Dispositivo de Monitoramento e Comando Remoto Para Cargas Residenciais Com Uso de Tecnologia de Internet das Coisas - SmartCube

Átila Carvalho Júnior Benedito Adilson Domiciano Neto Dispositivo de Monitoramento e Comando Remoto Para Cargas Residenciais Com Uso de Tecnologia de Internet das Coisas - SmartCube Campos dos Goytacazes, RJ 2018

Átila Carvalho Júnior Benedito Adilson Domiciano Neto Dispositivo de Monitoramento e Comando Remoto Para Cargas Residenciais Com Uso de Tecnologia de Internet das Coisas - SmartCube Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense como requisito parcial para conclusão do curso de Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação. Instituto Federal Fluminense IFF Campus Campos Centro Engenharia de Controle e Automação Orientador: DSc. William da Silva Vianna Campos dos Goytacazes, RJ 2018

Biblioteca Anton Dakitsch CIP - Catalogação na Publicação C669d Carvalho Júnior, Átila Dispositivo de monitoramento e comando remoto para cargas residenciais com uso de tecnologia de internet das coisas - SmartCube / Átila Carvalho Júnior, Benedito Adilson Domiciano Neto - 2018. 36 f.: il. Orientador: William Da Silva Vianna Trabalho de conclusão de curso (graduação) -- Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Campus Campos Centro, Curso de Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação, Campos dos Goytacazes, RJ, 2018. Referências: f.. 1. Internet das Coisas. 2. Monitoramento de Cargas Residenciais. 3. Comando Remoto. I. Domiciano Neto, Benedito Adilson. II. Vianna, William Da Silva, orient. III. Título. Elaborada pelo Sistema de Geração Automática de Ficha Catalográfica da Biblioteca Anton Dakitsch do IFF com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).

Átila Carvalho Júnior Benedito Adilson Domiciano Neto Dispositivo de Monitoramento e Comando Remoto Para Cargas Residenciais Com Uso de Tecnologia de Internet das Coisas - SmartCube Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense como requisito parcial para conclusão do curso de Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação. Trabalho aprovado. Campos dos Goytacazes, RJ, 11 de setembro de 2018: DSc. William da Silva Vianna INSTITUTO FEDERAL FLUMINENSE Orientador DSc. Verônica Aguiar da Silva INSTITUTO FEDERAL FLUMINENSE Convidada MSc. Mauricio Gonçalves Ferrarez INSTITUTO FEDERAL FLUMINENSE Convidado Campos dos Goytacazes, RJ 2018

Esclarecimentos Este documento apresenta um pedido de patente na forma de trabalho de conclusão de curso (TCC) em substituição a monografia. Esta possibilidade está prevista no Plano Pedagógico de Curso (PPC) e conforme parecer N o 1/2018 PROEN/REIT/IFFLU, no qual fica garantido o tratamento igualitário para todos os alunos do Curso de Engenharia de Controle e Automação (ECA) do Campus Campos Centro (CCC), no tocante ao estabelecido pelo Anexo III do PPC do curso, ou seja, as Normas Complementares do Projeto Final de Curso/TCC.

A persistência é o menor caminho do êxito (Charles Chaplin)

Agradecimentos Agradecemos, primeiramente, aos nossos familiares pelo apoio durante toda a jornada da graduação e aos amigos feitos durante esses anos. Dedicamos o agradecimento também ao nosso orientador William da Silva Vianna pelos ensinamentos, suporte e incentivo durante o desenvolvimento desse trabalho. E por fim, a co-autora do pedido de patente, Paula, pelo auxílio no projeto.

Se fracassar, ao menos que fracasse ousando grandes feitos, de modo que a sua postura não seja nunca a dessas almas frias e tímidas que não conhecem nem a vitória nem a derrota. (Theodore Roosevelt)

