ARDUINO PARA MONITORAR TENSÕES PARA FINS DE PROTEÇÃO

CAIO HENRIQUE CANTAO ARRUDA; Rhuan Souza da Silva; WELDON CARLOS TEIXEIRA

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Trabalho

Título do Trabalho

ARDUINO PARA MONITORAR TENSÕES PARA FINS DE PROTEÇÃO

Autores

CAIO HENRIQUE CANTAO ARRUDA
Rhuan Souza da Silva
WELDON CARLOS 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/viimaipe2024/974759-arduino-para-monitorar-tensoes-para-fins-de-protecao

ISBN

978-65-272-1119-8

Palavras-Chave

Arduino; Monitoramento de Tensão; Sistemas Elétricos de Potência; Proteção

Resumo

Os Sistemas Elétrico de Potência (SEP) podem apresentar diversos problemas e anomalias, como oscilações, surtos e picos de tensão que podem danificar os equipamentos e causar grandes prejuízos. Visando protegê-los contra falhas e acidentes, é necessário realizar intervenções rápidas que só são possíveis com o monitoramento ininterrupto de suas variáveis elétricas. Buscou-se desenvolver um sistema de monitoramento de tensão utilizando a plataforma Arduino, que se destaca por sua simplicidade, baixo custo e capacidade para medir grandezas elétricas. Com algoritmo adequado e diversos componentes auxiliares, o Arduino permite monitorar e processar dados sobre variações de tensão, auxiliando na tomada de decisões preventivas para evitar danos a equipamentos. A metodologia envolveu o uso de um circuito montado em laboratório para monitorar a tensão de um motor trifásico através de um Arduino. A tensão de uma das fases foi conectada à entrada do transformador da bancada, a tensão do secundário, foi retificada com um único diodo, potenciômetro e resistores em série, formando um divisor de tensão, para que a tensão fique dentro do limite suportado (5 V). O potenciômetro permite ajustar a tensão em uma das fases do motor para simular três estados de funcionamento da rede elétrica: tensão normal, subtensão e sobretensão e assim intervir para ligar e desligar o motor através de uma contatora trifásica. Para processar o sinal, o conversor AD do Arduino gera números inteiros que variam de 0 até 1023 (10 bits), para subtensão <500; > 800 (sobretensão) e dentro da faixa (tensão adequada). O software de controle foi programado para abrir a contatora no circuito de comandos, através de um drive (TBJ e Relé) conectado à saída 12 usando a função digitalWrite(12, LOW), desligando o motor quando a tensão ficar abaixo do limite inferior e acima do limite superior. Três LEDs indicadores foram usados para mostrar o estado de funcionamento do motor: no pino 9 (amarelo, subtensão); pino 10 (verde, tensão normal) e pino 11 (vermelho, sobretensão). Como o laboratório não possui um regulador trifásico de tensão, os surtos foram simulados intervindo-se na tensão medida através do potenciômetro. Para os testes práticos colocou-se o circuito para operar nos três estados previstos: subtensão, tensão normal e sobretensão. A tensão de entrada foi ajustada para iniciar com tensão baixa e assim o programa do Arduino logo detectou que a tensão de estava baixa (acendeu o LED amarelo) e não permitiu que o motor ligasse. Subiu-se a tensão progressivamente, quando a tensão ficou dentro da faixa normal o motor ligou automaticamente (LED verde). E por fim, ao elevar a tensão acima do limite superior (sobretensão), o motor foi desligado automaticamente pelo Arduino. Gerou-se gráficos com esses dados salvos via conexão serial com o computador. Os testes realizados no circuito trifásico demonstraram a eficácia do sistema em monitorar variações de tensão. A partir dos dados de medição em uma das fases, o software gravado no Arduino foi capaz de identificar variações de tensão e desenergizar a contatora trifásica, que por sua vez desliga o motor em situações de sobretensão e subtensão.

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

ARRUDA, CAIO HENRIQUE CANTAO; SILVA, Rhuan Souza da; TEIXEIRA, WELDON CARLOS. ARDUINO PARA MONITORAR TENSÕES PARA FINS DE PROTEÇÃO.. 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/viimaipe2024/974759-ARDUINO-PARA-MONITORAR-TENSOES-PARA-FINS-DE-PROTECAO. Acesso em: 25/04/2025