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INSTITUTO FEDERAL DO MARANHÃO – CAMPUS COELHO NETO CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL EDITAL PRPGI Nº 04/2019 – PIBIC ENSINO MÉDIO 2019/2020 - Edital de Inovação Automação Predial aplicada a um setor do IFMA Campus Coelho Neto Coelho Neto- MA 2020 Bolsistas: Tássio Lucas Vitor da Silva Miguel Silva do Nascimento Filho Tainara de Freitas Ferreira Automação Predial aplicada a um setor do IFMA Campus Coelho Neto Relatório parcial referente as atividades do Projeto de automação predial aplicada a um setor do IFMA campus Coelho Neto aprovado no EDITAL PRPGI Nº 04/2019 - PIBIC ENSINO MÉDIO 2019/2020 - Edital de Inovação do IFMA – Campus Coelho Neto. Coordenador: Prof. Gielson Vitor Oliveira Veras Coelho Neto- MA 2020 Sumário RESUMO 4 1. INTRODUÇÃO 5 2. OBJETIVOS 5 3. METODOLOGIA DETALHADA 6 4. ETAPAS REALIZADAS 6 4.1. Meta 1 - Pesquisa bibliográfica acerca da Automação Predial 6 4.2. Meta 2 – Escolha do setor e análise do consumo energético 7 4.3. Meta 3 – Projeto e instalação do sistema de automação predial 8 5. ETAPAS A SEREM REALIZADAS 9 6. RESULTADOS 9 7. DISCUSSÃO 9 8. REFERÊNCIAS ATUALIZADAS 11 RESUMO Este relatório parcial com referência ao projeto de automação predial relacionado as atividades até a metade de sua vigência (Agosto de 2019 a Fevereiro de 2020) . Nesta etapa foram estudados projetos semelhantes, discutido sua metodologia e realizadas apresentações de seminários referentes ao assunto estudado. Um dos grandes desafios no curso técnico em Automação Industrial é associar a teoria em aplicações práticas. Esse projeto visa uma ideia de protótipo educacional, utilizando o conceito da automação predial / residencial para controlar o consumo de energia elétrica nas instalações do prédio do Instituto Federal, Campus Coelho Neto- MA, tais como a iluminação e o consumo dos aparelhos de ar-condicionados, dessa maneira seu acionamento ( iluminação e ar-condicionados) será otimizado através de sensores como: sensor de presença e sensor RTC( data e hora), e seu funcionamento será através do microcontrolador arduino. O projeto será realizado de modo que contém uma comparação dos cargos elétricos antes e após a instalação do protótipo, sendo os dados recolhidos com o equipamento Mult-k II00, dessa maneira será apresentado à eficiência desse projeto e o retorno em gastos com energia consumida pela instituição.·. 1. INTRODUÇÃO Controlar o consumo de energia elétrica é um assunto que os gestores e concessionários elétricos demonstram preocupação, pois o aumento nos últimos anos é alto, além do impacto ambiental traz para o futuro do país. Os gastos nos setores públicos, privados e residenciais é cada vez mais evidente, pois é constante o aumento de taxas cobradas pelas concessionárias de energia elétrica. Pode não parecer grande coisa, mas quando isso se torna um hábito, pode aumentar de forma considerável sua conta de energia. Faz uma grande diferença no valor da conta de luz você ter o hábito de espigar aparelhos e lâmpadas que não estão em uso (elysia energia solar, 2018). Ou seja, controlar o consumo de forma consciente é fundamental para os dias atuais. A tecnologia surge como uma ferramenta para controlar e otimizar o consumo de energia associada ao seu equipamento de alta precisão. A automação predial/ Residencial torna capaz de manter o controle automático sobre energia elétrica de residências, prédios, tais como: aparelhos de ar-condicionados, lâmpadas, tomadas, sem a necessidade de passar pela conscientização dos consumidores. O sistema de automação predial é o conjunto integrado de várias ferramentas tecnológicas – computadores, softwares, instrumentos controladores – capazes de melhorar a eficiência das instalações e controlar vários componentes dentro da estrutura de um edifício, como alarmes de aquecimento, ventilação, ar condicionado e segurança (automação predial x automação residencial, 2018). São utilizados sensores de presença, RTC que é baseado em data e horário, cujo se houver ou não pessoa nos locais, irá determinar e controlar através da ferramenta arduino. Devido a necessidade de controlar as cargas elétricas no instituto a automação predial é um sistema integrado instalado no local, muitos projetos são desenvolvidos nessa área para o controle dos seus respectivos objetivos, assim como nesse trabalho, utilizando das ferramentas disponíveis no laboratório da instituição. 