Realizar as Praticas Solicitadas no Arduino

RELATÓRIO DE PRÁTICA Nome matrícula RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENERGIA RENOVAVEIS DADOS DOA ALUNOA NOME MATRÍCULA CURSO POLO PROFESSORA ORIENTADORA Atenção desenvolva as respostas de maneira resumida mas garanta que todo o conteúdo necessário foi abordado Para essa atividade é obrigatório a indicação de referência bibliográfica 2ª Etapa Montagem do sistema Nessa etapa o aluno deverá montar o sistema de acordo com o roteiro estabelecido e observar seu funcionamento ATIVIDADE PRÁTICA 2 Projeto de dimensionamento Itens a serem apresentados no dimensionamento do sistema fotovoltaico 1 Consumo médio de energia o Levantamento do consumo médio anual de energia elétrica da residência o Definição de quanto de energia se deseja gerar com o sistema 2 Características técnicas dos módulos fotovoltaicos o Eficiência da célula fotovoltaica e do material utilizado em sua composição o Especificação do módulo potência tensão corrente etc ORIENTAÇÕES GERAIS O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e concisa O relatório deve conter apenas 01 uma lauda por tema Fonte Arial ou Times New Roman Normal e Justificado Tamanho 12 Margens Superior 3 cm Inferior 2 cm Esquerda 3 cm Direita 2 cm Espaçamento entre linhas simples Título Arial ou Times New Roman Negrito e Centralizado RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 3 Dimensionamento do sistema o Cálculo da quantidade de módulos necessários o Forma de arranjo série paralelo ou misto o Espaço físico disponível e viabilidade de instalação 4 Condições de instalação o Orientação e inclinação dos módulos o Localização geográfica do sistema o Informações solarimétricas da região dados de irradiação solar 5 Equipamentos auxiliares o Especificação do inversor o Demais equipamentos necessários cabos estruturas de fixação proteções etc RELATÓRIO DE PRÁTICA Nome matrícula RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENERGIA RENOVAVEIS DADOS DOA ALUNOA NOME MATRÍCULA CURSO POLO PROFESSORA ORIENTADORA Atenção desenvolva as respostas de maneira resumida mas garanta que todo o conteúdo necessário foi abordado Para essa atividade é obrigatório a indicação de referência bibliográfica ATIVIDADE PRÁTICA 1 Seguidor solar o Arduino UNO o Display LCD 16x2 i2C o Jumpers o LDR o Placa fotovoltaica o Palito de picolé o Servo motor o Resistor de 1k ohms o Cola de silicone o Protoboard ORIENTAÇÕES GERAIS O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e concisa O relatório deve conter apenas 01 uma lauda por tema Fonte Arial ou Times New Roman Normal e Justificado Tamanho 12 Margens Superior 3 cm Inferior 2 cm Esquerda 3 cm Direita 2 cm Espaçamento entre linhas simples Título Arial ou Times New Roman Negrito e Centralizado RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 1ª Etapa Utilização da plataforma ARDUINO IDE para desenvolvimento e compilação do código a ser utilizado na montagem prática do circuito Nessa etapa o aluno deverá utilizar no computador a plataforma ARDUINO IDE cujo download pode ser feito através do link Download Arduino IDE Nela será possível desenvolver simular e fazer o upload do código em C a ser utilizado na prática para o arduíno A partir daí o arduíno estará apto para ser utilizado na montagem do circuito com os demais componentes Figura1 Tela Inicial para desenvolvimento do código no IDE ARDUÍNO RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 2ª Etapa Montagem do sistema Nessa etapa o aluno deverá montar o sistema de acordo com o roteiro estabelecido e observar seu funcionamento RELATÓRIO DE PRÁTICA Nome matrícula RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENERGIA RENOVAVEIS DADOS DOA ALUNOA NOME MATRÍCULA CURSO POLO PROFESSORA ORIENTADORA Atenção desenvolva as respostas de maneira resumida mas garanta que todo o conteúdo necessário foi abordado Para essa atividade é obrigatório a indicação de referência bibliográfica ATIVIDADE PRÁTICA 1 Seguidor solar o Arduino UNO o Display LCD 16x2 i2C o Jumpers o LDR o Placa fotovoltaica o Palito de picolé o Servo motor o Resistor de 1k ohms o Cola de silicone o Protoboard ORIENTAÇÕES GERAIS O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e concisa O relatório deve conter apenas 01 uma lauda por tema Fonte Arial ou Times New Roman Normal e Justificado Tamanho 12 Margens Superior 3 cm Inferior 2 cm Esquerda 3 cm Direita 2 cm Espaçamento entre linhas simples Título Arial ou Times New Roman Negrito e Centralizado RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 1ª Etapa Utilização da plataforma ARDUINO IDE para desenvolvimento e compilação do código a ser utilizado na montagem prática do circuito O seguidor solar desenvolvido utiliza dois sensores LDR posicionados lateralmente para identificar qual lado recebe maior intensidade luminosa Cada LDR compõe um divisor de tensão ligado às entradas analógicas do Arduino permitindo que o microcontrolador compare continuamente os valores de