Arquivo mensal 30/11/2020

porRicardo Jorge

Indústria 4.0 – Introdução

Evoluir – Otimizar – Cooperar

A indústria 4.0 ou também como é conhecida, a Quarta Revolução Industrial, é um termo que teve início por volta de 2015.

Sua base é a automação dos processos de manufatura industrial, através da utilização de M2M ( comunicação Máquina / Máquina ) e IoT ( Internet das Coisas ).

Através da comunicação e a monitoração contínua entre os processos, a intervenção humana não é necessária e vários ajustes podem ocorrer sob demanda e de maneira automatizada.

Isto representa agilidade e diminuição de falhas e deperdício de materias.

Os estágios anteriores da indústria foram :

Primeira revolução industrial

Baseada na transição da produção totalmente manual, para métodos que incluiam máquinas movidas a vapor.

Segunda revolução industrial

Conhecida também como Revolução Tecnológica, abrange o perído da introdução da eletricidade, das redes telegráficas e o transporte por trens.

A eletricidade acabou por substituir o vapor e houve um grande salto na produtividade, através do uso de mais máquinas.

Terceira revolução industrial

Conhecida também como a Revolução Digital.

Teve lugar no final do século 20, após as duas guerras mundiais.

Foi marcada pelo uso dos computadores e das tecnologias de comunicação nos processos produtivos

Neste período também ocorreu a diminuição da necessidade da intervenção humana no ambiente de produção.

Princípios da Indústria 4.0 – a Revolução Industrial

  • Interconexão
  • Informação transparente
  • Apoio a decisões técnicas ( tomada de decisão / resolução de problemas )
  • Decisões descentralizadas

O ecossistema da Indústria 4.0

A indústria 4.0 tem forte relação com as seguintes tecnologias :

  • IoT
  • Big Data e Analytics
  • Computação na Nuvem ( Cloud )

IoT

IoT que significa Internet Of Things, ou Internet das Coisas em português, está diretamente ligada com as coletas de informações e também com a automação dos processos.

Através dos coletores IoT, representados pelos vários tipos de sensores, é possível saber como cada etapa da produção se comporta.

Exemplos mais comuns de sensores são :

  • temperatura
  • tensão – voltagem
  • pressão
  • rotação
  • vazão
  • volume
  • umidade
  • consumo de energia

Com as informações vindas dos sensores, podemos retroalimentar os processos, utilizando os atuadores.

A dupla sensor / atuador é a base para IoT.

Exemplos mais comuns de atuadores :

  • válvulas para controle de fluxo
  • controle de rotação dos motores – inversores de frequência e PID
  • válvulas para controle de pressão
  • controle de irrigação
  • posicionamento de painéis solares e geradores eólicos
  • sistemas de freio

Big Data e Analytics

Com as coletas de dados feitas pelos inúmeros sensores, teremos uma grande quantidade de dados que podem e devem ser analisados.

Sem as devidas ferramentas e as corretas metodologias, a imensidão de dados não trará os resultados desejados.

É neste ponto que entra a parte de Analytics, transformando os dados em relatórios e painéis para análise e tomada de decisão, pontual e futura.

Computação na Nuvem ( Cloud )

A computação na Nuvem, ou Cloud como também é conhecida, está diretamente relacionada com IoT.

Isto ocorre porque na maioria dos casos, os dispositivos IoT não contam com grandes recursos para armazenamento e processamento.

Desta forma, os dados coletados precisam ser encaminhados para um local onde serão armazenados e tratados, junto dos demais dados dos inúmeros sensores que fazem parte daquele processo da Indústria 4.0.

De fato, os dados coletados em uma planta fabril poderão ser utilizados em outra planta, complementando e integrando a gestão da produção.

Vale observar que esta Nuvem pode ser pública ou privada.

Uma Nuvem Pública é quando a empresa contrata os serviços de um Provedor de Nuvem.

Já a Nuvem Privada é quando a empresa implementa internamente, toda a infraestrutura relacionada aos serviços que deseja utilizar.

