 
Carl Sagan. 
RESUMO 
 
Os Motores de Indução Trifásicos (MIT) são os equipamentos mais utilizados em um 
ambiente industrial. Como eles são utilizados continuamente, ficam propensos a 
falhas. A ocorrência de falhas imprevistas em um ambiente industrial pode acarretar 
prejuízos financeiros, deterioração das condições dos processos e comprometimento 
da qualidade do produto final. Atualmente, a aplicação de técnicas modernas de 
detecção e diagnóstico de falhas, aliadas à manutenção preditiva em MIT, tem se 
tornado cada vez mais atrativa e comum em ambientes industriais. Isso ocorre devido 
aos benefícios proporcionados, como a maximização da disponibilidade de 
equipamentos e processos, garantindo sua máxima eficiência e evitando perdas de 
produção e lucratividade. O objetivo deste trabalho é criar um dispositivo que seja 
capaz de monitorar em tempo real, por meio da tecnologia IoT (Internet das Coisas – 
Internet of Things) os sinais de temperatura, vibração e corrente elétrica de motores 
de indução trifásicos. Esse dispositivo será desenvolvido utilizando o ESP32, um 
microcontrolador de baixo custo, alta capacidade de processamento e que possui Wi-
Fi incorporado. Os dados coletados pelo dispositivo serão enviados para uma 
plataforma na nuvem chamada Ubidots, via protocolo de comunicação MQTT, onde 
serão armazenados, visualizados e analisados. O objetivo da análise é detectar 
possíveis falhas nos motores, por meio de sensores e com base nas informações 
coletadas, emitir sinais de alertas. Se algum desses parâmetros ultrapassar os valores 
limites pré-estabelecidos em relação aos valores normais de funcionamento do motor, 
e se a presença de irregularidades exceder esses valores, será acionado o envio de 
sinais de alerta para um endereço configurado. Os resultados mostraram que quando 
provocada uma assimetria no eixo do motor, ele gerou uma vibração excessiva, e o 
sistema foi capaz de identificar essa anomalia e enviar uma mensagem de alerta para 
o usuário. 
 
Palavras-chave: Motores de Indução Trifásicos; Manutenção Preditiva; Internet das 
Coisas; Microcontrolador ESP32; Ubidots; Comunicação MQTT; 
 
 
ABSTRACT 
 
The Three-Phase Induction Motors (TIM) are the most widely used equipment in an 
industrial environment.Since they are continuously in use, they are prone to failures. 
Unexpected failures in an industrial setting can lead to financial losses, deterioration 
of process conditions, and compromised product quality. Currently, the application of 
modern fault detection and diagnosis techniques, combined with predictive 
maintenance in TIM, has become increasingly attractive and common in industrial 
environments. This is due to the benefits it provides, such as maximizing equipment 
and process availability, ensuring maximum efficiency, and avoiding production losses 
and profitability. The objective of this work is to create a device capable of real-time 
monitoring of temperature, vibration, and electric current signals of three-phase 
induction motors using IoT (Internet of Things) technology. This device will be 
developed using ESP32, a low-cost microcontroller with high processing capacity and 
built-in Wi-Fi. The data collected by the device will be sent to a cloud platform called 
Ubidots, using the MQTT communication protocol, where it will be stored, visualized, 
and analyzed. The goal of the analysis is to detect possible motor failures based on 
the collected sensor information, and issue alert signals. If any of these parameters 
exceed the pre-established limit values compared to the normal operating values of 
the motor, and if the presence of irregularities exceeds these values, an alert signal 
will be sent to a configured address. The results showed that when an asymmetry was 
introduced in the motor shaft, it generated excessive vibration, and the system was 
able to identify this anomaly and send an alert message to the user. 
 
Keywords: Three-Phase Induction Motors; Predictive Maintenance; Internet of 
Things; ESP32 Microcontroller; Ubidots; MQTT Communication. 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
MIT Motor de Indução Trifásico 
IoT Internet of Things (Internet das Coisas). 
MQTT Queuing Telemetry Transport (Transporte de Filas de Mensagem de 
Telemetria). 
Wi-Fi Wireless Fidelity (Fidelidade Sem Fio). 
I2C Inter-Integrated Circuit. (Circuito Inter-Integrado). 
SPI Serial Peripheral Interface (Interface Periférica Serial). 
QoS Quality of Service (Qualidade de Serviço). 
IDE Integrated Development Environment (Ambiente de Desenvolvimento 
Integrado). 
rmsx Root Mean Square X Axis (Raiz Média Quadrada Eixo X). 
URLs Uniform Resource Locator (Localizador Padrão de Recursos). 
IFTM Instituto Federal do Triângulo Mineiro. 
RMS Root Mean Square (Raiz Média Quadrada). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Vista em corte de um motor de indução trifásico (SABER ELÉTRICA, 
2015). ................................................................................................................ 22 
Figura 2 - Curva característica de um motor assíncrono. (Apostila Máquinas 
Elétricas – FACENS, Joel Rocha, 2016). ........................................................ 23 
Figura 3 - Fontes externas de falha (Bazurto, Quispe, & Mendoza, 2016). ......... 25 
Figura 4 - Fontes internas de falha (Bazurto, Quispe, & Mendoza, 2016). .......... 25 
Figura 5 - Corrosão elétrica na pista do anel externo (ANACLEDO, 2015). ........ 27 
Figura 6 - Estator ligado em estrela, modos de falhas nos enrolamentos (Autoria 
própria, 2023). ................................................................................................... 29 
Figura 7 - Enrolamento normal; Enrolamento em curto entre fases (ELETRORIO 
MOTORES, 2023). ............................................................................................ 30 
Figura 8 - Enrolamento com curto-circuito entre espiras; Enrolamento com 
resistência alta em uma das bobinas (ELETRORIO MOTORES, 2023). ...... 30 
Figura 9 - Enrolamento aterrado na saída da ranhura; Enrolamento aterrado no 
fechamento da ranhura (ELETRORIO MOTORES, 2023). ............................. 31 
Figura 10 - Conexão em curto-circuito; Dano devido a tensão desequilibrada na 
entrada ou falta de fase (ELETRORIO MOTORES, 2023). ............................ 31 
Figura 11 - Enrolamento danificado devido a sobrecarga mecânica; Danos 
causados pelo rotor bloqueado (ELETRORIO MOTORES, 2023). ................ 32 
Figura 12 - Enrolamento danificado por surto de tensão (ELETRORIO 
MOTORES, 2023). ............................................................................................ 32 
Figura 13 - Tipos de dispositivos conectados (INFO CHANNEL, 2021). .............. 34 
Figura 14 - Diagrama de funcionamento do sistema desenvolvido (Autoria 
própria, 2023). ................................................................................................... 35 
Figura 15 - Figura real do Microcontrolador ESP32 (Fernandok, 2018). .............. 36 
Figura 16 - Comparativo entre ESP32, ESP8266 e Arduino R3 (Series Datasheet 
v3.7 – 2021). ..................................................................................................... 37 
Figura 17 - Figura real do acelerômetro MPU6050 (Vida de Silício, 2022). ......... 38 
Figura 18 - Especificações do acelerômetro MPU6050 (Datasheet RM-MPU-
6000A-00-2013). ............................................................................................... 39 
Figura 19 - Figura real do sensor de temperatura IR MLX90614 (Smart Kits, 
2023). ................................................................................................................ 39 
Figura 20 - Especificações do sensor de temperatura IR MLX90614 (Datasheet 
for MLX90614 – 2019) ...................................................................................... 40 
Figura 21 - Figura real do sensor de corrente SCT-013 (Maker Hero, 2023). ..... 40 
Figura 22 - Especificações do sensor de corrente SCT-013. (Datasheet SCT-013 
YHDC– 2015). ................................................................................................... 41 
Figura 23 - Parâmetros essenciais para a parte de comunicação entre o 
microcontrolador e a plataforma Ubidots (Autoria própria, 2023). ................. 46 
Figura 24 - Configuração definida no código de comunicação MQTT (Autoria 
própria, 2023). ................................................................................................... 47 
Figura 25 - Variável exemplo criada em Devices (Autoria própria, 2023). ........... 48 
Figura 26 - Definição da variável de leitura rmsx no código (Autoria própria). .... 48 
Figura 27 - Adição de novo Widget na janela Dashboard (Autoria própria, 2023).
 ........................................................................................................................... 49 
Figura 28 - Seleção do tipo de widget (Autoria própria, 2023). ............................. 49 
Figura 29 - Atribuição de variável (Autoria própria, 2023). .................................... 50 
Figura 30 - Seleção do dispositivo criado (Autoria própria, 2023). ....................... 50 
Figura 31 - Definição da variável a ser exibida (Autoria própria, 2023). ............. 51 
Figura 32 - Configuração de exibição e aparência (Autoria própria, 2023). ......... 52 
Figura 33 - Widget criado (Autoria própria, 2023). ................................................. 52 
Figura 34 - Aba de criação de um novo evento (Autoria própria, 2023). .............. 53 
Figura 35 - Criação de um novo evento (Autoria própria, 2023). .......................... 53 
Figura 36 - Configuração do evento (Autoria própria, 2023). ................................ 54 
Figura 37 - Escolha do meio de alerta (Autoria própria, 2023). ............................ 54 
Figura 38 - Escolha do e-mail de alerta e configuração de repetitividade (Autoria 
própria, 2023). ................................................................................................... 55 
Figura 39 - Alocação URLs adicionais de gerenciadores de placas (Autoria 
própria, 2023). ...................................................................................................56 
Figura 40 - Placa ESP32 desenvolvida pela Espressif Systems (Autoria própria, 
2023). ................................................................................................................ 56 
Figura 41 - Escolha da placa e porta COM (Autoria própria, 2023). ..................... 57 
Figura 42 - Dashboard na plataforma Ubidots (Autoria própria, 2023). ................ 63 
Figura 43 - Acionamento e realização dos testes em um motor (Autoria própria, 
2023). ................................................................................................................ 64 
Figura 44 - Valores nominais em pleno funcionamento. (Autoria própria, 2023). 65 
Figura 45 - Assimetria controlada utilizando um cadeado preso no eixo do motor 
(Autoria própria, 2023). ..................................................................................... 66 
Figura 46 - RMS dos eixos com assimetria do eixo (Autoria Própria, 2023). ....... 67 
Figura 47 - Mensagem de alerta enviada pela plataforma Ubidots no e-mail 
designado (Autoria própria, 2023). .................................................................. 68 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ 15 
1.1. INTERNET DAS COISAS: A BASE DA QUARTA REVOLUÇÃO 
INDUSTRIAL ........................................................................................................ 16 
1.2. METODOLOGIA ............................................................................... 17 
1.3. JUSTIFICATIVA ............................................................................... 17 
1.4. OBJETIVOS ..................................................................................... 18 
1.4.1. OBJETIVO GERAL .......................................................................... 18 
1.4.2. OBJETIVO ESPECÍFICO ................................................................. 19 
2 DESENVOLVIMENTO ............................................................................ 21 
2.1. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................... 21 
2.1.1. INTRODUÇÃO A MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS ......... 21 
2.1.1.1. ASPECTOS CONSTRUTIVOS ................................................ 21 
2.1.1.2. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ........................................ 22 
2.1.1.3. APLICABILIDADE .................................................................... 23 
2.1.1.4. PRINCIPAIS FALHAS NOS MOTORES DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICOS ................................................................................................ 24 
2.1.1.4.1. DADOS ESTATÍSTICOS DE CONFIABILIDADE ............. 26 
2.1.1.4.2. PRINCIPAIS FALHAS NO ROLAMENTO ........................ 26 
2.1.1.4.3. PRINCIPAIS FALHAS NO ESTATOR .............................. 28 
2.1.2. INTERNET DAS COISAS................................................................. 32 
2.1.2.1. CONCEITO E DEFINIÇÃO.......................................................... 33 
2.1.2.2. A UTILIZAÇÃO DA INTERNET DAS COISAS (IOT) PARA O 
MONITORAMENTO E OTIMIZAÇÃO DOS MOTORES DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICOS. .................................................................................................... 34 
2.2. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................ 35 
2.2.1. HARDWARE ................................................................................. 35 
2.2.1.1. MICROCONTROLADOR ESP32 ............................................. 36 
2.2.1.2. ACELERÔMETRO MPU6050 .................................................. 38 
2.2.1.3. SENSOR DE TEMPERATURA IR MLX 90614 ........................ 39 
2.2.1.4. SENSOR DE CORRENTE SCT-013 ....................................... 40 
2.2.2. COMUNICAÇÃO .......................................................................... 41 
2.2.2.1. WI-FI ........................................................................................ 42 
2.2.2.2. I2C ........................................................................................... 43 
2.2.2.3. MQTT....................................................................................... 44 
2.2.2.3.1. NÍVEIS DE SEGURANÇA DO MQTT ............................... 45 
2.2.2.3.2. MQTT NA PLATAFORMA UBIDOTS ............................... 46 
2.2.3. UBIDOTS ...................................................................................... 47 
2.2.3.1. EVENTOS DE ALERTA ........................................................... 53 
2.2.4. SOFTWARE ................................................................................. 55 
2.2.4.1. BIBLIOTECAS UTILIZADAS .................................................... 57 
2.2.4.2. SETUP ..................................................................................... 58 
2.2.4.3. LOOP ....................................................................................... 60 
2.3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................ 63 
3 CONCLUSÃO ......................................................................................... 69 
3.1. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................. 69 
3.2. TRABALHOS FUTUROS ................................................................. 69 
REFERÊNCIAS .............................................................................................. 71 
APÊNDICE ..................................................................................................... 74 
 
