DESENVOLVIMENTO DE MONITOR PARA FALTA DE ENERGIA ELÉTRICA

ARAÚJO, Ádamo De Souza ¹; LUDWIG, Rafael ¹; POHNDORF, Ricardo Scherer ¹; LUZ, Carlos Alberto Silveira2; MACARTHY, Marcelo³; 

1 Acadêmico  da FEA/UFpel; 2 Professor da FEA/UFPel; 3 Professor do IFM/UFPel - Ciência da Computação
Campus Universitário - Caixa Postal 354 – CEP 96010-900.  rafaludwig@yahoo.com.br

1.	INTRODUÇÃO

No Brasil, os principais problemas oriundos de falta de energia nos últimos anos, aliados à contínua incorporação de novas tecnologias de equipamentos, têm aumentado a complexidade operacional dos sistemas elétricos como também os de controle e automação.
Neste cenário, classificam-se as falhas de energia como, momentânea, temporária e permanente. A falta momentânea constitui-se naquela que ocorre num curto espaço de tempo, em geral um décimo de um semiciclo da freqüência da rede. A falta temporária é a causadora do maior número de defeitos em equipamentos comerciais, industriais e domésticos, pois resulta nos chamados impulsos de rede, já uma falta permanente é, aquela que o religador detecta o curto-circuito franco e inibindo a religação.
Este artigo apresenta o protótipo de um sistema que tem por objetivo monitorar as faltas de energia elétrica, as quais podem ocasionar variação na temperatura em silos, secadores, estufas, entre outros equipamentos.
Ressalta-se que em sua grande maioria, estas falhas não são detectadas, ocasionando grande prejuízo à agricultura e por conseqüência ao agronegócio. Desta forma, realiza-se o estudo e desenvolvimento de um sistema automático de controle inteligente, tolerante a falhas, o qual permite identificar e armazenar informações, de forma a corrigir eventuais problemas que fazem parte do sistema.
Assim, buscam-se condições cada vez mais próximas de seus respectivos limites de capacidade, potencializando a ocorrência de colapsos envolvendo a ocorrência de perturbações inesperadas, para entender e analisar a causa e impacto de falhas no sistema.
Atualmente, no mercado existem equipamentos que detectam os três tipos de faltas. Para tanto, possuem sensores, unidades de tratamento de dados e meio de transmissão eficiente para a monitoração desta. Por outro lado, existem equipamentos para localização local, onde o operador dever ir até o ponto e verificar se houve ou não uma falta. 
Em geral as faltas momentâneas são detectadas, porém não registradas. Já as faltas temporárias ou permanentes são registradas temporariamente, ficando armazenada em torno de seis horas, tempo este, suficiente para a chegada de uma equipe de manutenção.
Estudos como estes sinalizam a necessidade de um aprimoramento dos instrumentos de monitoração e controle em tempo real para uma operação econômica, confiável e eficiente do sistema agrícola.
A produção agrícola no Brasil coloca o país entre os maiores produtores mundiais, no entanto, a elevada perda pós-colheita acarreta uma considerável diminuição na qualidade do produto e nos ganhos econômicos ao longo de toda a cadeia produtiva. A falta de energia e a alteração de temperatura em silos ou estufas agrícolas penalizam diretamente os produtores. Entre as medidas que se fazem necessárias para uma adequada conservação as mais importantes estão concentradas na automatização e controle dos processos.
Em termos de infra-estrutura de rede elétrica ou na falta de infra-estrutura local observa-se, que a maior parte das empresas agropecuárias, é deficiente quanto às necessidades industriais e agrícolas, entre elas, energia elétrica, é o grande desafio que se apresenta. A energia elétrica tem especificidades que estrategicamente são especiais, pois atendem a todos os segmentos da economia e da indústria.
Ressalta-se que as perdas de alimentos "in natura" (frutas, verduras e grãos) são significativas no Brasil (até 50%, dependendo do produto). Além disso, também há uma redução considerável da qualidade e nos ganhos ao longo de toda a cadeia produtiva na agricultura. Os problemas decorrentes destas perdas levam a uma menor competitividade dos nossos produtos, agravando o "custo Brasil".
Dentre os novos instrumentos que têm sido propostos atualmente para enfrentar este desafio agrícola, destacam-se aqueles relacionados à tecnologia de Sistemas de Medição de energia e temperatura. A melhor base é estudar a evolução individual de cada medição envolvida, seu histórico de consumo, sua influencia no conjunto, onde se pode estimar, da melhor forma possível, quais são os índices e onde se localizam os focos de crescimento, comparar as alternativas de soluções técnicas para assim se ter a maior eficiência no sistema, por tudo isso é importante ter as medições, bem como um hardware um software que simule e torne esse banco de dados da área estudo.
O objetivo geral deste trabalho consiste em realizar uma seqüência de etapas de trabalho as quais, ao final, permitirão estabelecer relações para projetos visando à melhoria do sistema de controle da qualidade de energia elétrica. Propõe-se basicamente que sejam realizadas pesquisas, com as seguintes etapas distintas:
1.	Monitorar tensões, correntes registrando os seus valores máximos e mínimos;
2.	Religar automaticamente o sistema na falta de energia, mantendo a temperatura da estufa no estado ideal pré-estabelecido;
3.	Monitoramento das variáveis fundamentais de funcionamento de todos os equipamentos do sistema;
4.	Desenvolvimento, análise, verificação e implementação, que deve responder a muitos questionamentos, buscando soluções as perguntas que se encontra em aberto;

