Já pensou em medir o consumo de energia elétrica de sua casa? Então que tal construir um medidor de consumo de energia elétrica com Arduino e ainda conectá-lo a nuvem? Este é um dos projetos aos quais tenho me dedicado ultimamente e foi ele que apresentei no começo do ano na Campus Party Brasil 2014 e neste final de semana no Arduino Day 2014 aqui em São Paulo.
Por que um medidor de consumo de energia elétrica com Arduino?
Comecei a trabalhar neste projeto quando pensei numa maneira de conscientizar minhas filhas sobre a importância de pouparmos energia. Elas ainda são bem pequenas e minha idéia era criar uma pequena bonequinha que ficasse mais feliz ou triste dependendo de como estivesse o consumo de energia de meu apartamento. Aos poucos elas perceberiam que ao apagar algumas luzes e desligar alguns eletrodomésticos a bonequinha ficaria mais feliz. A bonequinha não passou de uma idéia e alguns protótipos bem toscos, mas para que a idéia toda funcionasse era preciso, antes de mais nada, de uma maneira de medir o consumo de energia da casa. E foi assim que comecei a montar um medidor de consumo de energia elétrica com Arduino.
Ahh, e outra razão bem importante é porque é possível e bem divertido. ;-)
Inspiração
A primeira coisa que fiz foi procurar na web por maneiras de medir o consumo de energia elétrica de uma casa e por projetos que fizessem isto com Arduino. E, para minha sorte, logo de cara encontrei um projeto que fazia exatamente isto. O projeto era o Open Energy Monitor ou Monitor de Energia Aberto, um projeto 100% open-source dedicado a “criar ferramentas de monitoramento de energia para nos ajudar a entender melhor nosso uso de energia, nossos sistemas energéticos e o desafio da energia sustentável”. Foi perfeito, pois toda a teoria que eu precisava estava por ali e também circuitos e muito software pronto para ser utilizado. Depois de encontrar o Open Energy Monitor meu projeto passou a ser totalmente inspirado nele e a utilizar suas incríveis bibliotecas para os cálculos mais complexos.
Mãos a obra
Para começar, o ideal é fazer uma versão bem simples do projeto e é exatamente isto que abordei em minhas apresentações da Campus Party e do Arduino Day. Você verá que é bem fácil construir seu primeiro medido de energia elétrica com Arduino. Não vou detalhar o projeto por aqui, mas você pode encontrar tudo aqui:
- Energy Monitor CPBR7 no GitHub : aqui você encontrará o código fonte do projeto e também os diagramas elétricos.
- Arduino Day 2014 – Construindo um Medidor de Energia Elétrica Conectado à Nuvem com Arduino no SlideShare : aqui você encontrará uma pequena explicação de como tudo funciona.
- Apresentação na Campus Party 2014 no YouTube : aqui você encontra o vídeo da apresentação feita na Campus party.
Para facilitar, incluí a apresentação e o vídeo no final do post.
Ahh, uma das coisas que você também verá na apresentação é uma pequena introdução ao conceito de Hardware Livre ou Open Hardware. Acredito que vá gostar. ;-)
Quando tudo estiver pronto, com bonequinha e tudo mais, prometo compartilhar tudo aqui no Fazedores. Mas por agora você pode ver várias fotos das apresentações e dos diferentes protótipos que já construí na galeria de fotos no topo da página.
E ai, se animou a construir um medidor de consumo de energia elétrica com Arduino?
Veja a apresentação…
Ou assista ao vídeo…
[youtube:www.youtube.com/watch?v=DjI1SJlNHI0&w=619]
Onde comprar?
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Olá Manoel, primeiramente gostaria de lhe parabenizar pelo belo trabalho…. Sou novo nesta área da automação, estou querendo controlar o consumo de energia de uma cnc router, porém, verificando seu slide 21, identifique que você menciona a tensão de 127V, na minha região a tensão é 220V, preciso alterar algo no projeto? Posso utilizar o sensor SCT-013-000?
Desde já lhe agradeço….
Percebi que vc e um um Expert no assunto. parabéns. até a forma que vc se expressa e positiva. outro parabéns.
Preciso de uma ajuda. sou iniciante e gostaria de monitorar a carga das baterias do meu banco de baterias pelo celular. e possível mudando um pouco esse projeto ??? o app no celular e o sketch no Arduíno eu creio que consigo. mais a parte da eletrônica sou bem fraquinho. vc pode me dar umas dicas ??? talvez se mudar um pouco o seu projeto ???
abraços obrigado
O Manoel Lemos é um excelente professor!