15 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Os Motores de Indução Trifásicos (MIT) são amplamente utilizados na indústria 
para acionar uma variedade de máquinas e equipamentos. Eles são conhecidos por 
sua construção robusta, eficiência e custos de fabricação acessíveis. 
A aplicação de motores elétricos na indústria é bastante ampla, sendo que 
esses motores estão expostos a uma grande variedade de ambientes e condições. 
Com o tempo de uso, eles podem apresentar diversas falhas internas, como barras 
quebradas, rolamentos danificados e curto-circuito. Além disso, também estão sujeitos 
a falhas externas, como sobrecarga mecânica, desequilíbrio de fase e bloqueio do 
rotor e como resultado isso levará a uma série de consequências negativas, como 
tempo de inatividade prolongado e perda de produtividade, dependendo do contexto 
que o motor está sendo utilizado. (BRITO, 2002). 
Detectar essas falhas com antecedência e realizar monitoramentos adequados 
permite que a manutenção preventiva seja realizada durante paradas programadas 
das máquinas. Isso evita que ocorram paralisações inesperadas e minimiza os custos 
de reparo e substituição de peças. Em resumo, a detecção precoce de falhas e o 
monitoramento contínuo dos motores elétricos na indústria são práticas essenciais 
para garantir a operação eficiente e confiável desses equipamentos. 
Com o advento da Internet das Coisas (IoT), surgem oportunidades de aplicar 
técnicas de manutenção preditiva baseadas em dados coletados em tempo real. A IoT 
permite a coleta de dados de sensores instalados nos motores, como temperatura, 
vibração, corrente e envia essas informações à internet, assim possibilita a predição 
de falhas nos motores elétricos. Esses dados são processados por algoritmos de 
aprendizado de máquina e análise de dados enviados para nuvem a fim detectar 
anomalias no motor, prever falhas antes que ocorram, analisar diversos motores 
simultaneamente, visualização gráfica dos parâmetros e a emissão de alertas para 
caso algum desses parâmetros saírem da margem de operação ideal para aquele 
motor. Isso leva a uma abordagem de manutenção mais eficiente e na qual os reparos 
são realizados somente quando necessário, evitando tempo de inatividade e 
reduzindo os custos de manutenção. (BRITO, 2002). 
16 
 
1.1. INTERNET DAS COISAS: A BASE DA QUARTA REVOLUÇÃO 
INDUSTRIAL 
 
A Revolução Industrial marcou um período de transformaçãosignificativa na 
história da humanidade. Iniciada no século XVIII na Inglaterra, essa revolução trouxe 
consigo avanços tecnológicos e mudanças socioeconômicas que tiveram um impacto 
profundo no modo de viver e trabalhar. A criação de novos produtos, aperfeiçoar 
outros já existentes e transformar mercados e segmentos, fazendo despontar 
empresas fortemente inovadoras. (HASAN e REIS, 2018). 
Essa revolução desencadeou um aumento sem precedentes na produtividade 
e na capacidade de produção. As fábricas surgiram em grande escala, substituindo o 
trabalho manual por máquinas e permitindo a produção em massa de bens. A energia 
mecânica proporcionada pelos motores a vapor e posteriormente pelos motores 
elétricos impulsionou o crescimento da indústria, aumentando sua eficiência e 
alcance. (HASAN e REIS, 2018). 
Com o surgimento dos motores elétricos de indução trifásicos durante a 
Revolução Industrial, eles se tornaram indispensáveis para as operações industriais. 
No entanto, esses motores estão sujeitos a falhas, o que pode resultar em paradas 
não programadas e prejuízos financeiros. A Internet das Coisas desempenha um 
papel essencial na detecção antecipada de falhas nesses motores. Através da coleta 
e análise de dados em tempo real, a IoT permite monitorar parâmetros operacionais 
e identificar padrões ou anomalias, possibilitando a tomada de medidas corretivas 
antes que ocorram danos significativos. Além disso, a IoT possibilita o monitoramento 
remoto e o acesso aos dados a partir de qualquer lugar, permitindo uma abordagem 
proativa na manutenção e maximizando o tempo de atividade das máquinas. 
(COMUNICAÇÃO, 2021). 
Em suma, a combinação dos motores elétricos de indução trifásicos com a IoT 
impulsiona a eficiência e confiabilidade dos processos industriais. Essa integração 
tecnológica viabiliza a adoção da manutenção preditiva, evitando paradas não 
programadas e otimizando a eficiência operacional. A Revolução Industrial abriu 
caminho para o uso generalizado desses motores, e agora, com a IoT, a detecção de 
17 
 
falhas em tempo real se tornou uma realidade, abrindo portas para um futuro cada vez 
mais automatizado e conectado. (COMUNICAÇÃO, 2021). 
 
