O desenvolvimento do Telik Trafo Lite
Como se desenvolve uma solução inovadora no setor elétrico? A equipe de Pesquisa e Desenvolvimento da NOVUS trabalhou com algumas possibilidades quando recebeu a demanda de um dispositivo que pudesse melhorar a gestão de ativos. Sandro Santos, Diretor de P&D, revela como um conceito se manifestou num produto prestes a ser lançado ao mercado.
Promissor em termos de modernização da malha de distribuição de energia elétrica, concluímos o projeto do Telik Trafo Lite, um produto com características IoT (Internet das Coisas) cuja missão é medir a temperatura de transformadores (esses que ficam tipicamente no alto de postes nas ruas). Desde o princípio, o propósito era de enviar as medições da temperatura de forma sem fio para uma “central” onde os dados seriam disponibilizados, normalmente através de um dashboard.
Como há transformadores espalhados por praticamente todo o mundo, identificou-se que o melhor seria conseguir enviar esses dados para grandes distâncias e então direcionamos o projeto para buscar a melhor forma de fazer isto. Da mesma forma, a fim de facilitar a instalação do equipamento nos transformadores, ele teria que operar a bateria, dispensando a instalação de cabos para a alimentação do dispositivo. Assim evitamos, também, o provável desligamento da energia do transformador para a conexão dos cabos no produto. Juntando essas duas necessidades, a de comunicação sem fio a grandes distâncias e a de utilização de baterias para energizar o equipamento, a escolha óbvia para a transmissão de dados foi por utilizar uma rede LPWAN.
As redes LPWAN (Low-Power Wide Area Network) foram criadas a fim de permitir o envio de dados a longas distâncias e com um baixíssimo consumo de energia. O efeito colateral de conseguir essa façanha é a necessidade de limitar a quantidade de dados enviados, o que não é impeditivo de eficiência para a aplicação do Telik Trafo Lite.
LoRa como melhor opção
Quando imaginamos o produto, uma das poucas soluções maduras que existiam para redes LPWAN era a tecnologia LoRa (Long Range), que acabou sendo a eleita pela equipe. LoRa possui os benefícios já citados de baixo consumo de energia, o que permite que baterias pequenas durem alguns anos no dispositivo, e grandes distâncias de comunicação de dados (tipicamente alguns quilômetros). Além disso, ainda possui alternativas de redes públicas com boa cobertura em várias regiões do mundo.
Sua operação é bastante simples. Como analogia, imagine a cobertura da rede celular do seu telefone: uma rede pública LoRa possui uma solução semelhante, em que você paga um plano para que o seu dispositivo possa se conectar a uma antena que fornece a conectividade desejada. Para que isso funcione, foi criado o padrão LoRaWAN® pela LoRa Alliance®, que padroniza todos esses protocolos.
No caso do Telik Trafo Lite, além de usarmos um módulo LoRa que seguia esse padrão, obtivemos a certificação Ethingz para o equipamento. Este selo atesta a compatibilidade do nosso dispositivo com a rede LoRaWAN da Everynet, maior provedor mundial de redes públicas desse tipo. É importante comentar que, nos casos em que a localidade não possui a opção de uma rede pública ou a aplicação não deseje utilizá-la, sempre é possível utilizar um gateway LoRa para criar uma área de cobertura para os seus dispositivos!
Instalação elétrica sem fios?
Durante o desenvolvimento desse produto, além do aprendizado de toda a nova tecnologia e dos desafios inerentes no projeto de dispositivos de baixíssimo consumo, tivemos alguns outros percalços para resolver. Dois deles tinham a ver com a instalação do produto: como fixar um dispositivo em um transformador?
Em relação à sua fixação, a primeira ideia para acoplar o Telik Trafo Lite no local de destino foi de utilizarmos um imã, uma vez que a grande maioria dos transformadores é metálico. Contudo, não tínhamos a mínima confiança de que um imã fosse suportar essa tarefa. Um estudo detalhado de uma equipe do ISI SIM – Instituto SENAI de Inovação em Sistemas de Sensoriamento, Divisão de Tecnologia e Inovação do SENAI RS, nosso parceiro no início desse projeto, indicou o tipo de imã adequado para suportar os fortes ventos e as altas temperaturas que o dispositivo deve suportar. O estudo incluiu a fase de execução e os testes necessários para que a nossa confiança no imã proposto fosse consolidada.
Quanto à sua instalação, o outro desafio estava relacionado à dificuldade imposta para posicionar o dispositivo no transformador. Nossa primeira proposta foi a elevação de um técnico para posicionar o dispositivo manualmente. Ao entrar em contato com pessoas da área, descobrimos que a utilização de varas de manobra é uma prática comum e uma possibilidade para o nosso projeto.
Isso fez com que pensássemos em adaptar o alojamento do Telik Trafo Lite para ser facilmente acoplável a uma vara de manobra e, dessa forma, ser posicionado (e retirado, se necessário) de forma fácil e rápida pelos técnicos de campo. A criação de um adaptador em forma de cone no dispositivo e a criação de outro adaptador para ser preso na vara de manobra foi o que permitiu atingir esse objetivo com sucesso. Na prática, este modo de “instalação” pode levar apenas dois minutos, possibilitando que um profissional instale muitas unidades em pouco tempo.
O que desafiou os especialistas em medição de temperatura?
Um terceiro desafio que vale a pena ser citado estava relacionado à medição de temperatura do transformador. Isto não deixa de ser uma ironia visto que a NOVUS trabalha com medição de temperatura há décadas! Essa nova aplicação possuía algumas características diferentes que tornaram a medição da temperatura com a exatidão esperada pelo nosso produto bem mais difícil. Felizmente, com a expertise da NOVUS de longa data em medição de temperatura, conseguimos encontrar uma ótima solução.
Muitas dessas melhorias não teriam acontecido sem alguns testes preliminares junto com empresas que vislumbraram o valor da solução em aplicações reais. O histórico de desenvolvimento de dispositivos e tecnologias na NOVUS permite que a equipe de P&D possa testar inúmeras maneiras de solucionar os desafios de um projeto. Contar com parceiros, que empregam suas expertises e seus propósitos para apoiar estes projetos também é fundamental para obter o produto final digno da qualidade prezada pela NOVUS.
Este artigo foi escrito por Sandro Santos, Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da NOVUS
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