Para continuação do trabalho proposto foi instalado o aplicativo QGIS para visualizar o alimentador do BDGD e importar os dados de iluminação para o Excel.
QGIS é um aplicativo gratuito disponível na pagina https://www.qgis.org/en/site/ . O software QGIS é uma sugestão da própria ANEEL.

O BDGD da ANEEL vai ser utilizado para levantamento de dados de um alimentador real. Para tal escolhemos a empresa CEMIG - cidade de Itajuba MG.

O BDGD é um arquivo georreferenciado que a ANEEL possui de todas as concessionarias do Brasil.

Neste arquivo podemos ver os ativos elétricos da empresa, e podemos ter ideia dos alimentadores, e suas características construtivas.
Os detalhes da Base de dados geográfica da distribuição podem ser encontrados no PRODIST modulo 10 disponível no endereço  http://www.aneel.gov.br/modulo-10. 

Artigo em elaboração

Artigo em elaboração - LINK

DRAFT

SMARTER STREET LIGHTING SYSTEM FOR SMART CITIES

No Brasil a iluminação pública (IP) das vias é através de sensores fotovoltaicos que ligam as lâmpadas assim que anoitece e ao amanhecer quando há claridade o suficiente os sensores desligam as lâmpadas. A maioria das lâmpadas utilizadas na iluminação é a lâmpada de vapor de Sódio, e em algumas regiões já temos a utilização de lâmpadas LED, mas ainda em pequena escala comparado a quantidade de lâmpadas que existem na IP.

O método atual de controle de IP desperdiça energia, pois em algumas vias na madrugada o tráfego de veículo e pedestre chega a ser nulo e nesses períodos não haveria necessidade de iluminar com intensidade máxima a via por completo.

A ideia desse trabalho é propor uma forma de economizar energia através de um controle mais eficiente. Através de sensores podemos detectar os movimentos de veículos e pessoas, dessa forma, podemos propor que nos pontos onde não há movimento a Iluminação reduza ou desligue, e nos pontos onde o tráfego ocorre a iluminação esteja ligada. É importante que os sensores conversem entre si de forma que para o pedestre ou veículo, a iluminação esteja sempre ligada de forma que ele não sinta o ligar e desligar das luzes. Para isso é necessário que o sistema de controle se antecipe, verifique as rotas e já acione as lâmpadas por onde a pessoa deverá passar.

Para determinar a intensidade das lâmpadas podemos levar em consideração as fases da lua, como o ciclo completo leva um pouco mais de 29 dias, vamos propor no período de Lua Cheia diminuir a intensidade das lâmpadas em 25%, de forma a já economizar energia.

Será proposto utilizar lâmpadas LED, que além de serem mais econômicas, permitem o controle da intensidade de luminosidade. Dessa forma, podemos determinar pontos estratégicos onde mesmo que não ocorra tráfego, por segurança, a iluminação deverá ser apenas reduzida ao invés de desligada.

Vamos utilizar o Internet das Coisas (IoT), que e’ um conceito de um tecnológico em que objetos estão interconectados, de forma a aproveitar os sensores e informações de tráfego que já existentes nas vias. Uma boa forma é utilizar as câmeras de segurança já instaladas, que podem fornecer ao sistema de iluminação informação de presença de veículos, bicicletas ou pedestres.

Nos pontos onde for conveniente, podemos instalar pequenas placas solares e baterias, que servirão para alimentar a IP e o sistema de controle inteligente da iluminação.

Para um controle centralizado, seria necessário computadores, um sistema de comunicação e um backup de toda a central de controle, faria com que a implementação desse artigo não fosse viável, pois esse tipo de controle é bem mais caro.
A ideia é montar um controlador que acione as lâmpadas vizinhas (de uma mesma rede de IP), e a informação dessa rede será passada ao controlador da rede vizinha por rede sem fio. Dessa forma os custos não seriam tão elevados, e os controladores poderiam utilizar a própria rede de alimentação de IP já existente para trocar as informações.
Para um projeto piloto, será escolhido um alimentador para propor um algoritmo de controle da IP. Além disso, este sistema possui uma interface amigável de forma que o usuário não perceba a sua a diferença entre o sistema atual e o sistema proposto.   

FOCO NO TRABALHO:

[5] - Internet Of Things Based Intelligent Street Lighting System for Smart City - Parkash Tambare and Prabu Venkatachalam

RESUMO :

    A proposta do artigo é fornecer uma solução para o desperdício de energia elétrica de iluminação publica (IP) em lugares onde não há transito nem pessoas. Foi realizado um sistema para essa economia.