1.2. METODOLOGIA 
 
A presente pesquisa adota uma abordagem metodológica predominantemente 
exploratória, com elementos quantitativos e qualitativos, de natureza aplicada e com 
procedimento experimental. A natureza exploratória da pesquisa se reflete na 
exploração da aplicação da tecnologia IoT na manutenção preditiva de motores de 
indução trifásicos, com foco na identificação de requisitos, seleção de componentes e 
integração dos mesmos para a construção do sistema. Foram realizados 
experimentos práticos, nos quais foram coletados dados numéricos, como sinais de 
temperatura, vibração e corrente elétrica dos motores, que foram submetidos a 
análises estatísticas para identificação de possíveis falhas. Além disso, foram 
realizadas interpretações qualitativas dos resultados, considerando a emissão de 
alertas e o entendimento dos impactos das falhas detectadas. Essa abordagem 
combinada de elementos exploratórios, quantitativos e qualitativos permite uma 
compreensão aprofundada do sistema proposto e contribui para a melhoria da 
manutenção preditiva em motores de indução trifásicos. 
 
1.3. JUSTIFICATIVA 
 
Os motores de indução trifásicos são ativos vitais para a indústria, e monitorá-
los é fundamental para evitar altos custos de manutenção corretiva e interrupções na 
produção. Detectar anomalias antecipadamente permite que a manutenção seja 
planejada e realizada de maneira eficiente, e com antecedência. Diante dessa 
problemática, a implementação da IoT em motores elétricos vem sendo cada vez mais 
utilizada na indústria a fim de reduzir custos e otimização dos sistemas. Coletar dados 
com sensores de temperatura, vibração e corrente e que, por conseguinte enviar 
esses dados em tempo real dos motores para uma plataforma em nuvem permite que 
especialistas de todo o mundo monitorem a saúde dos motores elétricos e utilizem a 
18 
 
Internet das Coisas para detectar anomalias e prever falhas. Essa solução ajuda a 
reduzir interrupções, custos com peças danificadas e manutenção corretiva 
 
1.4. OBJETIVOS 
 
1.4.1. OBJETIVO GERAL 
 
Nesta monografia, busca-se desenvolver e implementar um sistema de 
monitoramento de baixo custo para um motor de indução trifásico. O sistema utilizará 
a tecnologia da Internet das Coisas para capturar e transmitir dados em tempo real 
sobre a corrente elétrica, temperatura e vibração do motor. 
Para isso, sensores serão empregados para realizar a leitura das grandezas 
elétricas, que serão processadas por um microcontrolador. Os dados serão então 
armazenados na nuvem da plataforma Ubidots, permitindo seu acesso e visualização 
por meio de gráficos. Além disso, o sistema contará com a funcionalidade de enviar 
alarmes de anomalias detectadas nas grandezas medidas por e-mail, para os usuários 
cadastrados. 
 
O objetivo principal desse sistema é fornecer um monitoramento eficiente e 
acessível para motores de indução trifásicos, possibilitando a detecção precoce de 
falhas e a tomada de medidas corretivas antes que problemas mais sérios ocorram. 
Através da utilização da IoT, é possível obter informações em tempo real sobre o 
desempenho do motor, facilitando a manutenção preventiva e reduzindo o risco de 
paradas não programadas. 
Com a implementação desse sistema de monitoramento, espera-se contribuir 
para a eficiência operacional e a confiabilidade dos motores de indução trifásicos na 
indústria, ao mesmo tempo em que se promove a utilização de tecnologias de baixo 
custo e acessíveis. O acesso aos dados e os alarmes de anomalias via e-mail 
proporcionam uma forma conveniente de acompanhamento e intervenção por parte 
dos usuários, permitindo uma gestão mais eficaz dos motores elétricos e evitando 
possíveis danos e prejuízos. 
19 
 
 
1.4.2. OBJETIVO ESPECÍFICO 
 
Com o sistema de monitoramento baseado na Internet das Coisas e os dados 
coletados e enviados para a nuvem, é possível tomar decisões mais rápidas e precisas 
em relação à manutenção do motor de indução trifásico. Isso permite a implementação 
de estratégias de manutenção preditiva, o que resulta em maior eficiência e vida útil 
do motor. 
Para alcançar o objetivo geral do projeto, foram definidos objetivos específicos 
que incluem: 
i. Introduzir a evolução industrial, o avanço da Indústria 4.0 e a aplicação da 
IoT. 
ii. Realizar um estudo abrangente sobre as aplicações dos motores de indução 
trifásicos, identificando as principais falhas que podem ocorrer e as técnicas de 
manutenção mais adequadas para cada tipo de falha. 
iii. Desenvolver um sistema de aquisição de dados capaz de coletar 
informações como corrente elétrica, temperatura e vibração do motor de indução. 
iv. Testar a comunicação efetiva do sistema com a plataforma em nuvem 
Ubidots, garantindo que os dados coletados sejam armazenados corretamente e 
disponibilizados para análise. Além disso, realizar testes de envio de alarmes por e-
mail aos usuários cadastrados para notificar sobre anomalias detectadas. 
v. Implementar o protótipo desenvolvido em um motor de indução trifásico em 
um ambiente controlado. 
vi. Realizar a integração dos componentes do sistema, incluindo sensores, 
microcontrolador, plataformas de comunicação e o motor de indução. Realizar testes 
para garantir o correto funcionamento de todos os elementos em conjunto. 
vii. Analisar e interpretar os dados coletados do motor, utilizando técnicas de 
análise de dados para identificar padrões, tendências e possíveis anomalias. Essa 
análise permitirá uma compreensão mais profunda do desempenho do motor e 
auxiliará na tomada de decisões para otimizar sua operação. 
20 
 
 
21 
 
 
2 DESENVOLVIMENTO 
 
2.1. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
2.1.1. INTRODUÇÃO A MOTORESDE INDUÇÃO TRIFÁSICOS 
 
Os motores de indução trifásicos são amplamente utilizados em diversas 
aplicações industriais e comerciais devido à sua confiabilidade, eficiência e 
simplicidade de operação. Eles são um tipo comum de motor elétrico, alimentados por 
um sistema de energia trifásico. 
Esse tipo de motor funciona com base no princípio da indução eletromagnética, 
onde a corrente elétrica passa pelas bobinas do estator, gerando um campo 
magnético rotativo. Esse campo magnético induz correntes no rotor, que por sua vez 
cria um campo magnético contrário. Essa interação entre os campos magnéticos 
produz o torque necessário para a rotação do motor. (CRAVO, 2023). 
Esses motores são utilizados em uma variedade de aplicações, desde 
acionamento de máquinas industriais, como bombas, compressores, ventiladores e 
transportadores, até sistemas de climatização, elevadores e automóveis elétricos. 
Ao longo deste trabalho, serão abordados aspectos fundamentais relacionados 
a esses motores, incluindo aspectos construtivos e seus principais componentes, 
princípios de funcionamento, aplicabilidade e principais falhas. 
 
2.1.1.1. ASPECTOS CONSTRUTIVOS 
 
O Motor de Indução Trifásico (MIT) é um tipo de motor elétrico com 
características construtivas específicas. O estator, parte fixa do motor, é composto por 
um núcleo de ferro laminado que abriga as bobinas alimentadas com corrente 
alternada. O rotor, parte móvel, possui barras condutoras inseridas em suas ranhuras 
e gira devido ao campo magnético gerado pelo estator. O núcleo de ferro proporciona 
22 
 
um caminho magnético eficiente, enquanto as ranhuras permitem o posicionamento 
adequado das bobinas e barras. O isolamento protege as bobinas e barras contra 
curtos-circuitos, e a ventilação adequada evita o superaquecimento dissipando o calor 
gerado durante a operação do motor. (CRAVO, 2023). 
Na figura 1, mostra os aspectos construtivos do motor de indução trifásico. 
 
 
Figura 1 - Vista em corte de um motor de indução trifásico (SABER 
ELÉTRICA, 2015). 
 
2.1.1.2. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
 
O funcionamento de um motor de indução trifásico baseia-se nos princípios da 
indução eletromagnética e na interação de campos magnéticos rotativos. O estator, 
parte fixa do motor, é alimentado com corrente alternada trifásica, criando um campo 
magnético rotativo. No rotor, parte móvel, a indução de corrente ocorre devido ao 
campo magnético do estator, gerando um campo magnético contrário. A interação 
entre os campos magnéticos gera torque, fazendo o rotor girar. A velocidade de 
rotação depende da frequência da corrente elétrica e do número de pólos do motor. 
O escorregamento é a diferença entre a velocidade síncrona teórica e a velocidade 
real do motor, permitindo o torque necessário para o funcionamento. O torque e a 
potência estão relacionados à corrente, ao fluxo magnético e à velocidade de rotação. 
23 
 
Durante a partida, o escorregamento é máximo, e à medida que a carga aumenta, o 
escorregamento diminui. O motor atinge a velocidade síncrona quando o torque é 
zero. O motor de indução trifásico é conhecido como assíncrono, pois o rotor não gira 
na velocidade síncrona, e o campo magnético girante do estator desempenha duas 
funções: induzir tensão no rotor e gerar torque. Durante a partida, a corrente de partida 
é elevada, e com carga nula, o escorregamento é mínimo. Sob carga, a velocidade 
diminui devido à resistência mecânica, aumentando o escorregamento. O 
escorregamento máximo ocorre em sobrecarga, onde o motor desenvolve seu torque 
máximo, mas a velocidade de rotação cai. (FACENS, 2016). 
A figura 2, mostra a curva característica de um motor assíncrono. 
 
Figura 2 - Curva característica de um motor assíncrono. (Apostila 
Máquinas Elétricas – FACENS, Joel Rocha, 2016). 
 