Seguindo suas dicas consegui montar direitinho o medidor de Energia.
Ramalho, se quiser pode usar umas placas prontas chamadas shield para arduino e fazer seu projeto de monitoração da tensao e corrente usando um arduino e as placas Sensor de corrente ACS712. a o Sensor de tensão. O sensor de tensão trabalha com entradas e saídas de CC lineares na faixa de 0
a 25 V, com resolução de 0,00489 (5V/1023); as saídas analógicas condicionam o
sinal entre 0 a 1023 em binário, respectivamente entre 0V e 5V equivalente a 25 V,
Parabéns para este projeto.
Estou em um projeto de carro elétrico e gostaria de saber se consigo medir com esse sensor corrente DC/CC ( Corrente Contínua). Abraços
A ideia do projeto é muito boa, entendo o grande valor didático do projeto, mas tenho algumas considerações:
Em corrente alternada potência ativa (Watts) não calculada usando “V*I” e sim “V*I*Cosφ”;
“V*I” é a medida da potência aparente (VA);
Fixar um valor para tensão no código não é uma pratica muito boa pois se ela está um pouco fora (o que é comum) vai afetar bastante no cálculo da potência inserindo um erro grande;
Sei que é difícil medir a tensão RMS e muito mais ainda o Cosφ…
Olá amigo, você conseguiu fazer a medição com esse sensor ? nunca consegui uma medição boa com esse sensor. Já tentei de tudo!!
Gostei do projeto, entendi a parte de leitura do sensor, tambem estou fazendo um projeto desse mas é usando um Xbee.
No caso eu poderia alimentar o sensor com 3.3V e ele me daria a corrente certa? ja que o Xbee só suporta até 3.3V a entrada analogica
Parabéns Manoel pela iniciativa.
Bom, montei meu medidor de energia se baseando no site FILIPEFLOP onde também comprei o sensor SCT-013. Estou efetuando uns testes em alguns aparelhos em casa, mas estou encontrando dificuldade na calibração do sensor. Olhei no seu site OpenEnergy mais ainda não consegui resolver o problema. Estou usando 02 resitores de 10k e 01 capacitor de 100uF. Você poderia me ajudar?
Fico no aguardo.
Raramente comento em sites que ando visitando, mas não tinha como ler sobre esse projeto e não parabenizá-lo!
Olá Ednardo, tudo joia? Muito obrigado pelo seu comentário. É por depoimentos como este que nos esforçamos para tornar o Fazedores cada vez melhor!
Manoel, você saberia me informar se o Arduino seria capaz de suportar mais de um sensor desses, para que possam ser feitas medições simultâneas e comparações entre elas ?
Olá Fernando, sim… você pode colocar mais sensores. Na versão que montei em minha casa usei três sensores pois a alimentação lá em trifásica. E depois é só fazer os cálculos que você quiser no próprio código do Arduino ou no servidor. Mas o ideal é você fazer este tipo de pergunta em nosso fórum… já tem várias coisas lá nesta linha… http://forum.fazedores.com
Manoel, boa noite!
E se fosse para medir o consumo da casa toda ? Esse sensor é indutivo certo, e como eu faria para interfacear com o medidor do relógio? Alguma dica?
Olá Abel, tudo joia?
Me desculpe pela demora na resposta. Mas vamos lá…
Para medir consumo da casa toda, como faço na minha casa, basta colocar os sensores nas fases que entram no seu quadro de força. Assim eles mediram a consumo total da casa e não de um circuito ou aparelho apenas.
Sua pergunta é boa… pensei que isto era óbvio e estou vendo que não é.
Olá Manoel,
Gostaria de parabeniza-lo pelo projeto e também tirar uma dúvida, colocando esses sensores no meu quadro de força terei a medição de cada dispositivo elétrico na minha casa, podendo medi-los separadamente ?
E olha onde eu vim parar… Fala Manoel, eu assisti sua palestra na CPBR7… foi muito foda, parabéns ae cara. Tudo de bom. =)
Simplesmente muito foda!!
eficiência energética é o futuro!
e coisas desse tipo podem ajudar bastante!! é só deixar a criatividade levar e fazer o futuro acontecer!! parabéns MLemos!!
abraço!