Conclusão

Sem dúvida, a Indústria 4.0 e seu ecossistema são temas interessantes, importantes e vastos, que não poderiam ser abordados em um único artigo.

Acompanhe nosso blog sobre este e outros temas interessantes, que serão abordados futuramente com mais detalhes.

Referências :

Indústria 4.0

Artigos relacionados :

IoT – coletores para todos os perfis de uso

Indústria 4.0 e a Internet das Coisas Industrial – IIoT

porRicardo Jorge

Node-RED – apresentação

Conhecendo Node-RED

Node-RED é uma ferramenta de desenvolvimento baseada em fluxos e foi originalmente criada pela IBM para interconexão de dispositivos de hardware, APIs e serviços online, tendo como foco aplicações IoT.

Todo o acesso ao ambiente de desenvolvimento é feito através de uma interface WEB.

Através desta interface, é possível desenvolver inúmeras aplicações utilizando várias bibliotecas já disponíveis, denominadas “nós”, ou programando diretamente em JavaScript.

Utilizo Node-RED faz alguns anos tanto para prototipagem, como em produção, juntamente com MQTT, JSON, arduino, Raspberry, “família” ESP8266, mosquitto e muitas outras ferramentas e recursos.

Acesse o site Node-RED e saiba mais.

Devido a sua versatilidade, inúmeros projetos focados em IoT utilizam Node-RED.

Mas nem só de IoT vive o Node-RED, já que, através do uso de APIs e acesso a serviços online, é possível criar muita coisa interessante.

Posso citar alguns casos de uso ( próprio ) :

  • Integração com Twitter
  • Gerenciador de bot para Telegram
  • Sistema de automação residencial
  • Conector para armazenamento de dados ( bancos de série histórica )
  • Automação de processos, como por exemplo : rotinas de backup

Devido a forma de programação ser orientada por fluxos, tudo o que você “escreve” e desenvolve, fica auto documentado de maneira visual.

É claro que existem algumas técnicas para evitar a “poluição” visual e facilitar o entendimento do fluxo.

Nos próximos artigos, abordaremos mais detalhes e formas de uso de Node-RED.

Fique ligado !

porRicardo Jorge

Sistemas Off-Grid – Calculadora ROI – Guia Definitivo – Parte 1

A importância do ROI

Este artigo introdutório, trará pontos básicos para explorarmos qual deveria ser a Calculadora ROI mais adequada para Sistemas Off-Grid.

Para isto, é fundamental entender a importância do ROI ( Retorno de Investimento ), que está relacionada com o conceito de investir ao invés de gastar.

Faz pouco tempo que iniciei meu interesse sobre energia solar e antes de colocar algo em prática, pesquisei e li muito sobre o assunto.

Depois, construi um pequeno laboratório para pesquisar mais, e desenvolver meus sistemas de monitoração.

Durante minhas pesquisas, não encontrei uma Calculadora ROI que ao final não fosse parecida com uma lista de compras:

  • Quantas placas
  • Quantas baterias
  • Quantos suportes, parafusos, porcas, arruelas, etc., para fixar as placas
  • Quantos metros de cabo
  • Quantos conectores
  • Disjuntores, mão de obra, etc.

Nenhuma destas “calculadoras”, aborda a opção de otimização do uso de energia elétrica, melhorando a eficiência dos vários equipamentos a serem conectados ao sistema Off-Grid.


Outro fato, é que estas Calculadoras, levam as pessoas a pensarem que precisam ser autônomas, para terem sucesso.

Ser autônomo no período de melhor geração de energia tem um custo muito diferente, de ser autônomo do período de baixa geração !

Ter autonomia é muito bom, mas talvez não seja o melhor para o seu investimento, que não raro, é calculado para ser amortizado em 20 anos!

Será que você estará morando na mesma residência, Cidade ou Estado, daqui a 20 anos?

O grande argumento para esta pergunta é que a energia renovável “valoriza o imóvel”, mas também, como tudo o mais em nossa vida, demanda manutenções, que devem ser aboradadas no cálculo do ROI.

