MICROCONTROLADORES PARA MONITORAMENTO DE CORRENTE ELÉTRICA

Ronald Reis Ribeiro; Wilsterman Souza Silva; WELDON CARLOS ELIAS TEIXEIRA

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Trabalho

Título do Trabalho

MICROCONTROLADORES PARA MONITORAMENTO DE CORRENTE ELÉTRICA

Autores

Ronald Reis Ribeiro
Wilsterman Souza Silva
WELDON CARLOS ELIAS TEIXEIRA

Modalidade

Resumo

Área temática

CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS

Data de Publicação

16/01/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/viimaipe2024/974469-microcontroladores-para-monitoramento-de-corrente-eletrica

ISBN

978-65-272-1119-8

Palavras-Chave

Sensor de corrente; microcontroladores; proteção de sistemas elétricos

Resumo

O uso de microcontroladores para monitorar correntes elétricas é essencial na automação industrial e residencial, visando a eficiência energética e segurança de instalações, equipamentos e usuários. Falhas nas instalações, causadas por erros operacionais, sobrecargas e condições climáticas, podem ser evitadas com o monitoramento da corrente elétrica e intervenção adequada. Entretanto, como os microcontroladores não podem medir a corrente diretamente, é necessário o realizar o condicionamento do sinal. Monitorar correntes elétricas de forma contínua era inviável devido aos custos elevados. Com o Arduino, essa aplicação se torna acessível e eficiente. Essa tecnologia permite analisar o equilíbrio entre as fases (circuitos bifásicos e trifásicos) em instalações elétricas, gerar alarmes automáticos e indicar a redistribuição de cargas. Além disso, é possível monitorar circuitos individuais para detectar problemas como conexões indevidas, furtos de energia e sobrecargas. De acordo com a programação realizada no Arduino, também permite registrar falhas e surtos de energia (data e hora), auxiliando em processos legais contra concessionárias. Este estudo objetiva desenvolver um sistema de monitoramento de corrente elétrica utilizando a plataforma Arduino e o sensor toroidal SCT-013, que permite medir correntes alternadas (CA) sem contato direto com o circuito, baseando-se nas leis de Ampère e Faraday. O projeto incluiu a simulação de subsistemas no software Tinkercad, testes de condicionamento de sinal e acionamento de uma contatora trifásica para ligar e desligar cargas elétricas trifásicas. A integração desses subsistemas foi feita para a detecção de sobrecarga e monitoramento da corrente. Os testes práticos foram realizados em um circuito trifásico que alimenta um motor de indução trifásico (MIT), controlado por um microcontrolador que aciona um relé através de um drive com transistor bipolar (TBJ) e resistor conectado à sua base. O circuito de comando utiliza uma contatora trifásica de 220 V. A programação no Arduino permite obter a corrente quase instantaneamente e processar seus valores obtidos através de um conversor analógico-digital (A/D) para detectar situações de sobrecorrente. O sensor SCT-013 foi utilizado para medir a corrente CA retificada por um diodo, que gera uma tensão entre 0 e 5 V adequada para ser medida por um microcontrolador Arduino. Surtos de corrente podem causar tensões elevadas no secundário do sensor de corrente, assim foi utilizado um diodo zener de 10 V para proteger o circuito contra picos de tensão. Para simular uma sobrecarga, resistores de alta potência foram conectados a uma das fases. O programa em C++ armazena em um array inúmeros valores de medição da corrente e identifica a corrente máxima armazenada, caso ela ultrapasse o valor máximo permitido (sobrecorrente), o Arduino envia um comando para desligar o MIT através da contatora trifásica. Os resultados indicam sucesso no condicionamento do sinal de corrente para obter tensões adequadas e proporcionais para serem medidas com o Arduino. As simulações na plataforma virtual Tinkercad e os experimentos práticos no laboratório de Eletrotécnica demonstram a funcionalidade desta solução que agrega o uso do microcontrolador Arduino, e de um algoritmo funcional para monitorar as correntes elétricas, assim, podendo ser aplicado em ambientes em residências e em indústria.

Título do Evento: VII MAIPE - Mostra Acadêmica de Inovação, Pesquisa e Extensão do Campus Marabá Industrial
Cidade do Evento: Marabá
Título dos Anais do Evento: Anais do VII MAIPE: Mostra Acadêmica de Inovação, Pesquisa e Extensão do Campus Marabá Industrial
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

RIBEIRO, Ronald Reis; SILVA, Wilsterman Souza; TEIXEIRA, WELDON CARLOS ELIAS. MICROCONTROLADORES PARA MONITORAMENTO DE CORRENTE ELÉTRICA.. In: Anais do VII MAIPE: Mostra Acadêmica de Inovação, Pesquisa e Extensão do Campus Marabá Industrial. Anais...Marabá(PA) IFPA Campus Marabá Industrial, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/viimaipe2024/974469-MICROCONTROLADORES-PARA-MONITORAMENTO-DE-CORRENTE-ELETRICA. Acesso em: 21/06/2025