Sistema embarcado para medição de energia e monitoramento online

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um medidor inteligente de energia elétrica (smart meter) destinado ao monitoramento direto do consumo de unidades consumidoras no contexto do mercado livre de energia no Brasil. O dispositivo foi projetado com base no microcontrolador ESP32-WROOM e sensores para leitura de corrente e tensão, com a finalidade de captar os sinais elétricos das fases do sistema, processá-los e transmiti-los periodicamente a um sistema em nuvem utilizando arquitetura serverless da AWS. A solução visa reduzir a dependência das operadoras de energia em relação às distribuidoras, fornecendo dados confiáveis para o planejamento e faturamento energético. Embora o protótipo tenha sido concluído e todas as funcionalidades de medição e comunicação tenham sido implementadas, a precisão final obtida não atingiu a meta estipulada de 5% em relação às medições das concessionárias. As divergências foram atribuídas, principalmente, à necessidade de uma análise mais aprofundada do ruído do sistema e ao aprimoramento dos componentes empregados para mitigar o ruído térmico.

This work presents the development of a smart energy meter designed for the direct monitoring of energy consumption in consumer units within the context of Brazil's free energy market. The device was designed based on the ESP32-WROOM microcontroller and sensors for current and voltage measurement, with the purpose of capturing the electrical signals from the system phases, processing them, and periodically transmitting them to a cloud system using AWS serverless architecture. The solution aims to reduce the dependence of energy operators on utility companies, providing reliable data for energy planning and billing. Although the prototype was completed and all measurement and communication functionalities were implemented, the final accuracy achieved did not meet the target of 5% in relation to the utility company’s measurements. The divergences were mainly attributed to the need for a more in-depth analysis of the system noise and the improvement of the components used to mitigate thermal noise.