2.1.1.3. APLICABILIDADE 
 
O motor de indução é amplamente utilizado em diversos sistemas industriais, 
oferecendo vantagens como custo acessível e aumento da eficiência das operações. 
Existem dois tipos básicos de motores de indução: monofásicos e trifásicos. Os 
motores de indução monofásicos são geralmente utilizados em aplicações de baixa 
24 
 
potência, sendo comuns em ambientes residenciais. Por outro lado, os motores de 
indução trifásicos são amplamente empregados na indústria, sendo utilizados em 
diversos acionamentos. 
Na automação industrial, os motores de indução trifásicos são aplicados em 
uma variedade de equipamentos, tais como: 
Máquinas injetoras, compressores, bombas, veículos elétricos, misturadores, 
discos de corte, transportadores, polias automáticas, guinchos, esteiras, tornos, 
fresas, moinhos, entre outros. 
 
2.1.1.4. PRINCIPAIS FALHAS NOS MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS 
 
Na indústria, os motores elétricos são amplamente utilizados em uma variedade 
de ambientes e condições de operação adversas. Devido a fatores como uso 
prolongado, condições impróprias de operação e possíveis defeitos de fabricação, 
esses motores estão sujeitos a várias falhas incipientes. Tais falhas podem ocorrer 
tanto internamente, como barras quebradas, rolamentos danificados e curtos-
circuitos, quanto externamente, como sobrecarga mecânica, desequilíbrio de fase e 
bloqueio do rotor. Além disso, a degradação do isolamento dos motores elétricos em 
ambientes agressivos pode ser acelerada, tornando-os ainda mais propensos a falhas 
(LUCIANO, 2022). 
Os motores de indução são considerados máquinas robustas e altamente 
tolerantes a falhas, sendo amplamente populares na indústria. No entanto, é 
importante adotar medidas para diagnosticar o estado da máquina com antecedência, 
a fim de evitar falhas imprevistas. As falhas em máquinas elétricas rotativas podem 
ter diversas origens, como problemas de projeto, imperfeições na fabricação, 
montagem, instalação, ambiente de operação, natureza da carga e cronograma de 
manutenção. Os motores de indução, assim como outras máquinas rotativas, são 
submetidos a forças eletromagnéticas e mecânicas, e, portanto, devem ser projetados 
de forma a garantir uma operação estável, com baixo nível de ruído e vibração. 
Quando ocorre uma falha, o equilíbrio entre essas forças é comprometido, resultando 
em falhas mais graves. (LUCIANO, 2022). 
25 
 
As falhas em motores elétricos podem ser classificadas em categorias 
mecânicas, elétricas ou relacionadas ao ambiente de operação, como temperatura, 
umidade ou problemas de limpeza no ambiente. A Figura 3 e 4 apresentam a 
classificação das falhas em motores de indução e suas principais origens. 
 
Figura 3 - Fontes externas de falha (Bazurto, Quispe, & Mendoza, 2016). 
 
 
Figura 4 - Fontes internas de falha (Bazurto, Quispe, & Mendoza, 2016). 
 
26 
 
 
 
 
2.1.1.4.1. DADOS ESTATÍSTICOS DE CONFIABILIDADE 
 
As falhas encontradas em motores de indução, dependendo da origem, podem 
ser distribuídas da seguinte forma: falhas de rolamentos (44%), falhas relacionadas 
ao estator (26%), falhas relacionadas ao rotor (8%) e outras falhas (22%). 
(IMMOVILLI, 2013) 
Esses estudos evidenciam a importância de identificar as causas das falhas em 
motores elétricos, uma vez que as falhas devido a causas não identificadas 
representam uma porcentagem significativa. Isso indica que ainda há um amplo 
campo a ser explorado no que diz respeito à identificação e prevenção de falhas em 
motores elétricos (BRITO, 2002). 
Segundo Bonnett (2010, p. 1), esses estudos são úteis, pois fornecem 
informações sobre as causas mais prováveis de falhas, com base nos componentes 
que apresentaram maior incidência de falhas. 
 
2.1.1.4.2. PRINCIPAIS FALHAS NO ROLAMENTO 
 
As falhas nos rolamentos sendo uma das falhas mais comuns em que diz 
respeito aos motores de indução, podem ser desencadeadas por uma variedade de 
motivos, como poeira, corrosão, lubrificação inadequada, instalação imprópria e 
tensões induzidas. A presença de poeira, água, ácido e umidade nosambientes de 
operação dos motores pode causar deterioração dos rolamentos. Partículas estranhas 
contaminam a lubrificação dos rolamentos e, devido à sua natureza abrasiva, 
provocam desgaste das esferas e pistas. A lubrificação insuficiente ou excessiva 
também pode levar ao superaquecimento, reduzindo a capacidade de lubrificação e 
acelerando a falha do rolamento. 
27 
 
A corrosão por contato é normalmente reconhecida através da detecção de 
estrias (ou ondulações) de cor escura, ou pequenas endentações na superfície das 
pistas e elementos rolantes (ANACLEDO, 2015). Casos específicos apresentam 
marcas de queimaduras transversais. A figura 5 mostra a corrosão elétrica na pista do 
anel externo: 
 
Figura 5 - Corrosão elétrica na pista do anel externo (ANACLEDO, 2015). 
 
A instalação inadequada dos rolamentos pode resultar em forças excessivas 
exercidas sobre eles, como pressioná-los contra o eixo ou a carcaça, desalinhamento, 
deflexão do eixo ou empeno das pistas. Esses problemas podem surgir devido a 
cargas mais pesadas do que o previsto, sobrecarga ou ajustes muito apertados. O 
desalinhamento do rolamento pode ocorrer de várias maneiras, como desalinhamento 
do eixo, deflexão do eixo, torção do anel externo ou torção do anel interno. 
(ANACLEDO, 2015) 
As tensões induzidas no eixo do motor podem ocorrer devido a assimetrias no 
circuito magnético causadas por excentricidade ou defeito de fabricação, bem como 
distribuições assimétricas de corrente no estator devido a alimentação desequilibrada, 
curto-circuito entre espiras ou barras quebradas. Essas tensões podem exceder a 
capacidade de isolamento da película de lubrificante do rolamento, levando à 
formação de arcos elétricos, degradação do lubrificante e formação de crateras ou 
estrias na superfície do rolamento. (ANACLEDO, 2015) 
28 
 
As falhas nos rolamentos têm como consequências o funcionamento irregular 
do motor, resultando em vibrações elevadas, aumento do ruído, sobrecargas internas 
e excentricidades. Essas falhas afetam negativamente o desempenho do motor e 
podem levar a uma redução na vida útil do equipamento. (ANACLEDO, 2015) 
 
2.1.1.4.3. PRINCIPAIS FALHAS NO ESTATOR 
 
As principais falhas encontradas no estator de motores de indução trifásicos 
podem incluir: 
Falha de isolamento: O isolamento do estator é fundamental para garantir a 
proteção elétrica e evitar curtos-circuitos. Falhas no isolamento podem ocorrer devido 
a desgaste, envelhecimento, umidade, contaminação ou sobrecarga elétrica, 
resultando em problemas como curtos-circuitos ou vazamento de corrente. 
Falha de fiação: Problemas na fiação do estator, como conexões soltas, 
emendas ruins ou quebras de fios, podem comprometer o fluxo adequado de corrente 
elétrica. Isso pode resultar em perda de eficiência, aumento da resistência e 
superaquecimento do estator. 
Desgaste dos laminados do núcleo: Os laminados do núcleo do estator são 
responsáveis por direcionar o fluxo magnético. Com o tempo, eles podem sofrer 
desgaste devido a vibração, atrito ou corrosão, o que pode levar a perdas de eficiência 
e aumento do consumo de energia. 
Sobreaquecimento: O estator é suscetível a sobreaquecimento devido a 
problemas como corrente excessiva, mau dimensionamento do motor, má ventilação 
ou obstruções na refrigeração. O superaquecimento pode causar danos aos 
componentes do estator e levar a falhas prematuras. 
Enrolamento danificado: Os enrolamentos das máquinas elétricas rotativas 
estão sujeitos a diferentes mecanismos de fadiga, que podem causar degradação do 
isolamento ao longo do tempo. Esses mecanismos incluem fatores térmicos, elétricos, 
mecânicos e ambientais, que interagem de forma complexa. Dependendo do tamanho 
das máquinas, suas características nominais e condições de operação, essa interação 
pode levar a um desgaste mais rápido do isolamento dos enrolamentos, resultando 
29 
 
em diferentes modos de falha, sendo assim a principal falha mais comum relacionado 
aos estatores dos motores de indução trifásicos. Podendo ser ilustrado na figura 6, 
sendo eles os modos de falhas: 
 
Figura 6 - Estator ligado em estrela, modos de falhas nos enrolamentos 
(Autoria própria, 2023). 
 
Condições elétricas, mecânicas ou ambientais desfavoráveis podem reduzir 
drasticamente a vida útil de um enrolamento de estator trifásico. As falhas de 
enrolamento ilustradas abaixo tipificam o que pode acontecer em tais circunstâncias, 
e são mostradas para ajudar a identificar as causas da falha, separando o problema 
provocado por má aplicação de um defeito de material ou de fabricação. 
Segue abaixo, na figura 7, o enrolamento normal, sem presença de falhas. 
Como também o enrolamento com curto entre fases. Este tipo de falha é tipicamente 
causado por falha no material isolante, contaminação durante o processo de 
bobinagem ou sobre tensão na alimentação. 
30 
 
 
Figura 7 - Enrolamento normal; Enrolamento em curto entre fases 
(ELETRORIO MOTORES, 2023). 
 
