CICS/VS Data Communications Design in

Tendo a finalidade de ser uma ferramenta de fácil uso, foi desenvolvida uma aplicação web utilizando o framework Angular, que utiliza a linguagem JavaScript. Nesta aplicação há a funcionalidade principal de acionamento da carga em que o usuário pode ligar ou desligar a carga que está sendo acionada pela tomada inteligente, tendo a informação do status da carga (Ligado ou Desligado), conforme Figura 13. Além disso, há um sistema de agendamento em que é possível agendar um momento futuro para a carga ser acionada, consoante Figura 14. Isso garante uma maior comodidade para o usuário final que poderá realizar o acionamento da carga via Internet, onde quer que esteja. Esse sistema também conta com gráficos de corrente e de potência da carga acionada em tempo real, fornecendo, de forma intuitiva ao usuário, informações de consumo de energia elétrica e, consequentemente, seu gasto na conta mensal de energia do aparelho controlado. As informações são atualizadas a cada 1 segundo conforme

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programação realizada no NodeMCU 1.0. Nas Figuras 13 e 14 são exibidas as interfaces da aplicação web para uma determinada carga:

Figura 13 – Interface de informações da carga.

Fonte: Própria.

Figura 14 – Interface de agendamento da carga.

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Para explanar os tópicos MQTT utilizados no protótipo, a Figura 15 mostra a relação

publish/subscribe entre o NodeMCU 1.0, o broker CloudMQTT e a aplicação web desenvolvida

com o framework Angular:

Figura 15 – Tópicos MQTT utilizados neste projeto.

Fonte: Própria.

O botão Ligar/Desligar presente na aplicação web publica o tópico RELE passando o comando L1 para ligar a carga (acionar o relé) ou D1 para desligá-la. Des forma, o NodeMCU 1.0 devido estar subscrito nesse tópico, vai receber o comando L1 ou D1 e assim irá ligar ou desligar o equipamento controlado.

O sensor de corrente envia os dados de corrente para o NodeMCU 1.0 através da porta ADC, que converte os dados analógicos em digitais e assim esse kit de desenvolvimento pode enviar tais dados para aplicação web através de dois tópicos: um para corrente e outro para potência. Assim sendo, a aplicação por estar subscrita nos tópicos Corrente e Potencia pode gerar os gráficos de corrente e potência.

Por último, a aplicação web publica um tópico chamado EstadoAtual a fim de saber qual é o estado atual da carga controlada pelo NodeMCU 1.0. Isso foi preciso pois a aplicação iniciava sem saber essa informação e sempre indicava que a carga estava desligada precisando que o botão Ligar/Desligar fosse clicado uma vez para que se sincronizasse, de fato, com o dispositivo. Isso também ocorria quando se alternava entre abas: da aba Informações da Carga para a aba Agendamento. Assim, como a aplicação sempre está perguntando o estado atual da carga, ela inicia sempre sincronizada informando o estado atual correto. Portanto, devido ao Kit de desenvolvimento estar subscrito no tópico EstadoAtual ele retorna a informação Ligado ou Desligado, o que possibilita também o preenchimento dos gráficos de forma sincronizada com o botão Ligar/Desligar.

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5 PROPOSTAS DE OTIMIZAÇÃO DESTE PROJETO

A ideia de otimização desse protótipo de tomada inteligente é utilizar componentes ainda menores a fim de todo o protótipo caber dentro de uma caixa convencional de uma tomada de energia elétrica, possibilitando que projetos elétricos convencionais possam receber a inteligência de poder ter suas cargas monitoradas em tempo real por aplicações web. Uma dessas formas de otimizar é utilizar um ESP01, que é uma versão do microcontrolador ESP8266 pouco menos robusto, mas que é ainda menor fisicamente.

Uma outra grande otimização a ser realizada e que na verdade é uma continuação deste projeto é integrar a tomada inteligente a um medidor de energia inteligente conforme desenvolvido por Griner, Guimarães e Freitas (2015) na Figura 16.

Esse medidor utiliza uma placa Arduino para realizar os cálculos de energia provenientes do chip ADE7758. A proposta de otimização desse projeto é utilizar o ADE7758 juntamente com o ESP8266 a fim de poder utilizar a rede WiFi para receber os dados de cada tomada inteligente espalhadas dentro de um determinado projeto seja residencial ou predial.

Figura 16 – Medidor de energia inteligente utilizando ADE7758.

Fonte: Própria.

Uma outra possível otimização para melhorar o custo/benefício do projeto é utilizar um broker MQTT totalmente gratuito como o SAIOT, um broker desenvolvido por um grupo de pesquisa da ECT/UFRN e que já está em produção estando disponível em https://saiot.ect.ufrn.br.

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6 CONCLUSÕES

Concluída a elaboração do protótipo da tomada inteligente, pôde-se constatar que este projeto é viável para a automação de residências ou edifícios a baixo custo. Para chegar a essa conclusão não se levou em consideração os possíveis custos de mão-de-obra intelectual pela elaboração da tomada inteligente. Em análise, apenas se levou em consideração os custos das matérias-primas envolvidas. Pelo fato de chips e demais componentes eletrônicos estarem baratos nos dias atuais, é capaz de se elaborar projetos robustos com relativo custo/benefício. Caso houvesse a possibilidade de este protótipo ser enviado para a indústria para produção em grande escala, teria-se uma redução considerável do preço final unitário em relação ao preço do custo de elaboração deste projeto.

Em comparação com as opções de automação desenvolvida pelas grandes empresas multinacionais conforme mencionado no capítulo 3 deste trabalho, tem-se que este projeto apresenta vantagens em relação à preocupação com o descarte de equipamentos em plena vida útil, uma vez que faz com que os equipamentos tradicionais possam ser integrados ao mundo da Internet das Coisas, evitando assim um consumismo desnecessário. Além disso, a preocupação deste protótipo ser voltado para a automação de baixo custo faz com que as classes menos favorecidas economicamente possam ter acesso a tecnologias de automação residencial que hoje se mostram como uma realidade distante dessas classes devido aos preços praticados neste segmento atualmente.

Portanto, a elaboração deste projeto em sua totalidade possibilitou um amadurecimento acerca de desenvolvimento de sistemas web e sistemas digitais de forma íntegra, dando uma perspectiva do “ser engenheiro” ao discente que apresenta esse trabalho como forma de obtenção de grau de engenheiro da computação desta universidade.

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REFERÊNCIAS

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