Resumo A produção de energia elétrica através da queima de combustíveis fósseis é a principal responsável pela geração de gases causadores do efeito estufa. Devido a este fato, há a necessidade de que o uso de energia elétrica seja feito de modo racional. Atualmente, algumas tecnologias vêm sendo desenvolvidas visando a redução do consumo de energia ou produção a partir de fontes renováveis e alternativas. A integração da automação com a Internet das Coisas é exemplo de uma combinação capaz de gerar oportunidades inclusive no campo do consumo eficiente de recursos naturais, através de um sistema inteligente e integrado voltado para sustentabilidade. Baseado neste contexto, a invenção desenvolida e apresentada na forma de pedido de patente junto ao INPI refere-se a um dispositivo de monitoração do consumo de energia de cargas elétricas conectadas ao mesmo por meio da leitura do valor de corrente elétrica. O protótipo é capaz de calcular o custo monetário da energia elétrica, além de possibilitar o comando remoto de ligar e desligar das cargas conectadas no dispositivo e realizar a leitura dos valores de umidade e temperatura do ambiente no qual estão submetidas as cargas elétricas. O dispositivo, utilizando o protocolo MQTT, permite a publicação dos valores de potência elétrica, temperatura e umidade, os quais também estão disponíveis em um servidor WEB HTTP executado na própria invenção. Esta interface WEB é utilizada para monitorar, e também alterar o endereço e parâmetros de acesso para publicação dos dados ambientais, potência elétrica consumida e custo monetário da energia. Palavras-chaves: Internet das coisas. Monitoração. Consumo de energia. Comando remoto. Protocolo MQTT.

Abstract The production of electricity through the burning of fossil fuels is the main responsible for the generation of gases that cause the greenhouse effect. Due to this fact, there is a need for the rational use of electric energy. Currently, some technologies have been developed aiming at reducing energy consumption or production from renewable and alternative sources. The integration of automation with the Internet of Things is an example of a combination capable of creating opportunities even in the field of efficient consumption of natural resources through an intelligent and integrated system facing sustainability. Based on this context, the invention developed and presented in the form of a patent application by the INPI relates to a device for monitoring the energy consumption of electric charges connected to itself, by reading the electric current value. The prototype is able to calculate the monetary cost of electric power, besides allowing the remote control to turn on and off the loads connected in the device and to do the reading of the values of humidity and temperature of the environment in which the electric charges are submitted. The device, using the MQTT protocol, allows the publication of electric power, temperature and humidity values, which are also available on an HTTP WEB server executed in the invention itself. This WEB interface is used to monitor, and also change the address and access parameters for publication of environmental data, electric power consumed and monetary cost of energy. Key words: Internet of things. Monitoring. Energy consumption. Remote control. MQTT protocol.

Lista de abreviaturas e siglas MQTT INPI Message Queue Telemetry Transport Instituto Nacional de Propriedade Industrial

Sumário 1 PEDIDO DE PATENTE......................... 11 2 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................... 32 APÊNDICES 33 APÊNDICE A CIRCUITO ELETRÔNICO............. 34

1 Pedido de Patente 11

03/09/2018 870180124982 11:56 29409161800370716 Pedido nacional de Invenção, Modelo de Utilidade, Certificado de Adição de Invenção e entrada na fase nacional do PCT Número do Processo: BR 10 2018 067513 3 Dados do Depositante (71) Depositante 1 de 1 Nome ou Razão Social: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE Tipo de Pessoa: Pessoa Jurídica CPF/CNPJ: 10779511000107 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Jurídica: Instituição de Ensino e Pesquisa Endereço: Rua Coronel Walter Kramer, 357 - Pq. Santo Antonio Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28080-565 País: Brasil Telefone: (22) 2737-5624 Fax: Email: dii.propei@iff.edu.br Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 1/20

Dados do Pedido Natureza Patente: 10 - Patente de Invenção (PI) Título da Invenção ou Modelo de Utilidade (54): Dados do Procurador Procurador: DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO E COMANDO REMOTO PARA CARGAS RESIDENCIAIS COM USO DE TECNOLOGIA DE INTERNET DAS COISAS - SMARTCUBE Resumo: Dispositivo de monitoramento remoto de cargas elétricas residenciais, custo monetário da energia elétrica consumida, além de permitir a leitura da temperatura e umidade do ambiente no qual estão submetidas as cargas elétricase e comandos remotos de ligar e/ desligar. O dispositivo é empregado para monitoramento do consumo de energia de cargas elétricas que estão diretamente conectadas aà invenção. Os valores da potência elétrica consumida, assim como temperatura e umidade ambiente, são publicados utilizando o protocolo MQTT e também estão disponíveis em um servidor WEB HTTP executado na própria invenção. Uma interface WEB permite, além de monitorar, alterar o endereço Internet e parâmetros de acesso para publicação dos dados de monitoramento Figura a publicar: ambiental, potência elétrica consumida e custo monetário da energia 1 Nome ou Razão Social: Henrique Rego Monteiro da Hora Numero OAB: Numero API: CPF/CNPJ: 01857552750 Endereço: Coronel Walter Kramer, 357 Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28080-565 Telefone: (22) 2737-5627 Fax: Email: dii.propei@iff.edu.br Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 2/20