Na figura 8, são representados o curto entre espiras causado por falha no 
material isolante, contaminação durante o processo de bobinagem ou sobre tensão 
na alimentação. E o enrolamento com resistência elevada que é causado por erros no 
número de espiras durante a confecção de uma ou mais bobinas. 
 
Figura 8 - Enrolamento com curto-circuito entre espiras; Enrolamento com 
resistência alta em uma das bobinas (ELETRORIO MOTORES, 2023). 
 
Na figura 9, é mostrado o enrolamento aterrado na saída da ranhura, 
tipicamente causado por falha no material isolante, contaminação durante o processo 
de bobinagem, cantos vivos nas saídas de ranhura ou atrito durante a inserção das 
bobinas ou do rotor. E o enrolamento aterrado no fechamento da ranhura, causado 
por falha no material isolante, contaminação durante o processo de bobinagem, 
31 
 
cantos vivos no fechamento de ranhura, bobina alta e consequente atrito da gaiola do 
rotor com a material isolante da bobina. 
 
Figura 9 - Enrolamento aterrado na saída da ranhura; Enrolamento aterrado 
no fechamento da ranhura (ELETRORIO MOTORES, 2023). 
 
Na figura 10, é mostrado a conexão em curto, comumente causado por falhas 
na soldagem das conexões ou falha no material isolante. E também o dano causado 
por tensões desequilibradas ou falta de fase, causado pela deterioração térmica do 
isolamento. 
 
Figura 10 - Conexão em curto-circuito; Dano devido a tensão desequilibrada 
na entrada ou falta de fase (ELETRORIO MOTORES, 2023). 
 
 A deterioração térmica do isolamento em todas as fases do enrolamento do 
estator é tipicamente causada por exigências de carga que excedem a capacidade do 
motor. Correntes muito elevadas no enrolamento do estator devido a uma condição 
de rotor bloqueado. Também pode ocorrer como resultado de excessivas partidas em 
32 
 
tempo reduzido, gerando aumento da temperatura, esses dois tipos são mostrados na 
figura 11: 
 
Figura 11 - Enrolamento danificado devido a sobrecarga mecânica; Danos 
causados pelo rotor bloqueado (ELETRORIO MOTORES, 2023). 
 
Na figura 12, mostra-se o enrolamento danificado por surto de tensão, tipicamente 
causado por falhas de isolamento. Os picos de tensão são muitas vezes o resultado 
de descargas atmosféricas ou de sobrecarga elétrica momentânea na linha de 
alimentação 
 
Figura 12 - Enrolamento danificado por surto de tensão (ELETRORIO 
MOTORES, 2023). 
 
2.1.2. INTERNET DAS COISAS 
 
A Internet das Coisas é altamente relevante para o desenvolvimento deste 
trabalho. Será abordado de forma concisa o conceito e a definição de IoT, além de 
33 
 
explorar suas aplicações, e sua utilização específica com motores de indução 
trifásicos. 
 
2.1.2.1. CONCEITO E DEFINIÇÃO 
 
A Internet das Coisas é um conceito que se refere à interconexão de objetos 
físicos por meio da internet, permitindo a troca de informações e a comunicação entre 
eles. Nesse contexto, objetos comodispositivos eletrônicos, sensores, máquinas 
industriais e até mesmo veículos se tornam "inteligentes", capazes de coletar e 
compartilhar dados de forma autônoma. 
A definição de IoT envolve a capacidade desses objetos se comunicarem entre 
si e com sistemas de computação, utilizando protocolos de rede para a transmissão e 
recepção de dados. Os objetos conectados podem ser monitorados, controlados e 
interagir com outros objetos ou até mesmo com seres humanos, possibilitando a 
automação de processos, a tomada de decisões baseada em dados em tempo real e 
o aumento da eficiência e produtividade em diversos setores. 
A IoT abrange uma ampla gama de aplicações, desde dispositivos domésticos 
inteligentes, como termostatos e assistentes virtuais, até sistemas complexos de 
monitoramento e controle em ambientes industriais. Ela pode ser aplicada em áreas 
como saúde, agricultura, transporte, energia, segurança, entretenimento e muito mais. 
O conceito de IoT envolve a criação de uma rede de objetos interconectados 
que são capazes de coletar, transmitir e processar dados, proporcionando benefícios 
como automação, eficiência energética, melhor tomada de decisões, personalização 
de serviços e maior conveniência para os usuários. A IoT é impulsionada pelo avanço 
das tecnologias de comunicação, como a expansão da rede 5G, a miniaturização de 
sensores, a computação em nuvem e a inteligência artificial, que permitem a criação 
de sistemas inteligentes e interligados. 
Na figura 13, é representado tipos de dispositivos e sistemas que podem ser 
conectados a nuvem. 
34 
 
 
Figura 13 - Tipos de dispositivos conectados (INFO CHANNEL, 2021). 
 
2.1.2.2. A UTILIZAÇÃO DA INTERNET DAS COISAS (IOT) PARA O 
MONITORAMENTO E OTIMIZAÇÃO DOS MOTORES DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICOS. 
 
Além dos aspectos abordados anteriormente, é importante destacar a aplicação 
recente da Internet das Coisas (IoT) no monitoramento de Motores de Indução 
Trifásicos. Essa abordagem visa garantir uma vida útil mais longa para o motor, 
economizar tempo e reduzir os custos de manutenção, evitando a interrupção 
completa de uma linha de produção. 
Com o uso da IoT, é possível coletar dados em tempo real sobre o desempenho 
do motor, como temperatura, vibração, corrente elétrica. Esses dados são 
transmitidos para um sistema centralizado, onde algoritmos de análise podem 
processá-los e identificar possíveis falhas ou anomalias. 
Ao detectar problemas em estágios iniciais, a manutenção preventiva pode ser 
realizada antes que ocorra uma falha catastrófica no motor. Isso evita interrupções 
inesperadas na produção, reduz o tempo de parada e minimiza os custos associados 
à manutenção corretiva emergencial. 
35 
 
O monitoramento contínuo dos motores de indução trifásicos por meio da IoT 
oferece benefícios significativos, como a identificação de padrões de uso, a previsão 
de falhas e a programação eficiente das intervenções de manutenção. Além disso, a 
análise dos dados coletados permite a otimização do desempenho do motor, 
contribuindo para uma operação mais eficiente e econômica. 
 
2.2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.2.1. HARDWARE 
 
Será desenvolvido um dispositivo utilizando a tecnologia IoT para monitorar em 
tempo real os sinais de temperatura, vibração e corrente elétrica de motores de 
indução trifásicos. Para isso, será utilizado o microcontrolador, que oferece uma 
combinação de baixo custo e alta capacidade de processamento. Na figura 14, é 
repsentado o diagrama de funcionamento do dispositivo criado. 
 
 
Figura 14 - Diagrama de funcionamento do sistema desenvolvido (Autoria 
própria, 2023). 
 
Esse dispositivo irá coletar os dados dos motores e enviá-los para uma 
plataforma na nuvem chamada Ubidots. A comunicação será realizada através do 
protocolo MQTT, permitindo o envio eficiente dos dados coletados para a plataforma. 
36 
 
Dessa forma, os usuários poderão acessar e visualizar os dados do monitoramento 
em tempo real por meio da plataforma na nuvem, facilitando a detecção de qualquer 
anomalia ou tendência preocupante nos motores. 
 
2.2.1.1. MICROCONTROLADOR ESP32 
 
O NodeMCU ESP32, como mostrado na figura 15, foi escolhido como 
microcontrolador para o desenvolvimento do projeto devido a uma série de vantagens 
que oferece. 
 
Figura 15 - Figura real do Microcontrolador ESP32 (Fernandok, 2018). 
 
Essas vantagens incluem: 
Aplicação em diversas situações: O ESP32 é altamente versátil e pode ser 
utilizado em uma ampla variedade de projetos, incluindo monitoramento de motores 
de indução trifásicos, que é o foco do trabalho. 
Capacidade de processamento: O ESP32 possui um poderoso processador 
que oferece um desempenho eficiente para lidar com tarefas de processamento de 
dados complexas em tempo real. 
37 
 
Baixo consumo de energia: O ESP32 é projetado para ser eficiente em 
termos de consumo de energia, permitindo que o dispositivo funcione por períodos 
prolongados sem a necessidade frequente de recarga ou substituição de baterias. 
Ótimo custo-benefício: O microcontrolador ESP32 apresenta uma excelente 
relação custo-benefício, proporcionando um desempenho e recursos robustos a um 
preço acessível. 
Quantidade de pinos GPIO: O ESP32 possui uma grande quantidade de pinos 
GPIO (General-Purpose Input/Output), o que permite uma maior flexibilidade na 
conexão e controle de dispositivos externos, como sensores e atuadores. 
Conectividade Bluetooth e WiFi integrados: O ESP32 possui conectividade 
Bluetooth e WiFi embutidos na mesma placa, o que facilita a comunicação e 
integração com outros dispositivos e redes. 
Sensor de temperatura embutido: O ESP32 possui um sensor de 
temperatura integrado, que auxilia no controle e monitoramento da temperatura de 
operação do próprio microcontrolador. 
Essas vantagens tornam o NodeMCU ESP32 uma escolha ideal para projetos 
de IoT, oferecendo uma combinação de recursos, conectividade e eficiência 
energética, obtendo assim os dados em tempo real com alta confiabilidade. 
Um comparativo entre os outros microcontrolados, como mostrado na figura 16: 
 
 
Figura 16 - Comparativo entre ESP32, ESP8266 e Arduino R3 (Series 
Datasheet v3.7 – 2021). 
38 
 
2.2.1.2. ACELERÔMETRO MPU6050 
 
O MPU6050 é um sensor de movimento de 6 eixos que combina um 
acelerômetro de 3 eixos e um giroscópio de 3 eixos em um único chip. Embora não 
seja especificamente projetado para monitorar motores elétricos trifásicos, ele pode 
ser utilizado para obter informações sobre a vibração e movimento desses motores. 
Na figura 17, é mostrado o MPU6050. 
 
