título do resumo

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DETECTOR REMOTO DE TENSÃO NA REDE ELÉTRICA COM
NOTIFICAÇÃO VIA SMS
Rafael Loni Martins, José Alexandre França, e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/Centro de Tecnologia e
Urbanismo/CTU
Área e subárea do conhecimento: Engenharias/Engenharia Elétrica.
Palavras-chave: Queda de tensão; modem; SMS.
Resumo
A transmissão de dados sem fio está cada vez mais ganhando espaço em
nosso contexto atual, em muitos casos possibilitando executar comandos e
monitoramento a longas distâncias ou lugares de difícil acesso. Ressaltando a
importância da eletricidade em nosso cotidiano, este trabalho procurou realizar
o monitoramento da presença de tensão na rede elétrica, e notificar o resultado
via SMS, a fim de preservar equipamentos sensíveis a queda de tensão. Foi
utilizado para este projeto o Smart Modem desenvolvido no Laboratório de
Automação e Instrumentação Inteligente da Universidade Estadual de
Londrina, com objetivo de processar e enviar o SMS, juntamente com um
circuito auxiliar que permitia detectar a presença ou não de tensão na rede
elétrica. Foram realizados testes ao final, onde o processamento se mostrou
coerente e a mensagem chegou de maneira eficaz aos seus destinatários.
Introdução
A transmissão de dados sem fio tornou-se fundamental em nosso cotidiano. O
número de pesquisadores visando soluções em comunicação sem fio cresce
cada vez mais (IONE; MISCHIE; VASIU, 2012), uma vez que os sistemas de
aquisição de dados ficam localizados distantes do usuário ou em locas de difícil
acesso, impossibilitando por vezes o contato entre ambos. Uma notável opção
para se efetuar a comunicação remota entre a unidade de dados e o servidor é
a utilização de um modem para esta finalidade.
Conceitualmente, modem é um dispositivo que possibilita que uma
informação seja convertida em um formato favorável a transmissão
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(modulação), e posteriormente, seja recuperada em seu destino na sua forma
original (demodulação) (BRAGHETTO et al., 2003). Certas aplicações de
telefonia móvel proporcionam métodos eficazes de comunicação, quando os
dados desejados restringem somente a pequenos textos, uma solução pautável
é utilização é o serviço de SMS (Short Message Service – Serviço de
Mensagens Curtas). Esse serviço permite que pequenos textos de até 160
caracteres sejam transmitidos através da rede GSM (Global System for Mobile
Communications – Sistema Global para Comunicações Móveis).
O sistema de telefonia celular é um serviço de telecomunicação móvelterrestre que utiliza um sistema de rádio comunicação que é interligado à rede
fixa de telefonia. Em locais que não possuem redes com fio, este sistema é
acessado pelos usuários por meio de terminais portáteis. A segunda geração
(2G) de telefonia móvel, ficou caracterizada pela digitalização do canal de voz,
identificador de chamadas e outros, resultando um crescimento da utilização de
celulares, que consequentemente levou à necessidade do aumento da
capacidade destes sistemas.
Para melhor compreensão, é importante saber o conceito de célula. O
nome celular advém da característica construtiva da rede de telefonia móvel,
que basicamente tem o objetivo de substituir um único transmissor/receptor de
alta potência, que seria responsável pela cobertura de uma grande área, por
vários transmissores/receptores de baixa potência, cada um provendo
cobertura a uma pequena região, ou célula, da área total (SANTOS, 2000).
Retomando o conceito de SMS, este foi criado pelo engenheiro finlandês
Matti Makkonen na década 80. O primeiro SMS foi enviado em 3 de dezembro
de 1992 de um computador pessoal a um telefone celular pela rede GSM
Vondafone no Reino Unido (SOUZA, J. L. D 2007).
A comunicação entre um celular e a torre ocorre por um caminho
chamado canal de controle. Este caminho possibilita que as mensagens SMS
sejam transmitidas. Quando uma mensagem é enviada, esta passa para o
centro de SMS, vai para a torre e a torre envia para o destinatário em forma de
pequeno pacote de dados no canal de controle (SANTOS, 2000).
Mesmo com o aumento significativo de usuários em telefonia móvel,
ainda existem muitas áreas sem cobertura adequada, principalmente as
regiões distantes dos centros urbanos, ou mesmo áreas urbanas com muitos
obstáculos construtivo, relevo acidentado, entre outros fatores, que limitam à
propagação de sinais.