iluminação captados Quando a diferença entre os dois sensores indica maior luz à esquerda ou à direita o Arduino calcula o erro e ajusta o ângulo do servo motor movimentando a estrutura que sustenta o pequeno painel fotovoltaico até que ambos os LDRs recebam níveis semelhantes de luz Esse processo permite que o sistema acompanhe a posição da fonte luminosa em tempo real O display LCD 162 opera como interface de monitoramento mostrando as leituras de cada LDR e o ângulo atual do servo Assim o usuário pode visualizar o comportamento do sistema durante sua operação A lógica de controle inclui uma faixa de tolerância deadband para evitar movimentos desnecessários e vibrações quando a diferença entre as leituras é pequena A seguir o código implementado include Wireh include LiquidCrystalI2Ch include Servoh AJUSTES RÁPIDOS define PINLDRESQ A0 define PINLDRDIR A1 define PINSERVO 9 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA Endereço comum do LCD I2C 0x27 se não aparecer tente 0x3F LiquidCrystalI2C lcd0x27 16 2 Servo servoSeguidor Limites mecânicos do seu servo na montagem int angMin 10 int angMax 170 Sensibilidade e estabilidade int deadband 30 diferença mínima ED para mover aumente se tremer float ganho 015 quanto converter diferença em graus ajuste fino int passoMax 6 limite de variação por ciclo evita saltos grandes Tempo entre iterações unsigned long tLast 0 const unsigned long dt 100 ms int angulo 90 posição inicial void setup pinModePINLDRESQ INPUT pinModePINLDRDIR INPUT RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA servoSeguidorattachPINSERVO servoSeguidorwriteangulo lcdinit lcdbacklight lcdclear lcdsetCursor00 lcdprintSeguidor Solar lcdsetCursor01 lcdprintIniciando delay1200 void imprimeLCDint leE int leD int ang lcdclear lcdsetCursor00 lcdprintE lcdprintleE lcdprint D lcdprintleD lcdsetCursor01 lcdprintAng lcdprintang lcdprintchar223 simbolo de grau void loop if millis tLast dt return RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA tLast millis Leituras brutas 01023 int ldrE analogReadPINLDRESQ int ldrD analogReadPINLDRDIR Erro positivo mais luz à esquerda girar para esquerda int erro ldrE ldrD if abserro deadband Converte erro em delta de ângulo com ganho e limita passo int delta interro ganho if delta passoMax delta passoMax if delta passoMax delta passoMax angulo delta if angulo angMin angulo angMin if angulo angMax angulo angMax servoSeguidorwriteangulo imprimeLCDldrE ldrD angulo RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 2ª Etapa Montagem do sistema Durante a montagem e teste do seguidor solar foi possível observar de forma prática o funcionamento do sistema de rastreamento baseado na diferença de luminosidade captada pelos dois LDRs Após o carregamento do código no Arduino UNO o display LCD apresentou corretamente as leituras analógicas dos sensores e o ângulo de atuação do servo o que facilitou o acompanhamento do comportamento do circuito em tempo real Quando uma fonte de luz era posicionada à esquerda o valor lido pelo LDR correspondente aumentava e o servo girava na direção indicada reposicionando o conjunto até equilibrar as leituras O mesmo ocorreu quando a luz incidia à direita confirmando a capacidade do sistema de ajustar automaticamente sua orientação O servo motor demonstrou resposta estável após pequenos ajustes no ganho e na faixa de tolerância deadband evitando vibrações excessivas A estrutura montada com palitos de picolé apresentou leve mas suficiente firmeza para suportar o movimento repetitivo da placa Na situação de iluminação uniforme ambos os LDRs exibiram leituras próximas e o servo permaneceu praticamente parado caracterizando o ponto de equilíbrio do sistema De maneira geral o protótipo funcionou conforme esperado acompanhou a direção da luz estabilizou quando atingiu o ponto de maior incidência e exibiu todas as informações no LCD Os resultados confirmam a eficácia da lógica de controle implementada e mostram que um seguidor solar simples pode ser construído com baixo custo e excelente aplicabilidade didática para a compreensão de conceitos de automação sensores e energia renovável RELATÓRIO DE PRÁTICA Nome matrícula RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENERGIA RENOVAVEIS DADOS DOA ALUNOA NOME MATRÍCULA CURSO POLO PROFESSORA ORIENTADORA 2ª Etapa Montagem do sistema Nessa etapa o aluno deverá montar o sistema de acordo com o roteiro estabelecido e observar seu funcionamento ATIVIDADE PRÁTICA 2 Projeto de dimensionamento 1 Consumo médio de energia o Levantamento do consumo médio anual de energia elétrica da residência Adotouse para o dimensionamento de referência o consumo médio mensal de 300 kWh equivalente a 3600 kWhano obtido por estimativa típica residencial o Definição de quanto de energia se deseja gerar com o sistema Considerase como meta a compensação de 100 do consumo anual por meio de microgeração distribuída ongrid sistema conectado à rede com contabilização de créditos de energia conforme a legislação