Primeiramente, parabéns pela iniciativa.
Estou tentando fazer esse projeto de mensurar a energia, porem estou apanhando para os código, pois meu projeto é apenas para mensurar a (A)amperagem e a potencia kw. e mostrar num display simples ligado a proto board. Me envia uma luz.
Ola Manoel, ficarei eternamente grato se me ajudar com minha duvida… Fiz toda a montagem EXATAMENTE igual ao seu projeto(hardware e código arduino), segue as leituras obtidas:
Irms: 0.24 A Potencia: 30.10 W
Irms: 0.18 A Potencia: 22.81 W
Irms: 0.19 A Potencia: 23.91 W
Irms: 0.17 A Potencia: 21.87 W
Irms: 0.17 A Potencia: 22.02 W
Irms: 0.17 A Potencia: 22.08 W
Irms: 0.19 A Potencia: 23.53 W
Irms: 0.20 A Potencia: 24.95 W
Irms: 0.18 A Potencia: 22.23 W
Irms: 0.19 A Potencia: 23.83 W
Essas leituras são do sensor conectado a qualquer aparelho, não estando conectado a nenhum aparelho e nem sequer plugado na protoboard(acredito que nesses dois últimos casos os valores deveriam estar zerados ou bem proximos). O que pode estar acontecendo? Já tentei diversas calibragens e nada, ele simplesmente não faz leitura alguma.
Caro Wellington,
Primeiro você precisa fazer algum teste para ver se em potências maiores o medidor está funcionando corretamente. Coloque um lâmpada de 100 W e dê pelo menos 5 voltas do fio dela no medidor. Deve medir uns 500W.
Se isto estiver ok… então seus problemas podem ser 3:
– erros nos valores do componentes, por exemplo, o divisor de tensão usado para elevar o sinal de -2.5 e 2.5 para 0 e 5 pode não ser perfeito porque os resistores são ligeiramente diferentes (apesar de serem do mesmo valor)
– calibragem do sensor
– precisão da medição… em pequenas cargas o erro pode acontecer sim, pois qualquer oscilação gerará alguma medição (como se fosse um erro da medição mesmo). Porém isto torna-se cada vez menor em cargas maiores e fica menos relevante
Para desencanar, faça testes com cargas maiores… 300W, 500W, 600W e 1000W. Se estiver ok para estas então não se preocupe com o pequeno erro.
Faz sentido?
Primeiramente MUITO obrigado pela resposta Manoel.
Infelizmente não tive muito sucesso mesmo dando as 5 voltas como solicitado. Ele sempre traz os mesmos valores nas leituras. Sera que pode ser o sensor? O que eu comprei foi esse:http://www.ebay.com/itm/251594928860?ru=http%3A%2F%2Fwww.ebay.com%2Fsch%2Fi.html%3F_from%3DR40%26_sacat%3D0%26_nkw%3D251594928860%26_rdc%3D1
Boa tarde Manoel,
Quero antes de mais nada parabenizá-lo por seu projeto.
Estou com o mesmo problema do nosso amigo Wellington, as leituras do meu sensor estão muito loucas. Ele mostra valores até mesmo quando não há um fio passando por ele.
Tive algumas dúvidas.
1) Eu passo apenas o fio positivo pelo sensor ou posso passar o positivo e negativo?
2) Se não houver uma corrente passando pelo fio a saída na serial tem que ser igual a zero certo?
Muito obrigado desde já por seus esclarecimentos
Atenciosamente
Hermes Nunes Pereira Júnior
Manoel ,Estou fazendo um projeto de tcc em grupo
Chuveiro Economico.
Se vc poder me da uma ajuda .
Eu não estou na parte de programação mais um colega meu está.
Agente precisa de Medidor de tempo e custo .
Vc tem alguma programação desse tipo?
Estamos usando Arduino uno.
se poder me envia essa programação
andrepalmeirafacu@gmail.com
agradeço
ATT
Estou impressionado!!! PARABÉNS!!! estou tomando uma coça para desenvolver um projeto para saber se está passando corrente no fio ou nao, utilizando um sensor de corrente! poderia me ajudar? Muito Obrigado!
Pessoal desculpe o incomodo e ignorância.