Todos sabem que, pelo menos as baterias, não terão duração de 20 anos e que sua manutenção e reposição, deve ser encarada como um dos custos do Sistema Off-Grid.

Para quem tem foco em investimento, é fundamental fazer a seguinte pergunta:

Quanto gasto hoje em energia elétrica e quanto posso investir?

É claro, todos sabem o quanto gastam, basta olhar na conta mensal que recebemos!

Contudo, será que podemos otimizar nosso consumo, melhorando nossa capacidade para investir, antes do dimensionamento e aquisição de um sistema Off-Grid?

Será que precisamos conectar tudo o que existe em nossas casas, no sistema Off-Grid, para começarmos a economizar e termos “sucesso” ?

Um modelo de investimento em fases parece ter muito sentido na minha opinião.

Começar com algo mais adequado para seu perfil, entender os resultados e ampliar e adequar quando for necessário.

Por que eu comento isto?

Quando comecei a investigar o consumo de alguns equipamentos aqui em minha residência, rapidamente me deparei com alguns “vilões”.

É claro que todos sabem que a geladeira, o ar condicionado e o chuveiro elétrico fazem parte deste grupo de consumidores vorazes de energia elétrica.

No meu caso, a troca de um no-break que fica ligado 24 X 7, teve um grande impacto no consumo mensal e portanto, no planejamento de um futuro Sistema Off-Grid, e ainda melhorou minha capacidade de investimento.

Meu consumo mensal ficou menor e um possível projeto Off-Grid já não precisa gerar tantos kWh como antes.

Produtos como geladeiras, “freezers” e ar condicionado do tipo inveters, tem melhor eficiência energética, quer estejam conectados na tomada da Concessionária de Energia ou no Sistema Off-Grid.

Estas otimizações melhoram seu ROI.

Para quem já entendeu que levará alguns anos para amortizar seus investimentos, porque não otimizar seus equipamentos e eletrodomésticos também?

Bem, espero que tenham gostado deste artigo e da abordagem feita.

Deixem seus comentários e leiam nossos próximos artigos.

Veja também :

Sistemas Off-Grid – Durabilidade das baterias

Sistemas Off-Grid – Monitorando resultados

porRicardo Jorge

Usina fotovoltaica flutuante – Sobradinho BA

Através do uso de Energia Renovável, é possível atender necessidades em locais onde sequer imaginaríamos até bem pouco tempo atrás.

Este é o caso de uma comunidade em Sobradinho BA, que agora pode contar com água doce para suas necessidades.

Veja matéria no link abaixo.

Crédito pela matéria Canal Solar.

Crédito da imagem: Instituto Água Viva

porRicardo Jorge

Sistemas Off-Grid – Monitorando resultados

Monitorar – Conhecer – Gerenciar e Investir

Investimento

Sem a correta monitoração, seus investimentos em energias renováveis podem demorar a trazer os resultados esperados.

Em sistemas off-grid monitorando resultados, faremos uma introdução sobre a relação entre a monitoração e os resultados finaneiros alcançados.

O conceito de ROI ( Retorno de Investimento ), deve estar presente em qualquer investimento e as energias renováveis não são diferentes.

Sem os devidos parâmetros, será impossível saber como e no que investir, quando for necessário.

E ainda mais importante : será que os investimentos já feitos, tiveram os resultados esperados ?

Caso ainda esteja em dúvida sobre a necessidade de monitoração, acampanhe as perguntas abaixo e tente responder cada uma delas.

  • Vocẽ que é um profissional da área, ou utiliza energias renováveis como solar e eólica, consegue acompanhar de maneira consistente, seus investimentos e os resultados obtidos?
  • No momento em que desejar investir, qual componente deverá ter prioridade, trazendo mais eficiência e maximizando os resultados desse investimento?
  • Tem algum histórico que demonstre a performance de seu sistema ao longo das várias estações do ano, ou antes e depois de alguma modificação?
  • Sabe se as suas baterias atingem a tensão de flutuação adequada e por quanto tempo ficam neste regime?
  • Consegue dizer se o horário do dia, o dia da semana ou até mesmo a temperatura, tem relação com a performance de seu sistema?
multimeter

Para responder a qualquer dessas perguntas, não basta ter medidores pontuais que apenas mostram o que está ocorrendo enquanto você olha para eles.

