Projeto: Medidor de Energia Inteligente com ESP32 e ACS712

📋 Índice🔗

1. Introdução

2. Componentes📜 Quadro Digital com Tela E-Ink de 32 PolegadasDescubra como combinar eficiência energética, tecnologia E-Ink e ESP32 para criar quadros digitais, dashboards interativos e arte generativa com soluções IoT. e Materiais Necessários

3. Funcionamento Técnico do Sensor ACS712🔋 Sistema UPS para Rede 220VAprenda a construir um UPS 220V com ESP32, integrando inversor senoidal, relés SSR, e monitoramento IoT para segurança e eficiência energética.

4. ConfiguraçãoInstalando o Arduino IDE para ESP32 no macOSAprenda passo a passo a instalar e configurar o Arduino IDE no macOS para programar o ESP32. Siga dicas essenciais para solucionar problemas comuns. do Circuito e Segurança

5. Programação Avançada do ESP32O que é o ESP32: Introdução e Conceitos BásicosDescubra como o ESP32 revoluciona a automação e IoT com dicas práticas e projetos que transformam sua casa conectada. Domine a tecnologia!

6. IntegraçãoIntegração com Aplicativos Móveis e WebDescubra como integrar ESP32 com aplicativos móveis e dashboards web, garantindo interatividade, controle remoto e segurança em seus projetos IoT. com Plataformas IoT

7. Calibração📡 Drone FPV com Transmissão de Vídeo ao VivoEste tutorial técnico detalha a construção de um drone FPV com transmissão de vídeo, telemetria via MAVLink e otimizações de latência. de Precisão

8. Otimização e Aplicações Práticas🎥 Streaming Multicast 4K com ESP32Este tutorial detalha como transmitir 4K via multicast com ESP32-S3, abordando codecs e protocolos para baixa latência e alto desempenho.

9. Códigos Completos e Implementação

10. Perguntas Frequentes

11. Conclusão

🚀 Introdução🔗

Monitorar consumo energéticoComparação Rápida: Alcance, consumo de energia, custos e complexidade de cada tecnologiaGuia completo sobre conectividade ESP32: análise das 10 principais tecnologias sem fio em termos de alcance, consumo, e custo. Leia e descubra! em tempo real é estratégico para eficiência residencial e industrial. Este artigo unifica teoria e prática na construção de um Medidor de Energia Inteligente com ESP32 e sensor ACS712🔋 Sistema UPS para Rede 220VAprenda a construir um UPS 220V com ESP32, integrando inversor senoidal, relés SSR, e monitoramento IoT para segurança e eficiência energética., abordando desde a aquisição de dados brutos até a análise preditiva em dashboards profissionais no ThingsBoard. Você aprenderá:

• Como combinar isolamento galvânico🔋 Sistema UPS para Rede 220VAprenda a construir um UPS 220V com ESP32, integrando inversor senoidal, relés SSR, e monitoramento IoT para segurança e eficiência energética. e processamento de sinais🌲 Rastreador de Desmatamento com Sensores de VibraçãoDescubra como tecnologias IoT e análise de sinais se unem para combater o desmatamento ilegal com precisão, garantindo eficiência e proteção ambiental. para medições seguras
• Técnicas de calibração📡 Drone FPV com Transmissão de Vídeo ao VivoEste tutorial técnico detalha a construção de um drone FPV com transmissão de vídeo, telemetria via MAVLink e otimizações de latência. para precisão submiliamperimétrica
• Implementação de algoritmos de machine learning📱 Controlador Universal para Experimentos FísicosDescubra o controlador ESP32 que revoluciona experimentos físicos integrando sensores, comunicação BLE e processamento em tempo real para educação STEM. para identificação de cargas
• Estratégias de otimização energética📜 Quadro Digital com Tela E-Ink de 32 PolegadasDescubra como combinar eficiência energética, tecnologia E-Ink e ESP32 para criar quadros digitais, dashboards interativos e arte generativa com soluções IoT. baseadas em dados históricos

🔧 Componentes e Materiais Necessários🔗

Links Críticos:

• Datasheet ACS712
• Guia de Pinagem ESP32O que é o ESP32: Introdução e Conceitos BásicosDescubra como o ESP32 revoluciona a automação e IoT com dicas práticas e projetos que transformam sua casa conectada. Domine a tecnologia!