Em paralelo, no meio tecnológico em que estamos, a necessidade de
energia elétrica se faz indispensável, uma vez que dependemos cada vez mais
de ferramentas elétricas, eletrodomésticos e todo conjunto da eletrônica. Em
muitos casos, a interrupção inadequada da fonte de energia torna-se prejudicial
para alguns equipamentos, além de ocasionar perdas de informações em
certos sistemas de aquisição de dados. Neste âmbito, o monitoramento da
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energia elétrica surge como um mediador deste problema, proporcionando um
melhor controle de um sistema desejado, e evitando muitas vezes possíveis
avarias.
Materiais e Métodos
A placa utilizada no projeto para processamento da queda de energia e envio
da SMS é o Smart Modem, desenvolvido no laboratório LA2I (Laboratório de
Automação e Instrumentação Inteligente) da UEL pelo aluno Mateus Rodrigues
de Almeida (ALMEIDA, M. R. 2016).
O Smart Modem utiliza como microcontrolador o MC9S08JM32, do
fabricante Freescale Semiconductor, e possui um módulo GC864 QUAD – V2,
dispositivo para a comunicação de voz e transmissão de dados desenvolvidos
pela Télit Wireless Solutions. O módulo é homologado pela Anatel e pode ser
utilizado em aplicações onde a tecnologia GSM/GPRS/SMS se faça necessária
para a transmissão de voz, textos, dados, entre outras funções.
Para criação do circuito detector de tensão à ser acoplado no Smart
Modem, foi necessário um transformador 110/220 para 12V; diodos
retificadores, 1N4007; capacitores eletrolíticos; resistores; um optoacoplador
(4N25); uma placa de fenolite perfurada; conectores e tomada; uma caixa
plástica; o ambiente ISIS (Proteus); e o ambiente Codewarrior.
Na saída do optoacoplador, foi colocado um resistor de pull-up,
mantendo o sinal em nível alto sempre que não houver presença de energia
elétrica, e em nível baixo caso contrário. Esta criação foi feita para melhor
implementação da lógica no microcontrolador.
A lógica implementada no microcontrolador visou a notificação tanto
quando houvesse uma queda de tensão, quanto uma restauração. Todo
comando enviado ao JM32 foi feito diretamente em seus registradores,
seguindo as informações presente em seu datasheet. Em todo processo foi
utilizado a linguagem de programação C.
Resultados e Discussão
Após várias depurações pelo Codewarrior, o código final foi testado e enviado a
quatros aparelhos diferentes. Em relação ao circuito elétrico, o capacitor que
auxilia na diminuição da tensão de ripple teve uma segunda implementação
utilizada. Seu valor foi calculado a fim de produzir um deboucing no sinal de
queda na rede elétrica, ou seja, o microcontrolador só será avisado da queda
de tensão caso esta seja superior a um pequeno período, evitando o
processamento de ruídos indesejados ou surtos de desligamento.
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Certificado do seu funcionamento, todo circuito foi realocado e posto
dentro da caixa plástica. Para melhor acabamento foi colocado uma tomada na
entrada da caixa plástica passando por uma prensa cabo.
Conclusões
Destaca-se que a maior dificuldade apresentada na execução do projeto
concentrou-se na lógica de programação para o envio de SMS evitando
possíveis bugs.
Através de toda projeção do circuito elétrico e simulação do código de
programação descrito, vários erros puderam ser detectados, e por fim pode-se
obter um resultado satisfatório, onde o protótipo final corresponde as
aplicações desejadas, enviando notificação via SMS sempre que houver uma
queda ou restauração de tensão na rede elétrica.
Agradecimentos
Agradeço ao orientador, ao Programa Institucional de Bolsas de Iniciação
Científica (PIBIC), e à Universidade Estadual de Londrina, em especial ao
Departamento de Engenharia Elétrica, e ao Laboratório de Instrumentação e
Automação Inteligente (LA2I) da UEL.
Referências
ALMEIDA, M. R. Sistema de Transmissão de Dados para Lugares Remotos:
Análise de Soluções e um Estudo de Caso com Modem GPRS. 2016.
BRAGHETTO, L. F. et al. Redes GSM e GPRS. [S.1.], 2003.
IONEL, R.; MISCHIE, S.; VASIU, G. GPRS based data acquisition and analysis
system with mobile phone control [S.1.], 2012. 1462-1470 p.
SANTOS, M. dos. Serviço móvel de celular (smc). Revista Nacional de
Telecomunicações, 2000.
SOUZA, J. L. D.; TUDE, E. Telefonia celular no Brasil. Tutoriais Telefonia
Celular, 2007.
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