Assisti a apresentação do Manoel Lemos no site, meu projeto de iniciação cientifica possui uma parte baseada no projeto de medidor de corrente. Pois bem, o medidor comprado foi o ECS1030-L72. Acontece que não consigo encontrar um formula, ou algo que me de a resposta da constante de calibração. Peço a ajuda de vcs estou no fim do projeto e não pensei que iria emperrar neste detalhe, não estou conseguindo achar a bendita constante, abaixo segue o datasheet.
http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Sensors/Current/ECS1030-L72-SPEC.pdf
Att.
Manoel estou com uma dificuldade imensa na calibraçao, voce poderia explicar como fez a do seu medidor?
Desde ja agradeço.
Caro, a teoria para isto você pode encontrar no site do OpenEnergyMonitor. Se você ler com calma poderá abstrair e fazer as modificações para o seu sensor. Dê uma olhada na área “Building Blocks” do site e neste link: http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ct-sensors-introduction
Outra alternativa é colocar uma carga conhecida, medir com seu multímetro e depois ir testando várias constantes de calibração até os valores baterem. Isto deve ser suficiente para seu projeto, mas não é o ideal.
Estou meio perdido! por onde posso começar a desenvolver esse projeto apresentado? teria um passo a passo? estou desenvolvendo um sistema de consumo de energia elétrica para meu TCC, já fiz os sensores de corrente e tensão e consegui fazer as leituras tanto no serial monitor arduino e visualizar os sinais no osciloscópio tudo ok até ai. poderia me ajudar?
Manoel, comecei a construir este projeto, e, é claro, já me surgiram algumas dúvidas:
1 – Eu preciso de algum software para que o arduino mostre as medições que estão sendo feitas na rede elétrica, ou esta tela surgirá da aplicação do arduino.
2 – Você não teria por acaso, um código em php que daria os resultados, porém sem a utilização de banco de dados, somente por GET ou POST?
Olá Caio, tudo jóia? Caro, amanhã te respondo com mais calma, mas estas suas perguntas já foram respondidas em tópicos em nosso fórum. Já deu uma olhada lá? Inclusive fiz um código em PHP exatamente para isto. Abs!
desculpe…vou dar uma olhada lá no fórum. Valeu!!!
Manoel, estou no 5º período de Eng. Elétrica e eu e meus colegas achamos sua idéia genial. Gostaríamos de avaliar a possibilidade de fazer o projeto, e para tanto precisamos de uma lista detalhada do material a ser adquirido para avaliação de preço. Olhei no fórum dos “fazedores.com” mas não achei nada tão específico e gostaria que, se possível, você nos enviasse esta lista por e-mail ou por aqui mesmo. Desde já agradeço a atenção.
Olá Caio, me diga exatamente o que querem construir que mando a lista. Se for exatamente o que preparei para o demo fica mais fácil ainda.
Gostaríamos de construir um medidor (tempo real e acumulativo) do consumo residencial de energia elétrica. Se possível dando até os valores em R$ do quanto já foi consumido.
Para uma fase apenas?
sim, apenas uma fase.
Caro Caio, vamos lá.. a lista de peças é exatamente a que está na apresentação. Tem um slide com elas, você viu?
Mas basicamente você precisará de:
1 x Arduino UNO R3
1 x Shield Ethernet p/ Arduino
1 x Protoboard
1 x Jack P2
1 x Sensor de Corrente modelo SCT-013-100 (procure na Amazon)
2 x Resitores de 470K ohms
1 x Resistor de 33 ohms
1 x Capacitor eletrolítico de 10uF (50V)
1 x PC com o software servidor
1 x Cabo USB para conectar o Arduino ao PC
Cabinho ou jumpers para a montagem
É basicamente isto!
O básico está no projeto que apresentei, mudando o software você pode por a medições em tempo real e cumulativa sem problemas. E colocar os custos em R$ também é tranquilo, basta ver qual é o preço do KWh em sua região e fazer as contas adequadamente.
Manoel, muito obrigado!
ola Manoel lemos, gostaria de saber quais são os programas usados no slide 6 e onde eu posso encontra-los,desde já agradeço a sua atenção.
Olá Victor, tudo joia? Vamos lá…
1. Diagramas Elétricos e Layout de Placas
– EAGLE PCB : http://www.cadsoftusa.com/
– Fritzing : http://fritzing.org/
– KiCad : http://www.kicad-pcb.org/
– 123D Circuits : http://123d.circuits.io/
2. Repositórios de Software (para Firmware e Software)
– GitHub : http://github.com
– Google Code : https://code.google.com
3. Design Mecânico
– Thingverse : http://www.thingiverse.com/
– 123D Design : http://www.123dapp.com/design
– SketchUp : http://www.sketchup.com/
É isto… boa diversão!
