Power Vision

Descrição

O Power Vision é um projeto de código aberto destinado ao desenvolvimento de um analisador de qualidade da energia elétrica em tempo real utilizando um hardware de baixo custo com o microcontrolador ESP32-S3. Este analisador é capaz de medir e calcular uma variedade de parâmetros elétricos em sistemas monofásicos e trifásicos, fornecendo informações cruciais para análise e monitoramento de consumo de energia.

O projeto foi desenvolvido como Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do curso de Ciência da Computação da Universidade Federal Rural de Pernmabuco (UFRPE) e orientado pelo Prof. Dr. Abner Corrêa Barros. O projeto tem como objetivo principal a implementação de um analisador de energia elétrica de baixo custo e alta precisão, que possa ser utilizado em residências, empresas e indústrias para monitoramento e análise de consumo de energia.

Funcionalidades

O Power Vision atualmente tem na teoria as seguintes funcionalidades:

• Frequência (Hz): Medição da frequência do sistema.
• Tensão True RMS (Vac): Medição precisa da tensão eficaz do sistema.
• Corrente True RMS (A): Medição precisa da corrente eficaz do sistema.
• Potência Aparente (kVA): Cálculo da potência aparente do sistema.
• Distorção Harmônica Total (%): Avaliação da distorção harmônica no sistema.
• Cosseno φ: Cálculo do cosseno do ângulo de fase.
• Fator de Potência (%): Determinação do fator de potência do sistema.
• Potência Ativa (kW): Cálculo da potência ativa consumida pelo sistema.
• Potência Reativa (kVAr): Cálculo da potência reativa do sistema.
• Potência de Distorção (kVAD): Cálculo da potência de distorção do sistema.

Limites de medição

Assim como qualquer equipamento de medição, o Power Vision possui limites de medição para cada parâmetro elétrico. Abaixo estão os limites de medição que este projeto visa alcançar:

Frequência

O dispositivo possiu uma forma versátil de calcular a frequência, se mas o intervalo de leitura esperado é entre 45Hz e 60Hz.

Tensão

O dispositivo é destinado a medições em sistemas residenciais, comerciais e industriais de pequeno e médio porte, para isso, o dispositivo conta com 4 níveis possíveis de tensão de fase (não confundir com tensão de linha, que é a tensão entre fases), sendo eles:

Nível 0 = 0-475Vac (Padrão 440V)
Nível 1 = 0-440Vac (Padrão 380V)
Nível 2 = 0-275Vac (Padrão 220V)
Nível 3 = 0-175Vac (Padrão 127V)

Corrente

O dispositivo é destinado a medições em sistemas residenciais, comerciais e industriais de pequeno e médio porte, para isso, o dispositivo conta com 7 níveis possíveis de corrente, sendo eles:

Nível 0 = Até 1000A
Nível 1 = Até 750A
Nível 2 = Até 500A
Nível 3 = Até 300A
Nível 4 = Até 200A
Nível 5 = Até 120A
Nível 6 = Até 80A

Estrutura do Projeto

O projeto está organizado da seguinte forma:

• src/: Contém o código fonte principal do analisador de energia, que vai no Microcontrolador. (Em desenvolvimento 🛠️)

• docs/: Documentação do projeto, incluindo manuais de usuário, especificações técnicas e outras informações relevantes.

• theory/: Esta pasta contém implementações em Python das fórmulas utilizadas antes de serem integradas ao código principal do microcontrolador. (Sendo atualizado para a transformada Wavelet 🛠️)

• boards/: Contém informações sobre as placas desenvolvidas para o projeto e os arquivos de fabricação no formato Gerber.

Como Contribuir

Sinta-se à vontade para contribuir com o projeto! Você pode:

• Reportar problemas encontrados.
• Propor melhorias e novas funcionalidades.
• Enviar correções ou otimizações de código.
• Compartilhar suas experiências e ideias.

Como Utilizar

Para utilizar o Power Vision, siga estas etapas:

1. Clone o repositório para o seu ambiente de desenvolvimento com o PlatformIO instalado.
2. Instale as dependências necessárias: (Atenção: Este projeto ainda não possui dependências)
3. Compile e carregue o código no seu ESP32-S3.
4. Monte o circuito conforme o esquemático disponível na pasta docs/.
5. Conecte o analisador de energia ao sistema que deseja analisar.
6. Inicie o analisador e visualize os resultados pela interface serial.

Créditos

Este projeto foi criador por Lucas Rayan (vulgo "eu") e continua sendo mantido por ele.

Agradecimentos

A minha mãe, que sempre lutou muito para que eu e minha irmã tivéssemos uma boa educação, e que sempre me apoiou em todas as minhas decisões. E que é sem dúvida a pessoa mais importante da minha vida.

Ao Prof. Dr. Abner Corrêa Barros, meu orientador, que sempre esteve disposto a ajudar e doar seu tempo e conhecimento para contribuir com o desenvolvimento do projeto.

A minha grande amiga e companheira de vida, Vitória das Dores, que sempre esteve ao meu lado me apoiando e me ajudando a superar todos os desafios.

Ao meu grande amigo e grande Engenheiro Eletrônico, João Pontes, que sempre esteve disposto a ajudar e ouvir minhas ideias e dúvidas.

Licença

Este projeto está licenciado sob a Licença MIT. Consulte o arquivo LICENSE para obter mais detalhes.