Dados do Inventor (72) Inventor 1 de 6 Nome: PAULA SANTOS GONÇALVES NASCIMENTO CPF: 13439897796 Nacionalidade: Bahamense Qualificação Física: Estudante de Graduação Endereço: Rua Antônio Barbosa da Silva, n 86, Nova Macaé Cidade: Macaé Estado: RJ CEP: 27945-520 País: BRASIL Telefone: (22) 999 963406 Fax: Email: paula.santosgn@gmail.com Inventor 2 de 6 Nome: BENEDITO ADILSON DOMICIANO NETO CPF: 13978949709 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Estudante de Graduação Endereço: Rua Teixeira de Freitas, 266 (Bl 02 AP 1902) Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28030-395 País: BRASIL Telefone: (22) 999 136354 Fax: Email: netodomiciano@hotmail.com Inventor 3 de 6 Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 3/20

Nome: ÁTILA CARVALHO JÚNIOR CPF: 14950310712 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Estudante de Graduação Endereço: Rua São Bartolomeu, 64 (AP 102) Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28051-180 País: BRASIL Telefone: (22) 998 389227 Fax: Email: atilacarvalhojr@gmail.com Inventor 4 de 6 Nome: WILLIAM DA SILVA VIANNA CPF: 01758112700 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Professor do ensino profissional Endereço: Rua Durval de Souza, 112 Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28024-430 País: BRASIL Telefone: (22) 998 219095 Fax: Email: wvianna@iff.edu.br Inventor 5 de 6 Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 4/20

Nome: ROGERIO ATEM DE CARVALHO CPF: 12067988824 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Professor do ensino profissional Endereço: R. Dr. Siqueira 163 ap 801 Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28030-131 País: BRASIL Telefone: (22) 998 339966 Fax: Email: ratem@iff.edu.br Inventor 6 de 6 Nome: CAIO PEIXOTO GOMES CPF: 14053143705 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Estudante de Graduação Endereço: R. Policarpo Ribeiro, 24 Cidade: Campos dos Goytacazes Estado: RJ CEP: 28020-510 País: BRASIL Telefone: (22) 999 435408 Fax: Email: caiopxt@gmail.com Documentos anexados Tipo Anexo Comprovante de pagamento de GRU 200 Procuração Resumo Relatório Descritivo Reivindicação Desenho Nome 201801180901-3 - SmartCube.pdf Procuração_Digital.pdf.pdf Patente SMART PLUG - resumo.pdf Patente SMART PLUG - descritivo.pdf Patente SMART PLUG - reinvidicacoes.pdf Patente SMART PLUG - figuras.pdf Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 5/20

Acesso ao Patrimônio Genético Declaração Negativa de Acesso - Declaro que o objeto do presente pedido de patente de invenção não foi obtido em decorrência de acesso à amostra de componente do Patrimônio Genético Brasileiro, o acesso foi realizado antes de 30 de junho de 2000, ou não se aplica. Declaração de veracidade Declaro, sob as penas da lei, que todas as informações acima prestadas são completas e verdadeiras. Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 03/09/2018 às 11:56, Petição 870180124982 Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 6/20

