Sistema de controle e proteção de tomadas elétricas com ESP32 e monitoramento remoto via IoT para galpões industriais

Abstract

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado para o controle, seccionamento e monitoramento remoto de tomadas em galpões industriais, utilizando o ESP32 integrado à Internet das Coisas (IoT). O objetivo principal da pesquisa foi implementar um sistema de intertravamento lógico e físico que, ao detectar o funcionamento de uma carga em uma tomada, corte automaticamente a alimentação das demais tomadas, prevenindo a simultaneidade de uso em conformidade com a NBR 5410. A metodologia adotada foi experimental e aplicada, envolvendo um protótipo com sensores de efeito Hall (ACS712), conversores analógico-digitais de 16 bits (ADS1115) e módulos relés. O firmware foi desenvolvido com arquitetura não bloqueante, incorporando cálculos de True RMS para medição das cargas com o modelo de máquina de estados finitos e, para a supervisão remota, utilizou-se a plataforma Blynk para telemetria de dados. Os resultados obtidos com o protótipo validaram a lógica de proteção e medição de dados, mesmo em cenários de falha de conectividade na internet. Conclui-se que a solução proposta oferece uma alternativa de baixo custo frente aos controladores lógicos programáveis, unindo a segurança da instalação elétrica com a modernidade da indústria 4.0, mesmo que o protótipo não tenha dispositivos utilizados normalmente na indústria.

This work presents the development of an embedded system for the control, disconnection, and remote monitoring of sockets in industrial warehouses, using the ESP32 integrated with the Internet of Things (IoT). The main objective of the research was to implement a logical and physical interlocking system that, upon detecting the operation of a load in one socket, automatically disconnects the power supply to the others, reventing simultaneous use in compliance with NBR 5410. The methodology adopted was experimental and applied, involving a prototype with Hall effect sensors (ACS712), 16-bit analog-to-digital converters (ADS1115), and relay modules. The firmware was developed with a non-blocking architecture, incorporating True RMS calculations for load measurement within a finite state machine model; for remote supervision, the Blynk platform was used for data telemetry. The results obtained with the prototype validated the protection logic and data measurement, even in scenarios of internet connectivity failure. It is concluded that the proposed solution offers a low-cost alternative to Programmable Logic Controllers, combining electrical installation safety with the modernity of Industry 4.0, even though the prototype does not employ standard industrial-grade devices.