Figura 17 - Figura real do acelerômetro MPU6050 (Vida de Silício, 2022). 
 
Ao acoplar o MPU6050 a um motor elétrico trifásico, é possível monitorar as 
vibrações e oscilações do motor durante o seu funcionamento. O acelerômetro 
detectará as variações de aceleração em diferentes direções, enquanto o giroscópio 
medirá a taxa de rotação do motor. Esses dados podem ser úteis para detectar 
vibrações excessivas, desequilíbrios ou problemas de funcionamento nos motores. 
O MPU6050 é um sensor que além acelerômetro e giroscópio ele é um 
conversor analógico-digital de alta resolução em um único chip. Ele fornece dados 
digitais de medição em várias faixas configuráveis, como mostrado na figura abaixo. 
A comunicação com o sensor pode ser feita por meio dos protocolos I2C ou SPI, sendo 
que neste projeto utilizaremos a comunicação I2C. Que posteriormente vamos falar 
sobre esse protocolo. Além disso, o MPU6050 também possui um sensor de 
39 
 
temperatura integrado, permitindo medições na faixa de -40 a 85 graus Celsius. Na 
figura 18 é mostrado as suas especificações. 
 
Figura 18 - Especificações do acelerômetro MPU6050 (Datasheet RM-MPU-
6000A-00-2013). 
 
2.2.1.3. SENSOR DE TEMPERATURA IR MLX 90614 
 
O sensor de infravermelho IR MLX90614 como mostrado na figura 19, é um 
componente que permite medir a temperaturade objetos sem contato físico. Ele utiliza 
tecnologia de infravermelho para detectar a radiação térmica emitida pelos objetos e 
converte essa informação em uma leitura de temperatura. 
 
 
Figura 19 - Figura real do sensor de temperatura IR MLX90614 (Smart 
Kits, 2023). 
 
40 
 
O MLX90614 possui um design compacto e inclui um termopilha infravermelho 
e um circuito de processamento integrados em um único chip. Ele possui uma faixa 
de medição de temperatura ampla e é capaz de fornecer leituras precisas. Além disso, 
o sensor possui interface de comunicação I2C, o que facilita sua integração com 
outros dispositivos. Com todas essas características, o MLX90614 é amplamente 
utilizado em aplicações de monitoramento de temperatura em motores elétricos 
trifásicos, permitindo uma medição confiável e precisa sem a necessidade de contato 
físico com o objeto a ser mensurado, no caso, o motor. Na figura 20 é mostrado suas 
especificações. 
 
Figura 20 - Especificações do sensor de temperatura IR MLX90614 
(Datasheet for MLX90614 – 2019) 
 
2.2.1.4. SENSOR DE CORRENTE SCT-013 
 
O SCT-013 é um sensor de corrente não invasivo que permite medir corrente 
alternada (AC) sem a necessidade de interromper ou cortar o circuito elétrico. Ele é 
amplamente utilizado em aplicações de monitoramento de corrente em sistemas de 
energia, incluindo motores elétricos trifásicos. Como mostrado na figura 21. 
 
Figura 21 - Figura real do sensor de corrente SCT-013 (Maker Hero, 
2023). 
41 
 
 
O SCT-013 utiliza o princípio de transformador de corrente, onde o condutor 
que transporta a corrente é passado através do sensor sem que haja qualquer contato 
físico direto. O sensor possui um enrolamento primário e um enrolamento secundário, 
e a corrente medida no enrolamento primário é transformada proporcionalmente em 
uma corrente menor no enrolamento secundário. A relação de transformação é 
especificada pelo sensor, permitindo que a corrente seja medida de forma precisa. O 
SCT-013 possui uma saída analógica que pode ser conectada a um microcontrolador 
ou outro dispositivo de leitura para processamento dos dados. Ele é uma solução 
conveniente e segura para monitorar corrente em sistemas elétricos, proporcionando 
informações valiosas sobre o desempenho e o consumo de energia de motores 
elétricos trifásicos. Na figura 22, mostra-se suas especificações. 
 
 
Figura 22 - Especificações do sensor de corrente SCT-013. (Datasheet 
SCT-013 YHDC– 2015). 
 
2.2.2. COMUNICAÇÃO 
 
A implementação prática do projeto teve início com a configuração das 
interfaces de entrada e saída do ESP32, bem como a definição dos padrões de 
comunicação a serem utilizados. Foi decidido utilizar o protocolo I2C, que é suportado 
pelo microcontrolador, permitindo assim a utilização tanto do sensor de temperatura 
IR MLX90614 quanto do acelerômetro MPU6050. Além disso, optou-se por utilizar o 
protocolo MQTT para estabelecer a comunicação com a plataforma em nuvem 
42 
 
Ubidots. Essas escolhas proporcionam uma integração eficiente e confiável entre os 
dispositivos e a plataforma de nuvem, permitindo o envio dos dados coletados para 
análise e monitoramento remoto. 
No desenvolvimento de uma arquitetura IoT, é essencial estabelecer uma 
estrutura composta por três camadas fundamentais: física, transporte e aplicação. No 
contexto deste projeto, a seguinte arquitetura foi implementada: 
Camada física: A conexão Wi-Fi foi utilizada como base para a camada física, 
permitindo a comunicação sem fio entre os dispositivos envolvidos. 
Camada de transporte: O protocolo TCP foi adotado como meio de transporte 
na camada intermediária, garantindo uma transmissão confiável e orientada à 
conexão dos dados entre os dispositivos. 
Camada de aplicação: Para a camada de aplicação, os protocolos MQTT e 
I2C foram empregados. O MQTT possibilita a troca de mensagens entre os 
dispositivos e a plataforma em nuvem Ubidots, enquanto o I2C é utilizado para a 
comunicação entre o microcontrolador ESP32 e os sensores, como o sensor de 
temperatura IR MLX90614 e o acelerômetro MPU6050. 
Essa arquitetura estabelece uma estrutura sólida e eficiente para o projeto, 
permitindo a coleta, o processamento e o envio dos dados de forma adequada, desde 
a camada física até a aplicação final. 
 
2.2.2.1. WI-FI 
 
No projeto desenvolvido, a conexão Wi-Fi foi adotada como parte fundamental 
da arquitetura IoT. A utilização do Wi-Fi possibilita a conexão sem fio dos dispositivos 
envolvidos, permitindo a troca de dados e a comunicação entre eles. 
Ao utilizar o Wi-Fi como base na camada física, os dispositivos podem se 
conectar a uma rede local ou à Internet, estabelecendo uma conexão estável e 
confiável. Isso viabiliza a transmissão dos dados coletados pelos sensores para a 
plataforma em nuvem, como o Ubidots, por exemplo, onde podem ser armazenados, 
processados e visualizados. 
43 
 
Através da conexão Wi-Fi, o projeto se beneficia da ampla disponibilidade 
dessa tecnologia e da sua capacidade de oferecer conectividade de alta velocidade. 
Isso permite uma transmissão rápida e eficiente dos dados, garantindo uma 
comunicação efetiva entre os dispositivos envolvidos na solução IoT. 
Portanto, o uso do Wi-Fi no projeto contribui para a criação de uma 
infraestrutura robusta e flexível, possibilitando a implementação de funcionalidades 
avançadas e a integração do sistema em um ambiente conectado. 
 
2.2.2.2. I2C 
 
No projeto, o protocolo I2C também foi utilizado como parte da arquitetura IoT. 
O I2C (Inter-Integrated Circuit) é um protocolo de comunicação serial síncrono que 
permite a transferência de dados entre dispositivos eletrônicos. 
O I2C é amplamente utilizado para interconexão de dispositivos em curta 
distância, como sensores, atuadores e microcontroladores. Ele oferece uma forma 
eficiente de comunicação, permitindo que vários dispositivos sejam conectados em 
um barramento compartilhado. 
No caso específico deste projeto, o protocolo I2C foi escolhido como uma das 
camadas de aplicação, sendo utilizado para a comunicação entre o microcontrolador 
ESP32 e os sensores, como o sensor de temperatura IR MLX90614 e o acelerômetro 
MPU6050. 
Através do I2C, é possível estabelecer uma comunicação bidirecional entre o 
microcontrolador e os sensores, possibilitando a leitura dos dados de temperatura e 
movimento fornecidos pelos sensores. Esses dados são essenciais para o 
monitoramento e controle dos motores elétricos trifásicos. 
Portanto, a utilização do protocolo I2C no projeto permite uma integração 
eficiente e confiável dos sensores com o microcontrolador, facilitando a obtenção dos 
dados necessários para a operação e análise dos motores elétricos. 
 