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE PROCURAÇÃO PARA REGISTRO DE MARCAS E PATENTES OUTORGANTE: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (Lei nº 11.892, de 29/12/2008) ENDEREÇO: Rua Coronel Walter Kramer, 357, Pq. Santo Antônio, Campos dos Goytacazes-RJ, CEP: 28080-565 CNPJ: 10.779.511/0001-07 neste ato representada por: NOME: Jefferson Manhães de Azevedo NACIONALIDADE: Brasileiro ESTADO CIVIL: Casado PROFISSÃO: Professor CARGO: Reitor (matrícula SIAPE: 1005323) ENDEREÇO: Rua Salvador Correia, 199, AP 1801, Centro, 28030-295, Campos dos Goytacazes/RJ CPF: 002.294.577-62 OUTORGADO: HENRIQUE REGO MONTEIRO DA HORA, brasileiro, casado, professor, coordenador do núcleo de inovação tecnológica do Instituto Federal de Educação, Ciência e tecnologia Fluminense (PORTARIA N.º 609, de 01 de junho de 2016), matrícula SIAPE nº 2582817, portador da carteira de identidade nº 11768192-4 expedida pelo IFP-RJ, inscrito no CPF/MF sob o nº 018.575.527-50. PODERES: O OUTORGANTE nomeia e constitui o OUTORGADO como seu procurador para representá-lo perante o Instituto Nacional da Propriedade Industrial INPI, Escola de Belas Artes e Biblioteca Nacional, bem como perante todas as Juntas Comerciais dos Estados da União Federal, com o fim de requerer e processar pedidos de registros de marcas, pedidos de extensão de proteção ao nome comercial, de registro de direitos autorais, modelos de utilidade, desenhos industriais e outros relativos à Propriedade Industrial, como anotações, firmas e denominações sociais, licença de uso e exploração de marcas e patentes, podendo o OUTORGADO apresentar e retirar documentos, satisfazer exigências, ceder ou transferir, pagar taxas e emolumentos, apresentar oposições e recursos, replicar aos interpostos por terceiros e praticar enfim, todos os atos previstos em lei, inclusive desistência, renúncias, substabelecimentos e notificações extrajudiciais, agindo em conjunto ou separadamente. Campos dos Goytacazes, 02 de outubro de 2017. Jefferson Manhães de Azevedo Reitor Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 8/20

1/1 RESUMO Patente de invenção: DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO E COMANDO REMOTO PARA CARGAS RESIDENCIAIS COM USO DE TECNOLOGIA DE INTERNET DAS COISAS SMARTCUBE. Dispositivo de monitoramento remoto de cargas elétricas residenciais, custo monetário da energia elétrica consumida, além de permitir a leitura da temperatura e umidade do ambiente no qual estão submetidas as cargas elétricase e comandos remotos de ligar e/ desligar. O dispositivo é empregado para monitoramento do consumo de energia de cargas elétricas que estão diretamente conectadas aà invenção. Os valores da potência elétrica consumida, assim como temperatura e umidade ambiente, são publicados utilizando o protocolo MQTT e também estão disponíveis em um servidor WEB HTTP executado na própria invenção. Uma interface WEB permite, além de monitorar, alterar o endereço Internet e parâmetros de acesso para publicação dos dados de monitoramento ambiental, potência elétrica consumida e custo monetário da energia. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 9/20

1/5 CAMPO DA INVENÇÃO A invenção concerne um dispositivo de monitoramento remoto de cargas elétricas residenciais, custo monetário da energia elétrica consumida, temperatura e umidade ambiente e e comandos de ligar e desligar remotos. O dispositivo é empregado para monitoramento do consumo de energia de cargas elétricas que estão diretamente conectadas à invenção. Os valores da potência elétrica consumida, assim como temperatura e umidade ambiente, são publicados utilizando o protocolo MQTT e também estão disponíveis em um servidor WEB HTTP executado na própria invenção. Uma interface WEB permite, além de monitorar, alterar o endereço Internet e parâmetros de acesso para publicação dos dados de monitoramento ambiental, potência elétrica consumida e custo monetário da energia. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR De acordo com uma estratégia de uso racional de energia elétrica, a invenção referese ao dispositivo utilizado para monitoramento do consumo de cargas elétricas por meio da leitura do valor de corrente elétrica. Com base nessa informação, o dispositivo é capaz de calcular a potência elétrica consumida e o custo monetário da energia elétrica. Além disso, é possível ligar e desligar remotamente as cargas conectadas à invenção. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 10/20

2/5 Logo, esta patente de invenção apresenta um dispositivo capaz de monitorar e comandar remotamente cargas residenciais onde os principais objetivos são reduzir o consumo de energia elétrica e monitorar o custo financeiro deste consumo. A patente CN2015093070 descreve um método e aparelho para comandar a ativação e desativação de uma tomada de energia. O método compreende a aquisição de uma instrução de temporização utilizada para o comando. Essa instrução é armazenada em uma tomada contendo um microcontrolador de com interface de rede sem fio. Dessa forma é possível comandar a ativação e desativação de corrente suprida pela tomada de acordo com a instrução de temporização. O sistema, apesar de utilizar um dispositivo de comando, consegue apenas ativar e desativar a partir de uma instrução de temporização, porém não oferece cálculo do consumo de energia e informações como temperatura e umidade do local, assim como publicação dos dados em um servidor MQTT. 5. A patente KR20170071874 descreve um sistema de comando remoto que permite ligar e desligar uma tomada elétrica ligada a um dispositivo com acesso via autenticação em um servidor de comando remoto. O dispositivo utilizada rede sem fio. A invenção possibilita o comando de forma remota, mas não inclui funcionalidades como monitoramento do consumo de energia elétrica consumida, valores de temperatura e umidade do ambiente. A patente PH12015000081 se refere a uma tomada que possui a capacidade de gerenciar componentes elétricos conectados a suas entradas, lendo seus estados atuais e atuando para alterá-los, além de permitir acesso sem fio a essas informações. Porém sua funcionalidade, a princípio, se resume a leitura e atuação nos dispositivos elétricos, as demais variáveis do ambiente (umidade, temperatura e corrente elétrica consumida por cada dispositivo) não estão implementadas. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 11/20

