Medidor De Energia Eletrica

esenvolvimento de um medidor inteligente de energia elétrica

marcelo perotoni, Rodrigo Adler Santos

Última alteração: 2012-11-12

RESUMO

Introdução

O conceito de rede inteligente (Smart Grid) vem sendo amplamente discutido como uma maneira de otimizar a rede de transmissão e distribuição de energia elétrica existente. Basicamente, consiste em se agregar inteligência aos sistemas nas concessionárias e usuários de energia elétrica. A implantação de um canal de comunicação bidirecional entre a concessionária e o usuário final, por exemplo, permite que sejam implantados novos serviços, gerando novas fontes de receita para as concessionárias usando a infraestrutura pré-existente.

Uma das aplicações mais atraentes em redes inteligentes consiste em medidores automáticos (AMR ou automated meter reading). Tecnicamente, um sistema AMR pode ser qualquer medidor que apresente inteligência, seja de água, gás ou eletricidade; e que armazene e/ou transmita de alguma forma a informação para a concessionária.

Objetivos

Desenvolver um medidor inteligente de baixo custo microcontrolado de potência elétrica.

Metodologia

O sistema consiste de uma interface elétrica analógica, para aquisição e condicionamento de amostras de tensão e corrente; e um sistema microcontrolado, para efetuar a conversão analógico-digital e computar a potência a partir das respectivas amostras.

A interface analógica (seguindo o chamado método de Woodward) consiste de um divisor resistivo de tensão, que acessa uma amostra da tensão desenvolvida sobre a carga e de um resistor shunt, cuja tensão sobre seus terminais é proporcional à corrente circulante. Posteriomente, ambas amostras passam por um circuito condicionador, baseado em amplificadores operacionais, que limita as amostras entre zero e cinco volts. As amostras então são direcionadas aos pinos de conversão A/D do microcontrolador PIC16F877.

No microcontrolador, há uma rotina que realiza a conversão A/D, bem como o produto de ambas voltagem e corrente, e posteriormente efetua a visualização em um display LCD externo.

O firmware foi implementado inicialmente em Assembly, posteriomente foi utilizado C em função de sua maior facilidade, principalmente para as funções de produto entre dois números reais.

Resultados

O sistema de medição foi testado em bancada, com tensões provenientes de fontes de tensão, em cargas variáveis. A potência visualizada no display do medidor foi corretamente medida, em comparação com o produto da tensão e corrente medidas em multímetros.

Conclusão

Foi implementado um medidor eletrônico de potência