1. OBJETIVOS Desenvolver um projeto com intuito de otimizar o consumo de energia elétrica em um setor do prédio do Instituto Federal do Maranhão( Campus Coelho Neto). O objetivo desse relatório é demonstrar todas as atividades desenvolvidas até o mês de fevereiro desse projeto visando alcançar o objetivo principal relatado acima. 1. METODOLOGIA DETALHADA A metodologia para o desenvolvimento desse projeto deu início por metas estabelecidas durante o processo, que podemos destacar ao levantamento de estudos bibliográficos que foi apresentado e discutido entre os membros, logo em seguida a escolha do setor para ser aplicado o protótipo, a seguir será demonstrado toda a metodologia detalhada durante o projeto. 1. ETAPAS REALIZADAS Foram realizadas até o presente momento três metas do projeto. A seguir será explicado o modo como cada uma foi feita pela equipe: Meta 1 - Pesquisa bibliográfica acerca da Automação Predial Nesta etapa cada aluno teria que fazer pesquisas sobre artigos relacionados à automação predial/ residencial e fazer um resumo para apresentar em forma de seminário ao orientador. Foram apresentados os seguintes: O trabalho sobre (Automação Residencial e Predial e a Internet das Coisas), trata-se da automação residencial e a internet das coisas, passando pela transformação na forma de interagir do público com a internet hoje em dia. Essa inteligência artificial traz consigo vantagens e benefícios em relação ao conforto, praticidade, segurança e confiabilidade. No trabalho sobre (Desenvolvimento de um protótipo de automação predial/residencial utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica arduino) apresenta uma ideia de protótipo educacional, utilizando o conceito da automação predial/residencial para controle de variáveis, tais como: temperatura, luminosidade, segurança, em uma maquete de escritórios /residência através do uso de sensores e atuadores. Foi utilizada a plataforma de prototipagem arduino, para o acionamento, controle e monitoramento das variáveis, através do uso de sensores como o LM35 ( sensor de temperatura) e o LDR( sensor de luminosidade) e de atuadores como coolers, dissipadores de calor, lâmpadas , entre outro. O protótipo apresentou excelentes resultados. O outro trabalho (Automação Residencial) apresenta os principais aspectos da automação residencial, entre eles os elementos básicos, arquiteturas, setores, aplicações e protocolos, pois são aspectos ainda poucos conhecidos e explorados na literatura. Com o artigo rico em informações e conceitos sobre toda a área da automação residencial, o resultado da pesquisa foi atingido que é mostrar a realidade e os conceitos sobre automação residencial. As apresentações não saíram como esperado, então o orientador repassou um TCC de graduação de Raniere Lima graduado em eletrônica elétrica, para que os alunos estudassem e apresentassem. O TCC (Sistema de automação residencial com arduino “Sara”) tinha como objetivo implementar um protótipo de sistema de automação residencial com a plataforma arduino de maneira a simplificar tarefas comuns do dia a dia, oferecendo conforto, acessibilidade, comodidade, além do consumo eficiente de energia elétrica. Além disso, foi desenvolvido um aplicativo Android para smartphones utilizado para executar comandos no sistema à distância. Assa etapa foi concluída, e iniciamos a meta dois. Meta 2 – Escolha do setor e análise do consumo energético Foi pedido aos alunos pelo orientador que estudassem o manual do equipamento Mult- k, que é um multimedidor de grandezas elétricas,o qual será utilizado para realizar as medições, o foco principal é o kWh que é a medida de energia elétrica consumida. Em seguida, foi proposto a escolha do setor com maior consumo de energia elétrica no campus, foi escolhido para ser aplicado o projeto o corredor, e duas salas de aulas e a sala dos professores, então foi instalado o medidor no quadro de iluminação e tomadas como podemos ver na figura : Figura 1- quadro de iluminação e tomadas O medidor passou por fase de teste durante uma semana, e percebeu-se que reagiu bem, estava realizando as medidas, e mostrando o consumo diário. Na instalação do medidor no quadro de ar-condicionados foi feita, mas não foi possível realizar as medições. Meta 3 – Projeto e instalação do sistema de automação predial Essa etapa foi