3/5 A patente KR20160100565 apresenta um sistema elétrico inteligente que utiliza uma rede de comunicação sem fio. O sistema possui pelo menos um receptáculo de tomada comunicando-se por meio de uma rede sem fio, um servidor para transmitir e receber informações e um terminal sem fio para utilização do usuário. Dessa forma, esta invenção permite que o usuário verifique o consumo de energia de cada tomada em tempo real e a partir disso controlar a alimentação fornecida ao receptáculo ajustando um período de corte de energia e bloqueando automaticamente em caso de consumo excessivo. O referido modelo, apesar de oferecer controle do consumo de energia, não fornece informações como temperatura e umidade, além de não permitir acionamento remoto. A patente CN105789989 apresenta um dispositivo capaz de identificar, através de sensores de tensão e de corrente, se os parâmetros elétricos estão dentro da normalidade ou acima do permitido, em caso de valores acima do permitido é enviado sinal através do protocolo Zigbee para desligar o equipamento. Este dispositivo, além de não mensurar as outras variáveis do ambiente (custo, umidade e temperatura), também tem seu enfoque maior na segurança da rede elétrica, não havendo dessa forma possibilidade de acionamento remoto. A patente US2016305992 trata de um plugue integrado com um sistema de controle sem fio para comandar e monitorar um dispositivo elétrico. O plugue possui alojamento para o sistema de controle com duas extremidades onde a primeira inclui uma tomada de alimentação macho e a segunda um plugue fêmea. A invenção segue a mesma linha das existentes, porém permite o uso de apenas um dispositivo elétrico e não indica consumo de energia em tempo real. 10. Durante a revisão patentaria não foi identificada invenção com todas as características apresentadas do dispositivo desenvolvido. Portanto, o dispositivo aqui descrito destaca-se do estado atual da arte nos seguintes aspectos: medição dos custo monetário da energia elétrica consumida, comando e monitoramento de cargas elétricas remotas com uso do protocolo MQTT empregado como base para implementação das tecnologias de Internet das Coisas. Desta forma, o dispositivo apresentado indica ser único para a aplicação proposta. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 12/20

4/5 DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A invenção concerne um dispositivo de monitoramento e comando (ligar/desligar) remoto de cargas residenciais, custo monetário da energia consumida, além de permitir a leitura dos valores de temperatura e umidade do ambiente no qual estão submetidas as cargas elétricas. O dispositivo é empregado para monitoramento do consumo de energia de cargas elétricas que estão diretamente conectadas à invenção. Com base na leitura dos valores de corrente elétrica, o dispositivo calcula a potência elétrica consumida e o custo monetário da energia consumida das cargas conectadas. Os valores das leituras feitas estão disponíveis em um servidor WEB HTTP executado na própria invenção e são publicados em um servidor com protocolo MQTT. A figura 1 apresenta a imagem em perspectiva da invenção SMARTCUBE, a figura 2a representa a vista superior do dispositivo e a figura 2b representa a vista frontal. Os seguintes elementos caracterizam a invenção: 1) 04 (quatro) tomadas, onde são conectadas as cargas elétricas residenciais. A carga elétrica, quando conectada a uma das tomadas, pode ser comandada (ligar/desligar) de forma remota e é feita a leitura da corrente elétrica, calculando dessa forma a potência elétrica consumida pela carga com o objetivo de informar o custo monetário da energia. 2) 01 (um) botão de reset, que funciona da seguinte maneira: caso seja pressionado por 3 segundos, a senha, a rede e as configurações são redefinidas e caso seja pressionado por 7 segundos, as configurações retornam aos valores padrão; 3) 04 (quatro) LEDs, sendo 1 em cada tomada, indicando se a mesma está acionada; 4) 01 (uma) chave Local/Remoto, que funciona da seguinte forma: se estiver posicionada em local, as 4 tomadas são acionadas ou caso esteja posicionada em remoto, as tomadas são comandadas externamente; 5) 01 (um) sensor de umidade e temperatura, utilizado para fazer a leitura da umidade e temperatura do ambiente onde estão submetidas as cargas elétricas. 6) 02 (duas) entradas USB, utilizadas para alimentação de dispositivos conectados. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 13/20