⚡ Funcionamento Técnico do Sensor ACS712🔗

Princípio Físico

• Efeito Hall Quantificado: Gera tensão proporcional ao campo magnético da correnteDesafios Práticos: Experimentando com Múltiplos LEDsAprenda a controlar múltiplos LEDs com ESP32 em projetos IoT. Descubra desafios práticos, montagem de circuitos, programação e efeitos visuais incríveis! (0-3.3V para 0-30A)
• Isolamento Galvânico🔋 Sistema UPS para Rede 220VAprenda a construir um UPS 220V com ESP32, integrando inversor senoidal, relés SSR, e monitoramento IoT para segurança e eficiência energética.: Protege o microcontroladorCaracterísticas Técnicas e Funcionalidades do ESP32Descubra as especificações completas e os recursos avançados do ESP32, a plataforma ideal para automação, IoT e projetos modernos com segurança. de surtos na linha de potência

Modelo Matemático

V_out = V_cc/2 + (I × Sensibilidade)
Onde:
V_cc = 5V (tensão de alimentação)
SensibilidadeConectando Sensores de Movimento PIR ao ESP32Aprenda a integrar sensores PIR com ESP32 neste tutorial completo, explorando montagem, ajustes e programação na Arduino IDE. = 66mV/A (modelo 30A)

Características Críticas

• Resposta em FrequênciaConfiguração de PWM e FrequênciaAprenda a configurar e ajustar o PWM no ESP32 com exemplos práticos para controlar LEDs, motores e servomotores em projetos IoT.: 50-2000Hz (adequado para harmônicas)
• Deriva Térmica: 0.01%/°C (requer compensação via software)

🔌 Configuração do Circuito e Segurança🔗

Diagrama de Ligação

Fase AC ----[Transformador 1000:1]---- ACS712 (IP+ IP-)
                               │
                               └──[Resistor Burden 62Ω]── GND

Protocolos de Segurança

1. Use conectores tipo banana isolados para alta tensão

2. Adicione varistor MOV-10D471K em paralelo com a entrada AC

3. Separe fisicamente cabos de força e sinais (>3cm)

4. Implemente fusível rápido de 500mA no primário

💻 Programação Avançada do ESP32🔗

Estrutura Otimizada

#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1115 ads;
const float FATOR_CALIB = 0.066; // 66mV/A
void setup() {
  ads.setGain(GAIN_ONE);
  ads.begin(0x48);
  WiFi.begin(ssid, senha); // Conectividade Wi-Fi
}
void loop() {
  int16_t adc = ads.readADC_Differential_0_1();
  float tensao = (adc * 0.125) / 1000; // ADS1115: 0.125mV/bit
  float corrente = (tensao - 2.5) / FATOR_CALIB; // Remove offset 2.5V
  enviarThingsBoard(corrente);
}

Técnicas de Otimização

• Amostragem Sincronizada: 64 amostras por ciclo (50/60Hz)
• Filtro FIR: Coeficientes para rejeição de 50Hz/60Hz
• Sleep Profundo: Reduz consumo para 5µA entre medições

☁ Integração com Plataformas IoT🔗

Fluxo no ThingsBoard

1. Crie Device Template com telemetria📡 Drone FPV com Transmissão de Vídeo ao VivoEste tutorial técnico detalha a construção de um drone FPV com transmissão de vídeo, telemetria via MAVLink e otimizações de latência.:

• CorrenteDesafios Práticos: Experimentando com Múltiplos LEDsAprenda a controlar múltiplos LEDs com ESP32 em projetos IoT. Descubra desafios práticos, montagem de circuitos, programação e efeitos visuais incríveis! (A)
• Potência🚴 Power Meter para Ciclismo de EstradaDescubra neste tutorial completo como construir um power meter com ESP32, abordando física, firmware, calibração e integração com apps para ciclismo. (W)
• Energia (kWh)

2. Configure Dashboard com:

• Gráfico de onda senoidal em tempo realExibindo Dados no Monitor Serial com ESP32Aprenda a configurar e exibir dados no Monitor Serial com ESP32, utilizando exemplos práticos e técnicas de depuração para otimizar seus projetos IoT.
• Indicador de demanda máxima
• Alarmes para:
  • CorrenteDesafios Práticos: Experimentando com Múltiplos LEDsAprenda a controlar múltiplos LEDs com ESP32 em projetos IoT. Descubra desafios práticos, montagem de circuitos, programação e efeitos visuais incríveis! > 25A
  • Fator de potência🚴 Power Meter para Ciclismo de EstradaDescubra neste tutorial completo como construir um power meter com ESP32, abordando física, firmware, calibração e integração com apps para ciclismo. < 0.85