    Esse sistema controla a via por sensores de infravermelho, identificando quando há veículos ou quaisquer outros obstáculos na rua. O sensor aciona o controlador que liga ou desliga as lâmpadas na intensidade de iluminação correta para os objetos detectados no sensor. A mesma informação do sensor pode ser acessada e acionada pela Internet das Coisas.

    A luminosidade da via é baseada no uso e sua ocupação, ou seja, automatizando a classificação de pedestres versus ciclistas e automotivos.

    O modo de operação desse sistema pode estar em automático e manual.

    O gerenciamento inteligente propõe um sistema sem fio para rastrear e controlar remotamente consumo real de energia de IP e caso necessário tomar as medidas apropriadas de redução de consumo de energia.

    Foi usada a tecnologia GSM onde o sistema ligar e desligar pode ser acionado manualmente, onde a intensidade das lâmpadas é determinada automaticamente pelo sensor PIR na detecção de objetos.

    Todo o sistema é operado usando fonte de energia artificial chamada solar e com bateria reserva.

    Este sistema é apropriado para iluminação pública em áreas urbanas e rurais remotas, onde o tráfego é baixo ou quase nulo.

FERRAMENTAS UTILIZADAS

    MPLAB IDE: É um conjunto de ferramentas gratuita e integrado para o desenvolvimento de aplicativos incorporados nos Microchips Microcontroladores.

    IDE do Arduino: É um software de código aberto e facilita o código e o carrega no quadro. O ambiente é escrito em Java e antes de executar o Software IDE Java a ser instalado na máquina, esse software pode ser usado com qualquer placa Arduino.

    OrCAD este utilitário ajuda de projetar o esquema para implementar as rotas das conexões elétricas e outros diagramas de montagem de os componentes.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

    A arquitetura do sistema do sistema de IP inteligente consiste em sensores de infravermelho, microcontrolador LDR, PIC16F877A, Módulo de relé, UART e Wifi.

    Os LDR são dispositivos dependentes da luz cuja resistência diminui quando a luz cai. O veículo que passa pela luz da rua é detectado pelo sensor IR. O relé é usado como um interruptor para ligar / desligar a lâmpada da rua. 

    Um UART (Receptor / Transmissor Assíncrono Universal) é o microchip com programação que controla a interface do computador ao seu sistema de iluminação pública

CONCLUSÁO

  O protótipo foi implementado com sucesso e as informações do protótipo puderam ser acompanhadas em página da web, em tempo real apresentando o status da IP assim  como dados para o gerenciamento de consumo.

    O projeto “Sistema de iluminação inteligente inteligente baseado em IoT para cidades inteligentes” é uma ferramenta econômica, prática, amigável e permite  economizar energia. As informações sobre o status da iluminação das vias podem ser acessadas a partir de Qualquer tempo e qualquer lugar. O custo e a manutenção iniciais podem ser os inconvenientes deste projeto. 

FOCO NO TRABALHO:

5 lições aprendidas com a implantação de projetos tecnológicos.

1 – Questão moral e éticas. Noçao de responsabilidade: Mede o quanto alguém ou alguma coisa é responsável .  Informações com responsabilidade.

2 – Privacidade. Reciprocidade: Uma proteção total a privacidade é impossível (e talvez ate indesejável).  A população sabe que há câmeras espalhadas nas ruas, mas mesmo assim a reciprocidade deve ser aplicada aqui.

3 – Segurança. (Security)  Adaptabilidade  – Adaptar o comportamento de forma preventiva e pro ativa.

4 – Integridade – Curadoria/Scrubbing – Embora seja uma característica humana é também usada na ciência da computação para as informações (dados). Ou seja, houve uma gestão dos dados, desde a coleta, a armazenagem e disponibilização para a utilização de forma correta, transparente e confiável. Garantia que estará disponível e adequado para uma utilização futura.

5 – Segurança. (Safety) – Autonomia – Gestão de desastres executada de forma cooperativa e dinâmica. A questão aqui é ate que ponto nós vamos dar autonomia aos processos inteligentes para as adaptações sugeridas.

FOCO NO TRABALHO:

[4] - Intelligent Street Lights - Y M Jagadeesha, S Akilesha, S Karthika*, Prasantha

Resumo:

Esse artigo inclui inteligência em redes de iluminação já existentes. A ideia é diminuir a iluminação que normalmente é 100% ligada. Consequentemente economizando energia e reduzindo a emissão de CO2.