5/5 A figura 3 apresenta o desenho básico ilustrando como é feita a comunicação do dispositivo. Cada componente da comunicação está representando por um número. O dispositivo que concerne a invenção é representado pelo número 1, que também pode ser visualizado mais claramente nas figuras 1, 2a e 2b. Ele possui um microcontrolador, responsável pelo monitoramento e comando remoto. O protocolo utilizado na comunicação é o MQTT, com isso a comunicação funciona da seguinte forma: o microcontrolador, que é um cliente MQTT, pode publicar e subscrever tópicos por meio da intermediação do servidor broker, representado pelo número 3. O roteador, representado pelo número 2, é utilizado, pois a comunicação do microcontrolador é feita via Wi-Fi. Ainda há outro cliente MQTT, representado pelo número 5, que pode publicar e subscrever tópicos, com o objetivo de enviar dados ou alterar configurações. É possível, ainda, acessar ou alterar as configurações diretamente via WEB por meio de um usuário e senha, função representada pelo número 4 no desenho básico. Com base no diagrama unifilar da figura 4, nota-se que no interior do dispositivo há um circuito eletrônico composto por: sensor de corrente (1) ligado a um módulo de comutação (2) que aciona 4 tomadas (3). Há também uma fonte de alimentação (4) que alimenta o circuito e aciona 2 entradas USB (5), um microcontrolador (6) ligado a um sensor de umidade e temperatura (7), um botão reset (8), uma chave local/remoto (9) e LED s indicadores de estado (10). 15. O dispositivo funciona com base na lógica apresentada na figura 5. Após este passo, retorna-se ao passo 8, onde é realizada novamente a checagem de conexão à rede Wifi; Se houver conexão à rede Wifi, o algoritmo segue para o passo 9 e mantém-se o ciclo; Em caso de falha na conexão à rede Wifi, retorna-se ao passo 5. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 14/20

1/1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de monitoramento e comando remotos de cargas elétricas apresentado nas figuras 1, 2a e 2b, caracterizado por possuir tomadas de conexão e possibilidade de acionamento das cargas conectadas às tomadas de forma local ou remota via Internet; 2. Dispositivo, de acordo com a a reinvidicação 1 e capaz de fornecer dados de temperatura e umidade do ambiente em que se encontra em funcionamento. Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 15/20

1/5 Figura 1: Visão 3D do SMARTCUBE Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 16/20

2/5 Figura 2a: Vista Superior do SMARTCUBE Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 17/20

3/5 Figura 2b: Vista Frontal do SMARTCUBE Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 18/20

4/5 Figura 3: Desenho Básico Figura 4: Diagrama Unifilar Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 19/20

5/5 Figura 5: Lógica de funcionamento da invenção Petição 870180124982, de 03/09/2018, pág. 20/20

32 2 Considerações Finais As considerações finais a serem feitas acerca da invenção são: Espera-se um melhoramento no uso da energia elétrica, ou seja, evitar o desperdício de energia por meio da utilização do dispositivo; Redução de custos financeiros pelo emprego de tecnologias que permitam um consumo eficiente de recursos naturais. Portanto, o projeto demonstrou responsabilidade ambiental, visto que houve preocupação em evitar desperdício no consumo de energia elétrica, assim como preocupação com o bem estar do usuário, que pode monitorar e ligar/desligar remotamente suas cargas, além da economia de recursos financeiros. Atualmente o protótipo encontra-se finalizado para o que foi proposto para esta fase, podendo posteriormente ser incrementado com novas funções, como ampliação do número de tomadas utilizando o sistema plug and play, onde o usuário conectaria tomadas anexas ao SmartCube e estas seriam inseridas no mesmo sistema de monitoramento/comando, além da criação de um aplicativo para smartphones, onde também poderia ser realizado o monitoramento e o comando das cargas conectadas.

Apêndices

APÊNDICE A Circuito Eletrônico 34