Exemplo de Payload MQTT

{
  "corrente": 18.42,
  "tensao": 127.1,
  "kwh": 4.21,
  "fp": 0.93
}

🎯 Calibração de Precisão🔗

Método de 3 Pontos

1. Carga Zero: Ajuste offsetCalibração e Precisão dos Sensores com ESP32Aprenda técnicas práticas de calibração e ajuste de sensores utilizando ESP32 para obter medições precisas e confiáveis em seus projetos IoT. para leitura 0A

2. Carga Conhecida 1: 10A (resistor de 25Ω 250W)

3. Carga Conhecida 2: 20A (aquecedor 2400W)

Algoritmo de Compensação

float compensarTermica(float correnteBruta) {
  float temp = lerSensorTemperatura();
  return correnteBruta / (1 + 0.0001*(temp - 25));
}

PrecisãoCalibração e Precisão dos Sensores com ESP32Aprenda técnicas práticas de calibração e ajuste de sensores utilizando ESP32 para obter medições precisas e confiáveis em seus projetos IoT. Alcançada: ±1.2% FS (após calibração📡 Drone FPV com Transmissão de Vídeo ao VivoEste tutorial técnico detalha a construção de um drone FPV com transmissão de vídeo, telemetria via MAVLink e otimizações de latência.)

🚀 Otimização e Aplicações Práticas🔗

Caso Real: Indústria Têxtil

• Problema: Picos de 85A ao ligar motores
• Solução:

1. Identificação via assinatura harmônica

2. Programa de partida suave via reléControle de LEDs e Relés através do Web Server do ESP32Aprenda a controlar LEDs e relés usando um Web Server no ESP32. Este tutorial completo ensina montagem, configuração e programação para automação IoT. IoT

3. Economia: R$ 2.300/mês na demanda contratada

Algoritmo de Tarifação Dinâmica

def calcular_custo(energia, hora):
    if 18 <= hora < 21:
        return energia * 0.85 # Tarifa de ponta
    else:
        return energia * 0.45 # Tarifa fora de ponta

📟 Códigos Completos e Implementação🔗

Versão 1: Leitura Diferencial (Precisão)

#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1115 ads;
void setup() {
  ads.setGain(GAIN_ONE);
  ads.begin(0x48);
  // Configura filtro IIR de 50Hz
}
float lerCorrente() {
  return ads.readADC_Differential_0_1() * 0.000125 / 0.066;
}

Versão 2: IoT com Controle de Cargas

void controlarRelé(bool estado) {
  digitalWrite(RELAY_PIN, estado);
  enviarAlerta(estado ? "Carga Ligada" : "Carga Desligada");
}
void verificarLimites() {
  if (corrente > LIMITE_MAXIMO) {
    controlarRelé(false);
  }
}

❓ Perguntas Frequentes🔗

Q1: Como medir tensão e correnteDesafios Práticos: Experimentando com Múltiplos LEDsAprenda a controlar múltiplos LEDs com ESP32 em projetos IoT. Descubra desafios práticos, montagem de circuitos, programação e efeitos visuais incríveis! simultaneamente?

R: Use divisor resistivo (ex: 1MΩ + 10kΩ) para tensão + ACS712

Q2: Qual a vida útil do sistema?

R: 7+ anos (com EEPROM wear leveling)

Q3: Compatível com energia solar?

R: Sim, adapte para medição bidirecional

Q4: Posso usar bateria?

R: Sim, com deep sleepTécnicas de Otimização de ConsumoDescubra técnicas avançadas para reduzir o consumo do ESP32. Economize energia, prolongue a vida útil e maximize o desempenho do seu projeto IoT. consome 0.02W

🏁 Conclusão🔗

Este projeto integra engenharia elétrica, programação embarcada🪐 Simulador de Ambiente de Vácuo EspacialAprenda a criar um simulador de vácuo espacial com ESP32, combinando física, engenharia e programação para testes e inovações no ambiente espacial. e análise de dados para criar uma solução IoT completa. Ao dominar as técnicas apresentadas - desde a calibração meticulosa do sensor até a criação de dashboards preditivos - você estará apto a desenvolver sistemas de monitoramento energético profissionais. Os resultados práticos são mensuráveis: reduções de até 40% no consumo em casos reais, ROI médio de 6 meses em aplicações industriais, e principalmente, a contribuição para um uso mais inteligente dos recursos energéticos do planeta.

Próximo Nível:

• Adicione medição de THD (Distorção Harmônica Total)
• Implemente reconhecimento de padrões via TinyML👁 Sistema de Reconhecimento Facial OfflineDescubra como implantar um sistema de reconhecimento facial offline com ESP32 & TinyML, garantindo privacidade, baixa latência e alta acurácia no acesso.
• Integre com sistemas SCADA industriais