 
44 
 
2.2.2.3. MQTT 
 
No projeto em questão, o protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry 
Transport) também foi empregado como parte da arquitetura IoT. O MQTT é um 
protocolo de mensagens leve e eficiente, projetado para comunicações entre 
dispositivos de IoT. 
O MQTT é amplamente utilizado devido à sua capacidade de suportar a troca 
de informações em redes com recursos limitados, como dispositivos de baixa potência 
e largura de banda restrita. Ele segue um modelo de publicação e assinatura, onde os 
dispositivos se comunicam através de um intermediário chamado broker. 
No contexto deste projeto, o protocolo MQTT foi escolhido como parte da 
camada de aplicação da arquitetura IoT. Ele foi utilizado para estabelecer a 
comunicação entre o ESP32 e a plataforma de nuvem Ubidots, onde os dados 
coletados pelos sensores são enviados para monitoramento e análise. 
Através do MQTT, o ESP32 atua como um publicador, enviando as leituras dos 
sensores, como temperatura e movimento dos motores elétricos, para o broker MQTT. 
Em seguida, a plataforma de nuvem Ubidots atua como um assinante, recebendo e 
processando essas informações para exibição e tomada de decisões. 
A escolhado MQTT no projeto se deve à sua eficiência em termos de uso de 
recursos, baixo consumo de energia e suporte a recursos de segurança, como 
autenticação e criptografia. Isso permite uma comunicação confiável e escalável entre 
o ESP32 e a plataforma de nuvem, garantindo a integridade e privacidade dos dados 
transmitidos. 
Em resumo, o uso do protocolo MQTT no projeto possibilita uma comunicação 
eficiente e confiável entre o microcontrolador ESP32 e a plataforma de nuvem, 
facilitando o monitoramento e controle dos motores elétricos trifásicos em tempo real. 
 
 
 
45 
 
2.2.2.3.1. NÍVEIS DE SEGURANÇA DO MQTT 
 
O protocolo MQTT oferece recursos de segurança para garantir a confiabilidade 
e a integridade das comunicações entre os dispositivos IoT e o broker MQTT. Além 
disso, o QoS (Quality of Service) do MQTT também desempenha um papel importante 
na segurança da transmissão de mensagens. 
O QoS no MQTT define o nível de garantia de entrega das mensagens entre o 
publicador e o assinante. Existem três níveis de QoS disponíveis: 
QoS 0 (At most once): Nesse nível, a mensagem é entregue uma vez, sem 
qualquer confirmação ou garantia. Ela é enviada pelo publicador e não é feita 
nenhuma verificação de recebimento pelo assinante. Isso significa que a mensagem 
pode ser perdida ou não chegar ao destinatário. 
QoS 1 (At least once): Nesse nível, a mensagem é entregue pelo menos uma 
vez ao assinante. O publicador envia a mensagem e aguarda uma confirmação de 
recebimento do broker MQTT. Se a confirmação não for recebida, o broker 
retransmitirá a mensagem até que seja entregue com sucesso. Isso garante que a 
mensagem seja recebida pelo menos uma vez, mas pode resultar em duplicação da 
mensagem em caso de falhas de comunicação. 
QoS 2 (Exactly once): Nesse nível, a mensagem é entregue exatamente uma 
vez ao assinante. O publicador envia a mensagem e aguarda uma confirmação de 
recebimento do broker MQTT. O broker mantém um registro das mensagens enviadas 
e confirmações recebidas para garantir que a mensagem seja entregue uma única 
vez. Esse é o nível mais seguro e garante que não haja duplicação nem perda de 
mensagens. 
A escolha do nível de QoS depende dos requisitos de segurança e 
confiabilidade do sistema. Para aplicações em que a entrega de cada mensagem é 
crítica, o QoS 2 é a opção mais adequada. No entanto, é importante considerar que 
níveis de QoS mais altos podem exigir maior sobrecarga de comunicação e tempo de 
processamento. 
 
46 
 
2.2.2.3.2. MQTT NA PLATAFORMA UBIDOTS 
 
A plataforma Ubidots oferece sua própria biblioteca de desenvolvimento 
integrado (IDE) e um broker personalizado, tornando mais fácil a programação de 
microcontroladores e a comunicação entre as interfaces e a plataforma. Ao utilizar a 
plataforma Ubidots, é necessário registrar um novo dispositivo para enviar os dados 
coletados. Isso permite configurar e gerenciar as informações provenientes desse 
dispositivo de forma personalizada na plataforma. A biblioteca IDE da Ubidots 
simplifica a programação dos microcontroladores, fornecendo recursos e funções 
específicas para interagir com a plataforma. Isso simplifica o processo de envio de 
dados, permitindo que os desenvolvedores se concentrem na criação de seus projetos 
IoT. O broker próprio da Ubidots garante uma comunicação confiável e segura entre 
as interfaces e a plataforma, atuando como um intermediário para garantir que os 
dados enviados pelos dispositivos sejam entregues corretamente. Em resumo, a 
plataforma Ubidots facilita a programação dos microcontroladores, a comunicação 
entre as interfaces e a plataforma, e o envio personalizado de dados através do 
cadastro de novos dispositivos. 
Para receber os dados via MQTT, é necessário acessar o dispositivo 
previamente criado. Os valores do ID do dispositivo e do token devem ser inseridos. 
Além do mais a parte de configuração de Wi-Fi, como também a definição padrão da 
porta 1883. A Figura 23 mostra uma tela do Ubidots em que se configura a 
identificação do ESP32, bem como o token (chave de acesso). 
 
Figura 23 - Parâmetros essenciais para a parte de comunicação entre o 
microcontrolador e a plataforma Ubidots (Autoria própria, 2023). 
47 
 
A figura 24 mostra a parte da programação que envolve a comunicação do 
de dados via protocolo MQTT. 
 
 
Figura 24 - Configuração definida no código de comunicação MQTT 
(Autoria própria, 2023). 
 
2.2.3. UBIDOTS 
 
Depois de fazer criar o dispositivo e configurar a comunicação, devemos criar 
nossos Widgets. Entretanto devemos criar nossas variáveis primeiramente, indo na 
janela Devices>Devices e clicar no seu dispositivo criado, podemos adicionar nossas 
variáveis, tendo vista que as mesmas devem possuir o mesmo nome das variáveis 
definidas no código desenvolvido. Por exemplo na Figura 25, temos uma variável de 
um dos eixos do sensor de vibração, rmsx. 
48 
 
 
Figura 25 - Variável exemplo criada em Devices (Autoria própria, 2023). 
 
Na figura 26, é demonstrado a definição do eixo de leitura do eixo X. 
 
 
Figura 26 - Definição da variável de leitura rmsx no código (Autoria 
própria). 
 
O dispositivo Ubidots é uma representação virtual de uma fonte de dados, que 
coleta informações de sensores e as transmite para a nuvem Ubidots por meio de um 
protocolo de conexão. Essa representação pode ser adaptada de acordo com as 
necessidades específicas. 
Os painéis são interfaces de usuário onde os dados podem ser visualizados de 
forma intuitiva, por meio de widgets que permitem compreender as informações 
monitoradas em tempo real. Podendo ser criado facilmente, na janela Dashboard 
Ubidots. Na figura 27, mostra o início da criação do novo painel. 
49 
 
 
Figura 27 - Adição de novo Widget na janela Dashboard (Autoria própria, 
2023). 
 
 
Na figura 28, é feita a escolha do tipo de painel, a escolha deve ser feita 
conforme ao tipo de variável analisada. 
 
Figura 28 - Seleção do tipo de widget (Autoria própria, 2023). 
 
 
50 
 
Figura 29, faz atribuição de variável em um dispositivo criado. 
 
 
Figura 29 - Atribuição de variável (Autoria própria, 2023). 
 
Na figura 30, mostra a escolha do dispositivo criado, para posteriormente na 
Figura 31, selecionar a variável criada em Devices. 
 
 
Figura 30 - Seleção do dispositivo criado (Autoria própria, 2023). 
 
51 
 
 
Figura 31 - Definição da variável a ser exibida (Autoria própria, 2023). 
 
Na Figura 32, mostra a parte de agregação de valores, limites de tempo de 
exibição e personificação do widget escolhido, como nome, fonte, cores lógicas, 
valores máximos e mínimos de exibição e etc. 
 
52 
 
 
Figura 32 - Configuração de exibição e aparência (Autoria própria, 2023). 
 
Por fim, a Figura 33 mostra o widget criado, podendo ser feito o mesmo para 
as demais variáveis a serem analisadas. 
 
Figura 33 - Widget criado (Autoria própria, 2023). 
53 
 
2.2.3.1. EVENTOS DE ALERTA 
 
A plataforma Ubidots permite configurar eventos de alerta para notificar os 
usuários quando determinadas condições são atendidas. Esses eventos podem ser 
definidos com base em valores de sensores, limites predefinidos, mudanças abruptas 
nos dados, entre outros critérios 
Quando um evento de alerta é acionado, a plataforma Ubidots pode enviar 
notificações para os usuários por meio de e-mails, mensagens de texto (SMS) ou 
integrações com outros aplicativos e serviços, como o envio de notificações para 
dispositivos móveis. Isso permite que os usuários estejam sempre informados sobre 
condições anormais ou críticas dos dados monitorados. 
Para isso devemos ir na parte Events, como mencionado na Figura 34. 
 