As três funções básicas específicas de um sistema de controle são:

1.	Regular o sistema de modo que condições sejam mantidas no silo ou estufa;
2.	Permitir uma operação eficiente do equipamento, sem que ocorra desperdício de energia e temperatura;
3.	Evitar possíveis efeitos nocivos, assim como no próprio equipamento.

2.	MATERIAL E MÉTODOS
	
O presente trabalho foi realizado no laboratório de Engenharia de Pós-colheita, na Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Pelotas, no período de janeiro a setembro de 2006, sendo desenvolvido em três etapas. 
A primeira etapa consistiu na criação de um projeto da fonte de alimentação do sistema, que deverá fornecer energia constantemente. Para isso foi utilizada uma bateria em conjunto com a rede elétrica, de modo que na falta de energia elétrica a bateria é acionada e na presença de energia a bateria é recarregada.
Na segunda etapa foi desenvolvido um software para o monitoramento da energia elétrica, sendo usado o ambiente Mlab como ambiente integrado de desenvolvimento - IDE. Para o circuito foram utilizados diversos componentes eletrônicos, sendo o principal deles o microcontrolador PIC 16F628. 
	A última etapa foi a confecção do compartimento para abrigar a bateria e os circuitos. Ao final da montagem verificou-se que o sistema é eficiente, devido a sua alta precisão.

3. 	RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os componentes do monitor foram montados em uma matriz de contato, para que o sistema fosse testado. Ao ser cortada a energia da rede, observou-se que em uma hora de monitoramento houve um erro de um segundo, mostrando que a precisão do monitor é de 0,027%.
Nos testes realizados o monitor foi capaz de mostrar quantas vezes houve falha de energia elétrica, bem como o tempo total destas falhas e quanto tempo em cada uma das falhas.

4. CONCLUSÕES

O sistema de controle proposto mostrou-se eficiente de forma que este opera em regime automático sem a presença de um operador e sem variações significativas no valor pré-determinado e monitoração contínua de energia gerando altos custos.
Neste caso o Monitor permite o armazenamento das faltas, sendo os dados coletados compilados, permitindo a verificação de pontos de maior incidência de faltas momentâneas, de forma que torne o sistema tolerante às falhas.

5.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ZANCO, W. Microcontroladores PIC: Técnicas de software e hardware para projetos de circuitos eletrônicos. 1. Ed. São Paulo: Érica, 2006. 390p.

SOUZA, D. Desbravando o PIC: Ampliado para PIC 16F628A. 7. Ed. São Paulo: Érica, 2003.

PEREIRA, F. Microcontroladores PIC: programação em C. 1. Ed. São Paulo: Érica, 2003. 358p.

DATA SHEET, CD4017BC  Decade counter/Divider with 10 decoded outputs: Fairchild Semiconductor Corporation,1999.

DATA SHEET, FLASH-Based, 8-Bit CMOS Microcontroller, PIC16F62X: Microchip Technology Inc., 2003. 170p.