Monitorar para obter resultados

Você precisa de algo que registre o comportamento de seu sistema, em uma operação 24 X 7.

Também é necessário cruzar as informações da etapa AC ( inversor de tensão ), com a etapa DC ( geração e acumulação nas baterias ).

Além disso, um sistema como esse deve proporcionar liberdade para o usuário, operando independente de marca e modelo dos demais componentes instalados : inversores, controladores de carga, painéis, geradores, etc.

Um sistema assim, também abre inúmeras possibilidades para quem deseja proporcionar um Suporte Técnico de qualidade, utilizando as informações coletadas.

E com os dados coletados e enviados para uma base de dados, será possível criar alertas, relatórios e análises poderosas – IoT + Big Data.

Estamos em fase avançada de testes com nossos protótipos.

Entre em contato para saber mais sobre este produto.

Artigos relacionados :

arduino – Monitor para energia solar e eólica – Parte 1

Sistemas Off-Grid – Calculadora ROI – Guia Definitivo – Parte 1

Sistemas Off-Grid – Durabilidade das baterias

Matriz Energética e Elétrica


porRicardo Jorge

Sistemas Off-Grid – Durabilidade das baterias

Planeje e melhore seu investimento

Para quem pensa em construir, ou já tem seu sistema Off-Grid em produção, é fundamental entender como melhorar a durabilidade das baterias

A palavra durabilidade pode ter 2 significados:

  • Por quanto tempo consigo usar minha bateria, após estar completamente carregada?
  • Qual será a vida útil de minha bateria?

Neste artigo, trataremos sobre a vida útil da bateria.

Vários fatores alteram a vida útil das baterias. Vamos avaliar alguns deles:

  • Temperatura de operação
  • Armazenamento ( longos períodos sem uso )
  • Manutenção periódica
  • Ciclo de descarga ( descarga profunda )
  • Tensão de flutuação
  • Corrente de carga
  • Número de ciclos de carga / descarga

Como podemos ver, não basta cuidar apenas de um tópico, já que o resultado será obtido pelo conjunto mostrado.

Temperatura de operação

Um importante fabricante de no-breaks, coloca o seguinte sobre a temperatura de operação :

A temperatura operacional ideal para uma bateria de chumbo-ácido é de 20-25 ° C. A temperatura elevada reduz a longevidade. Como orientação, cada aumento de 8 ° C na temperatura reduzirá a vida útil da bateria pela metade. Uma bateria que duraria 4 anos a 25 ° C, só funcionaria por 2 anos se operada a 33 ° C.

Esta é uma orientação genérica, mas é possível perceber que há diminuição da vida útil, se a bateria operar com temperaturas elevadas.

Armazenamento

Este mesmo fabricante de no-break, comenta o seguinte :

Não armazene baterias por longos períodos de tempo. As baterias devem ser armazenadas por no máximo 6 meses a partir da data de compra, pois são enviadas da fábrica com aproximadamente 80% da carga. Após esse período, a bateria deve ser usada ou perderá grande parte de sua carga. Não é aconselhável armazenar baterias que já estejam em uso. O armazenamento prolongado sem carregamento periódico pode resultar na redução da expectativa de vida e no desempenho errático da bateria.

Manutenção periódica

A limpeza dos contatos e verificação quanto a corrosão é uma prática muito importante.

Alguns modelos permitem a verificação e reposição do eletrólito.

Vocẽ também pode fazer rodízio entre as baterias que compõem seu banco de baterias.

Ciclo de descarga

Durante o tempo em que suas baterias alimentarão seu sistema Off-Grid, evite que elas atinjam tensões muito baixas, normalmente abaixo do 12 Volts.

