Projeto e implementação de protótipo portátil de baixo custo para monitoramento de corrente elétrica em usinagem

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo geral desenvolver e implementar um sistema portátil e de baixo custo para o monitoramento da corrente elétrica em máquinas-ferramenta. O sistema proposto utiliza o sensor SCT-013-000, por ser não invasivo, e um microcontrolador Arduino Mega 2560 para realizar a coleta e análise da corrente elétrica sem a necessidade de interferir na estrutura da máquina. Essa abordagem se apresenta como uma alternativa viável em relação à instrumentação tradicional de alto custo, como os dinamômetros e analisadores de energia, que podem ultrapassar o valor de R$ 100.000,00 (cem mil reais). Este projeto atendeu a todos os requisitos: baixo custo, com um custo de apenas 0,36% do valor de um analisador de energia; instalação não invasiva, portabilidade, versatilidade e aquisição de dados em tempo real. Os testes realizados em laboratório demonstraram a exatidão e a sensibilidade do protótipo. A exatidão foi confirmada ao apresentar uma diferença de apenas 3,09% em comparação com um amperímetro embutido no quadro de energia, o qual foi utilizado como instrumento de referência, o que está dentro da precisão de ±3% do sensor. A sensibilidade foi comprovada pela capacidade do sistema em registrar os picos de corrente de curta duração durante o acionamento e desligamento das máquinas, e as variações de consumo de corrente ao alterar a velocidade de rotação do spindle. O protótipo demonstrou ser versátil, pois pode ser aplicado em máquinas monofásicas e trifásicas. O sistema possui grande potencial para aplicações didáticas e laboratoriais, como projetos de iniciação científica e atividades práticas de ensino.