Olá Manoel Lemos, boa tarde. Parabéns pelo seu projeto e pela iniciativa. Sou iniciante em arduino e eletrônica e estou desenvolvendo um projeto bem similar para o meu trabalho de faculdade, porém nele vai um display lcd nokia5110. O meu problema é que não sei como conectá-lo junto com o sensor no arduino. Preciso muito da sua ajuda, por favor. Obrigado. Abraços
Olá Eduardo, tudo joia? O ideal é você usar nosso fórum para perguntas técnicas, assim toda a comunidade pode ajudar. Visite o http://forum.fazedores.com e faça sua pergunta lá, com a maior quantidade de detalhes possível, que responderei em seguida. Seria legal vc explicar também como é este display? Onde você comprou? É um shield? Breakout? Ok?
olá Manoel gostei muito do seu projeto, eu faço bacharel em sistema de informação e estou fazendo meu artigo do tcc um medidor de energia com o Arduíno, se vc poder me ajudar em referências e em algumas duvidas vc tem algum email de contato ? vo passar o meu se vc poder me ajudar , tiago_vuti_nitro@hotmail.com
Olá Tiago, tudo jóia?
Legal, vamos falar sobre isto. O lugar ideal para isto é nosso Fórum de discussões. Visite o Fórum, faça seu cadastro e envie suas perguntas como um novo tópico. Assim que vc fizer isto, eu e outros membros de nossa comunidade ajudaremos prontamente.
Ahhh… O endereço do fórum é: http://forum.fazedores.com
Manoel, belo trabalho, principalmente os slides explicativos. Eu fiz um projeto semelhante. Usei um sensor de tensão AC, para medir também a tensão real da rede elétrica. (http://www.cuin.com.br/2013/06/sensor-de-tensao-eletrica-versao-2/). Inclusive estamos produzindo algumas plaquinhas desse sensor. Espero ter contribuído. Abraços.
Olá Marcelo, que joia hein? Eu também estou incrementando o meu com medidores de tensão.
Como você está fazendo isto?
Meu projeto é bem simples, uso um transformador AC-AC 127-9 e faço meio que uma regra de três.
Se quiser publicar sobre seu projeto aqui, me avise.
[]s
Manoel
Manoel, minha plaquinha é simples, uso um acoplador ótico para isolar a rede AC, e o mesmo acoplador é utilizado para fazer a comparação entre a rede AC (127/220v) com a parte DC (5v), enviando as tensões proporcionais para o Arduino. Como eu faria para postar aqui em seu site? abraços. Marcelo Cuin
Marcelo, para publicar aqui é simples. Prepare um texto sobre seu projeto com algo entre 300 e 500 palavras e com boas fotos e diagramas. Não esqueça de incluir links e outras referências importantes. Envie o material por email para info (arroba) fazedores.com
Olá,
Gostei muito do projeto (mas perdi a CP) e pretendo reproduzí-lo. Onde consigo encontrar o SCT-013?
Obrigado!
—
Rodolfo
Fala Rodolfo, tudo joia?
Cara, eu comprei os meus na Amazon.Com (http://www.amazon.com/Amico-SCT-013-000-Non-invasive-Current-Transformer/dp/B008ASXVL4/ref=sr_1_2?s=industrial&ie=UTF8&qid=1397656820&sr=1-2&keywords=ac+current+sensor).
Não sei se eles entregam aqui no Brasil. Eu compro estas peças quando viajo para o exterior. Mas acredito que você possa encontrar sensores parecidos no Brasil ou até mesmo usar algum outro e depois fazer a calibração.
[]s e boa sorte!
Manoel, genial! Espero ver uma caixinha dessas espetada em cada casa… Imagino um medidor desses monitorando ‘tetos solares’ (do tipo que a http://www.solarcity.com/ provê). Seria muito útil saber todo dia o déficit de energia da sua própria casa/indústria e (com dados agregados) da cidade toda!
Fala Wesley, é esta a idéia, hehe. Acredito que nos próximos dias terei tudo funcionando bonitinho lá em casa. Assim que a coisa estiver 100% pronta colocarei mais detalhes por aqui. E você, animou a construir o seu?