iniciada com a montagem do protótipo, que foi utilizado os seguintes materiais: protoboard, fios de ligação, arduino uno, sensor de presença, relógio em tempo real ( RTC), módulo relé, led e resistor. O sensor de presença DYP-ME003 é um esquipamento capaz de detectar movimentos de objetos que estejam em uma área de até 7 metros. O sensor contém um potenciômetro para ajustar o tempo de espera para estabilização e outro para ajustar a sensibilidade. Sensor RTC DS3231 é um relógio real de alta precisão e baixo consumo de energia. É capaz de fornecer informações como segundos, minutos, dia, data, mês e ano. Módulo Relé 5 V é um componente eletrônico capaz de controlar circuitos externos de grandes correntes a partir de pequenas correntes ou tensões. É utilizado em projetos de automação residencial para controle de lâmpadas, ventiladores e outras saídas que possam ser acionadas através de relé. A montagem foi iniciada mesmo com algumas dificuldades foi concluída. Figura 2- protótipo finalizado Em seguida o orientador repassou aos alunos uma programação e teriam que implementar para que no momento em que estivesse pessoas na sala irá ligar as lâmpadas e os ar -condicionados e no momento em que não estivesse ninguém desligasse, tudo isso conforme o horário programado. Foi realizada a programação o protótipo, e executados de forma correta. O próximo passo é a instalação do sistema no setor proposto. 1. ETAPAS A SEREM REALIZADAS As próximas etapas serão: Meta 3 – Projeto e Instalação do Sistema de Automação Predial Meta 4 – Análise dos Resultados e Criação de Artigo 1. RESULTADOS A implementação da automação predial em um setor do IFMA- campus Coelho Neto, vem avançando. Até o presente momento a equipe já instalou o multimedidor mult K da fabricante Kron, onde ele nos deu a energia consumida no dia a dia de uso das lâmpadas os corredores e salas escolhidas com o valor consumido de 12kwh por dia. Enquanto a medição de consumo em relação à iluminação ocorreu bem, a medição de consumo dos ar-condicionados não foi possível realizar, devido ao fato de que, quando instalado o medidor ( que funciona com uma corrente máxima de 10 A) a medição do consumos deles (ar-condicionados) em Ampére tinha ultrapassado o valor suportado pelo equipamento, chegando a mais 15. Observando que isso poderia ser um problema/risco na rede elétrica do campus e possivelmente danificar o equipamento, resolvemos desconectar o medidor da rede elétrica. Tudo feito com o auxílio do eletricista do campus. 1. DISCUSSÃO O projeto em si não teve muitos problemas até o momento, exceto pelo fato de que o medidor mult K ligado a rede que alimentava os ar-condicionados das salas escolhidas apresentar uma elevada corrente, impedindo a medição de consumo do mesmo. Como forma de resolver o problema, foi pensando em implementar um TC (transformador de corrente) no circuito, mas não foi possível porque o mesmo não foi encontrado/comprado Até o presente momento. Este problema está previsto ser solucionado nas próximas metas do projeto, que é quando, possivelmente, já teremos em mãos o TC para implementarmos no circuito dos ar-condicionados afim de não danificar/comprometer a rede elétrica do campus e nem a integridade do equipamento e pessoas responsáveis pelo mesmo. REFERÊNCIAs ATUALIZADAS automação predial x automação residencial. (2018). Acesso em 26 de fevereiro de 2020, disponível em ibtecnologia: https://www.ibtecnologia.com.br/blog/automacao-predial-x-automacao-residencial conta de luz alta? Conheça 8 sinais de que você consome muita energia. (s.d.). Acesso em 26 de fevereiro de 2020, disponível em elysia: https://www.elysia.com.br/8-sinais-consumo-alto-energia TCC- Automação Residencial-Michael Roveri-2012; <http://www.mariolb.com.br/blog/2013/02/13/tcc_automacao_residencial.html> Automação Predial X Automação Residencial; <https://www.ibtecnologia.com.br/blog/automacao-predial-x-automacao-residencial> Automação Predial: o que é e como funciona?; <http://www.fulltimenegocios.com.br/automacao-predial-como-funciona/> Real Time Clock( RTC) DS3231; <https://www.filipeflop.com/produto/real-time-clock-rtc-ds3231/> Datasheet-Sensor de presença/movimento -PIR; <https://www.arduinolandia.com.br/sensor-de-presenca-movimento-pir> Datasheet- Relé de comando; <https://blogmasterwalkershop.com.br/arduino/como-usar-com-arduino-modulo-rele-5v-1-canal/ 4 image1.jpeg image2.jpeg