Figura 34 - Aba de criação de um novo evento (Autoria própria, 2023). 
 
Na figura 35 mostra o botão de clique para a adição de novo evento. 
 
Figura 35 - Criação de um novo evento (Autoria própria, 2023). 
54 
 
Na Figura 36, são apresentadasas configurações da variável a ser analisada, 
incluindo a definição da condição e o limite máximo para essa variável. Além disso, é 
possível configurar o tempo de ocorrência de irregularidades antes de enviar a 
mensagem correspondente. Essa configuração permite ajustar o tempo necessário 
para que a condição seja cumprida antes do envio da mensagem. 
 
 
Figura 36 - Configuração do evento (Autoria própria, 2023). 
 
Em seguida, na seção Actions, é possível selecionar o meio pelo qual a 
mensagem será enviada. Como mostrado na Figura 37. 
 
 
Figura 37 - Escolha do meio de alerta (Autoria própria, 2023). 
 
55 
 
Na Figura 38, são configurados o e-mail e a mensagem de alerta a ser exibida 
no mesmo, bem como a repetição de envio caso a condição continue sendo 
verdadeira. 
 
Figura 38 - Escolha do e-mail de alerta e configuração de repetitividade 
(Autoria própria, 2023). 
 
2.2.4. SOFTWARE 
 
Para programar o ESP32, utilizou-se a plataforma Arduino IDE versão 2.1.0, 
que é escrita em linguagem C++. No entanto, algumas configurações são necessárias 
para executar o código no ESP32 nesse ambiente. 
Para iniciar, abra a Arduino IDE e vá em "Arquivo" > "Preferências". Em 
seguida, adicione o seguinte link no campo "URLs adicionais de Gerenciadores de 
Placas": https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json. A Figura 39 ilustra 
esse processo: 
56 
 
 
Figura 39 - Alocação URLs adicionais de gerenciadores de placas (Autoria 
própria, 2023). 
 
Em seguida, clique em "OK" para retornar à tela inicial e selecione 
"Ferramentas" > "Placa" > "Gerenciador de Placas". No Gerenciador de Placas, 
pesquise e instale a placa ESP32 desenvolvida pela Espressif Systems. Como 
mostrado na figura 40. 
 
Figura 40 - Placa ESP32 desenvolvida pela Espressif Systems (Autoria 
própria, 2023). 
57 
 
Por fim, selecione a placa ESP32 correta em "Ferramentas" > "Placa" e escolha 
a porta COM correspondente à qual o dispositivo está conectado. Na figura 41 mostra-
se o processo de escolha. 
 
Figura 41 - Escolha da placa e porta COM (Autoria própria, 2023). 
 
2.2.4.1. BIBLIOTECAS UTILIZADAS 
 
Durante o desenvolvimento da programação, a utilização de bibliotecas já 
existentes para os sensores e comunicações, o que tornou o código mais simples e 
organizado. 
#include <EmonLib.h> //biblioteca SCT-013 - sensor de corrente elétrica 
#include <Wire.h> //biblioteca comunicação I2C 
#include <Adafruit_MLX90614.h> //biblioteca sensor de temperatura 
#include <Adafruit_MPU6050.h> //biblioteca acelerômetro 
#include <Adafruit_Sensor.h> //biblioteca necessário para todas as 
bibliotecas baseadas em Adafruit 
#include <Arduino.h> //biblioteca arduino 
#include <SimpleDHT.h> //biblioteca referente ao DHT22 
58 
 
#include "MQTT_Client.h" //arquivo com as funções de mqtt 
#include <WiFi.h> //biblioteca Wi-FI 
#include <PubSubClient.h> //Biblioteca para as publicações via mqtt 
 
 
 
Em seguida, definição de conexão da rede via MQTT para a plataforma Ubidots 
e variáveis utilizadas. 
#define WIFISSID "..: WN FIBRA :.. William" //Wi-Fi para conectar 
#define PASSWORD "12121213" 
#define TOKEN "BBFF-KsaGihP01HeZtu1sH6lUdX35U4ZUcQ" //Coloque seu TOKEN do 
Ubidots aqui 
#define VARIABLE_LABEL_TEMPERATURE "temperature" //Label referente a 
variável de temperatura criada no ubidots 
#define VARIABLE_LABEL_TEMPA "tempa" //Atribuindo variável para leitura 
da temperatura ambiente 
#define VARIABLE_LABEL_TEMPM "tempm" //Atribuindo variável para leitura 
da temperatura 
#define VARIABLE_LABEL_RMSX "rmsX" //Atribuindo variável para leitura da 
vibração eixo X 
#define VARIABLE_LABEL_RMSY "rmsY" //Atribuindo variável para leitura da 
vibração eixo Y 
#define VARIABLE_LABEL_RMSZ "rmsZ" //Atribuindo variável para leitura da 
vibração eixo Z 
#define VARIABLE_LABEL_RMSZ "irms" //Atribuindo variável para leitura da 
corrente do motor 
#define VARIABLE_LABEL_HUMIDITY "humidity" //Label referente a variável de 
umidade criada no ubidots 
#define DEVICE_ID "64666d235a649d000ea68251" //ID do dispositivo (Device 
id, também chamado de client name) 
#define SERVER "things.ubidots.com" //Servidor do Ubidots (broker) 
 
//Porta padrão 
#define PORT 1883 
 
//Tópico aonde serão feitos os publish 
#define TOPIC "/v1.6/devices/esp32" 
 
 
2.2.4.2. SETUP 
 
A função setup é responsável por inicializar as estruturas do código que devem 
ser executadas apenas uma vez, após cada inicialização ou reinicialização da placa. 
Nessa função, são realizadas as configurações iniciais, como a inicialização da 
comunicação de variáveis, a conexão com a internet e a utilização das bibliotecas. 
Como também a definição de calibração dos sensores. Código completo nos 
Apêndices A e B no final do trabalho. 
void setup(void) { 
 Serial.begin(115200); //Para debug, iniciamos a comunicação serial com 
115200 bps 
 Serial.println("Setting up mqtt..."); 
59 
 
 
 //Inicializa mqtt (conecta o esp com o wifi, configura e conecta com o 
servidor da ubidots) 
 if (!mqttInit()) { 
 delay(3000); 
 //showDisplay(0, "Failed!", false); // RETIRADO SILAS 
 Serial.println("Failed!"); 
 //ESP.restart(); // RETIRADO SILAS 
 } 
 //showDisplay(0, "OK", false); 
 Serial.println("OK"); 
 pinMode(12, OUTPUT); //MQTT conectado 
 pinMode(27, OUTPUT); //MQTT desconectado 
 
 //Inicia Wi-Fi com o SSID e a senha 
 WiFi.begin(WIFISSID, PASSWORD); 
 Serial.println(); 
 Serial.print("Aguarde por Wi-Fi..."); 
 
 while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { 
 Serial.print("."); 
 digitalWrite(27, HIGH); 
 delay(5); } 
 
 Serial.println(""); 
 Serial.println("Wi-Fi Conectado"); 
 Serial.println("IP address: "); 
 Serial.println(WiFi.localIP()); 
 client.setServer(mqttBroker, 1883); //Porta padrão 
 client.setCallback(callback); 
 
 mlx.begin(); //Inicializa a comunicação de 
temperatura 
 emon1.current(ADC_INPUT, 90.9091); // Inicializa a comunicação do sensor 
de corrente: Calibração = (Relação de Tranformação/Resistor de Carga) => 
2000/22 => Calibração = 90.9091. 
 mpu.begin(); //Inicializa a comunicação e 
configura o sensor de vibração 
 
 //Configurando faixa de medição do acelerômetro para ±4g 
 mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_4_G); 
 Serial.print("Faixa do acelerômetro definida para: "); 
 switch (mpu.getAccelerometerRange()) { 
 case MPU6050_RANGE_4_G: 
 Serial.println("+-4G"); 
 break; 
 } 
 
 //Configurando faixa de medição do giroscópio para 500º 
 mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_500_DEG); 
 Serial.print("Alcance do giroscópio definido para: "); 
 switch (mpu.getGyroRange()) { 
 case MPU6050_RANGE_500_DEG: 
 Serial.println("+- 500 deg/s"); 
 break; 
 } 
 
 //Configurando o filtro passa-baixa do acelerômetro 
 mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ); 
 Serial.print("Largura de banda do filtro definida para: "); 
 switch (mpu.getFilterBandwidth()) { 
60 
 
 case MPU6050_BAND_21_HZ: 
 Serial.println("21 Hz"); 
 break; 
 } 
 Serial.println(""); 
 
 delay(5); 
 
2.2.4.3. LOOP 
 
A última etapa da programação envolveu o desenvolvimento da função loop, 
que é a estrutura de código que se repete até que o dispositivo seja desligado ou 
resetado. O seu funcionamento ocorre da seguinte maneira: 
- Definição das variáveis locais. 
- Medição da temperatura ambiente e do estator do motor de indução. 
- Medição e cálculo da corrente elétrica. 
- Medição da aceleração em cada eixo X, Y e Z em m/s². 
- Cálculo da média das acelerações. 
- Realização de novas medições de aceleração, agora considerando a média 
anteriormente calculada. 
- Cálculo da média RMS da vibração em cada eixo. 
- Publicação dos dados na nuvem Ubidots. 
void loop() { 
 
 //zerando todas variáveis 
 float tempa = 0;