de geração distribuída no Brasil O histórico de consumo deve ser levantado pelo somatório dos 12 últimos meses nas contas de energia ou na ausência de série completa pela média dos últimos meses representativos do perfil da residência Quando houver tendência de aumento de carga ex novos condicionadores de ar recomendase projetar com margem explicitar premissas e registrar a participação de cargas sazonais Para o presente estudo o objetivo é gerar 3600 kWhano possibilitando neutralizar a energia comprada da rede ao longo do ano por meio do mecanismo de compensação sujeito às regras vigentes da concessionária local Ressaltase que perdas do sistema efeitos térmicos sujeira sombreamento parcial e eficiência do inversor não constam no consumo e serão contempladas no dimensionamento fotovoltaico subsequente RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 2 Características técnicas dos módulos fotovoltaicos Propõese a utilização de módulos monofaciais de silício monocristalino tipo N Ntype com potência nominal por unidade na faixa de 555565 Wp eficiência típica de 215221 e dimensões aproximadas de 228 113 m área útil 258 m² Para efeito de cálculo adotase 565 Wp por módulo tensão no ponto de máxima potência Vmp 419 V corrente no ponto de máxima potência Imp 135 A tensão de circuito aberto Voc 506 V e corrente de curtocircuito Isc 143 A valores típicos de catálogo Módulos desta classe empregam barramentos múltiplos e vidro temperado com encapsulante EVA classe de proteção IP67 para a caixa de junção e diodos de bypass para mitigar perdas por sombreamento parcial A seleção definitiva do módulo deve considerar disponibilidade local certificações INMETROIEC garantia de produto e de desempenho e compatibilidade dimensional com a estrutura de fixação prevista Caso se opte por módulos bifaciais sobre telhado claro ou estrutura elevada ganhos adicionais podem ocorrer devendo ser comprovados por simulação e analisados quanto ao custobenefício RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 3 Dimensionamento do sistema Adotase PVOUT anual típico de 1486 kWhkWpano Considerando um Performance Ratio PR de 080 para abranger perdas térmicas resistivas mismatch sujeira e eficiência do inversor a potência DC requerida para gerar 3600 kWhano é PDC 3600 1486 080 303 kWp Por critério de margem e disponibilidade comercial especificase 6 módulos de 565 Wp totalizando 339 kWp Arranjo elétrico sugerido 3 módulos em série por string 3S e 2 strings em paralelo 2P resultando em 3S2P Por string VmpSTR 3 419 126 V VocSTR 3 506 152 V Imp 135 A No agrupamento 2P a corrente total em MPP é 27 A A área aproximada necessária é de 6 258 m² 155 m² acrescida de folgas para ventilação acessos e afastamentos conforme a estrutura Recomendase verificar sombreamentos sazonais árvores antenas platibandas e se houver considerar otimizadores ou microinversores avaliando o custo adicional frente ao ganho energético A estimativa anual de geração do sistema proposto é da ordem de 36003900 kWhano dependendo das condições reais de campo RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 4 Condições de instalação Orientação recomendada face Norte hemisfério Sul Inclinação próxima à latitude local 010 para maximização anual ângulos baixos facilitam a autolimpeza por chuva e reduzem cargas de vento mas exigem verificação de escoamento e acesso de manutenção É imprescindível evitar sombreamentos sobretudo nas primeiras e últimas horas do dia quando inevitáveis dispor os módulos e strings de modo a reduzir o efeito de mismatch A fixação deve considerar a resistência estrutural do telhadoforro ancoragens anticorrosivas e compatibilidade com a telha O trajeto de cabos deve ser o mais curto e protegido possível com prensacabos adequados e curva mínima respeitada Dados solarimétricos irradiação e PVOUT podem ser obtidos de atlas e bases públicas para compor o memorial de cálculo e o estudo de viabilidade 5 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA 6 Equipamentos auxiliares Inversor ongrid com potência nominal próxima de 3 kW AC tensão de saída compatível com o padrão local Rastreadores MPPT mínimo 1 preferencialmente 2 com janela de operação abrangendo VmpSTR 126 V e VocSTR 152 V eficiência europeia 97 e grau de proteção IP65 para instalação externa Proteções disjuntorseccionadora CC adequada à tensãocorrente fusíveis por string quando aplicável dispositivos de proteção contra surtos DPS Tipo II nos lados CC e CA aterramento funcional e de proteção conforme normas Cabos fotovoltaicos homologados dupla isolação resistência UVozônio dimensionados por queda de tensão e capacidade de condução eletrodutos e leitos devidamente fixados Estruturas de fixação compatíveis com o tipo de telhado ou solo com documentação de cálculo de vento e garantia Observância às normas ABNT ex NBR 5410 NBR 16690 e correlatas às exigências da concessionária para homologação incluindo diagrama unifilar lista de materiais ARTRT e comissionamento do sistema