Os fatores considerados neste projeto são as fases da lua e o trafego das vias.  Consistem em sensor infravermelho, sensores PIR, controlador embutido (Arduino) de baixo custo e armazenamento.

O sistema adaptaria inteligentemente os níveis de iluminação com base nas condições climáticas e na densidade do tráfego. Esses níveis ou intensidade de iluminação serão ajustados dinamicamente através dos sensores e microcontroladores de acordo com a densidade de corrente.

Arquitetura:

Vários sensores IR e PIR colocados nas duas extremidades da via para detectar a densidade de transeuntes. Esses sensores são colocados de forma a transferirem as informações entre si. Os sensores se comunicam através da conexão com fio, pois é uma solução mais econômica e tem a capacidade de tempo real.

Cada parte consiste em sensores infravermelhos e PIR para detectar o fluxo. Dois sensores são usados para melhorar a precisão da detecção. Esses sensores são conectados ao microcontrolador no qual os dados são processados e os ajustes de níveis de iluminação são ajustados.

Sempre que um transeunte for identificado pelo sensor, ele se comunicará com luzes da rua vizinhas, que iluminarão ao redor. As luzes da rua escurecerão para baixo nível de tensão quando nenhuma atividade é identificada e clareia para o nível de alta tensão quando o movimento é detectado.

A figura 1 mostra o diagrama esquemático do sistema de iluminação pública com sensores IR e PIR na via.

A Figura 2 mostra o diagrama de blocos.

O diagrama de blocos consiste em vários subsistemas como Sensing Unit, Microcontroller unit e o Lighting system.

A Sensing Unit consiste em IR 9/23/2019 e sensores PIR para detectar o tráfego da pista.

O Microcontroller unit é conectado à unidade de detecção para ajustar o nível de intensidade da iluminação.

Toda a unidade é alimentada pelas baterias.

A unidade de detecção prescreverá na comunicação interna para a liberação de luzes ao longo do caminho.

Detecção e controle

·         Unidade de detecção 

A unidade de detecção consiste em sensores infravermelhos em cada lado da via que envia os dados ao microcontrolador. Os sensores são colocados em ambos os lados da via e essas unidades se comunicam entre si.

Quando uma pessoa é detectada na pista, ela ilumina seu ponto e também leva a informação de iluminar os pontos ao seu redor. De forma que a pessoa seja cercada por um círculo seguro de luz.

Nesse sistema, o microcontrolador permanece no modo de suspensão durante o dia e alterna para o modo ativo durante o período escuro. 

·         Controle através de inteligencia

A partir dos dados informados pelos sensores o controlador define suas ações, cujo fluxograma é apresentado na Fig. 3.

Se houver alguma informação de movimento, as luzes brilham com maior intensidade e se comunicam com sensor vizinho para que as lâmpadas próximas tenham a mesma reação.

Caso contrario, as luzes brilham com uma intensidade de 25% da original e se comunicam com vizinho para fazer a mesma operação. 

Se houver alguma informação de movimento, as luzes brilham com maior intensidade e se comunicam com sensor vizinho para que as lâmpadas próximas tenham a mesma reação.

Caso contrario, as luzes brilham com uma intensidade de 25% da original e se comunicam com vizinho para fazer a mesma operação.

A operação de contagem é realizada para detectar a lua cheia que ocorre a cada 30 dias. O contador é feito para funcionar sempre que atingir os múltiplos de 30 então a luz diminuirá para 25% do brilho original. Espera-se que na implementação desse sistema ocorra uma economia de 60%.

O controle da iluminação é alcançado individualmente para todos os sensores para uma melhor precisão.

Normalmente o sistemas de iluminação são de lâmpadas LED e de vapor de sódio.

Conceito de trabalho

Os sensores IR e PIR são instalados em ambos os lados das vias, com base no fluxo de movimento. Esses sensores estão conectados ao microcontrolador comum. Para uma única rua, um único microcontrolador é suficiente.

             O modelo de um pequeno sistema de IP é mostrado na Fig.4.

            

            

Resultados

O resultado inclui a operação bem-sucedida do sistema de iluminação pública. Reduz o desperdício de energia em horas não utilizadas. Este sistema controla a intensidade das luzes com base no tráfego da via.  

Conclusão

Este artigo apresenta um sistema inteligente de iluminação pública de baixo custo através de sensores para redução de eletricidade energia. Este sistema dinâmico foi experimentado através de sensores IR e PIR e as saídas são obtidas através do software de simulação proteus7.