O próprio fabricante das baterias alerta para isto, com tabelas próprias com os ciclos de descarga que cada tipo de bateria suporta.

Para tecnologias diferentes, os ciclos de carga / descarga e até mesmo a profundidade de descarga será diferente.

Ocorre que as baterias chumbo ácidas são as mais utilizadas, devido a seu preço e abundância no mercado brasileiro.

Tensão de flutuação

A tensão de flutuação deve ser verificada junto ao manual do fabricante da bateria.

Valores acima ou abaixo dos indicados são prejudiciais para as baterias.

Este também é um bom motivo para não misturar baterias de fabricantes diferentes ou com características diferentes, mesmo que do mesmo fabricante.

Corrente de carga

Durante o processo de carga, valores muito baixos de corrente farão a conhecida carga lenta, enquanto valores acima dos recomendados pelo fabricante, podem fazer a bateria sobreaquecer, reduzindo sua vida útil.

Número de ciclos de carga / descarga

O ciclo de carga / descarga costuma ser o principal indicador do tempo de vida das baterias. Exemplo :

  • 1500 ( ciclos ) / 365 ( dias ) => 4,1 anos

Fabricantes diferentes podem ter outros valores.

Novamente, baterias com tecnologia diferente da chumbo ácida, tem características particulares para os ciclos de carga e descarga, assim como a profundidade de descarga.

Conclusão

Como podemos verificar, vários são os fatores que afetam a vida útil das baterias e elas representam boa parte do investimento em um Sistema Off-Grid.

Se, por um lado, quando temos muitas baterias contamos com um tempo maior de duração no fornecimento de energia e ciclos de descarga mais suaves, por outro lado, o investimento na aquisição e manutenção das baterias também deve ser calculado.

Por isso é sempre importante avaliar o ROI ( Retorno de Investimento ).

Começar pequeno e ampliar seu sistema Off-Grid de forma gradual, é uma maneira de melhorar o ROI.

Contudo, é preciso ter cuidado quando for acrescentar baterias novas, junto com as já existentes.

Dependendo de quanto tempo seu sistema já esteja em operação, as baterias poderão estar em estágios de vida muito diferentes.

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Matriz Energética e Elétrica

Imagens do site NewMax


porRicardo Jorge

Energia solar com design

O Sol fornece, em um hora, mais energia à Terra do que toda a humanidade usa em um ano inteiro. Como podemos tornar essa energia mais acessível a todos, em todos os lugares? A designer solar Marjan van Aubel mostra como está transformando objetos comuns, como tampos de mesas e vitrais, em elegantes células solares, e compartilha sua visão de transformar toda e qualquer superfície numa central elétrica.

Isto é abordado nesta apresentação TED, mostrada abaixo.

porRicardo Jorge

Curso WordPress Essencial iConectado

Para escrever este blog, pesquisei sobre o funcionamento e a operação do WordPress, e assim encontrei o Curso de WordPress Essencial iConectado

Como o material deste curso foi muito útil para mim, desejo registrar meus agradecimentos e também deixar uma referência para outras pessoas.

Eu acredito no poder e na importância do compartilhamento do conhecimento.

Veja abaixo, o link para a aula introdutória do curso WordPress Essencial.

Espero que você tenha gostado desta dica e que volte várias vezes aqui em meu blog, que trata sobre vários assuntos relacionados a tecnologia, IoT, Big Data, arduino, ESP8266, LoRa, MQTT e muito mais.

Não deixe de acompanhar também, as várias dicas sobre monitoramente de energias renováveis, como solar e eólica, usando arduino / ESP8266.

Conheça também, nosso coletor para Indústria 4.0, e seu caso de uso :

IoT na Indústria 4.0 – caso JGK

Alguns outros temas de nosso blog :

IoT – coletores para todos os perfis de uso

Indústria 4.0 – Introdução

arduino – como melhorar a precisão da entrada analógica

Nota : O material usado para referência e as fotos para ilustração, não representam associação com as marcas, nem mesmo patrocíonio. Use com critério.