Antes de executar o código certifique-se de que você possui tudo oque é necessario. Como configurar a IDE Arduino para o Wemos e outros micro-controladores derivados do ESP8266: https://goo.gl/q3SYvy
Link para download do código completo: https://goo.gl/1muHSx
Links para download das bibliotecas extras necessarias:
PubSubClient.h - https://goo.gl/xsstvb
NTPClient.h - https://goo.gl/Fe1jGF
TimeLib.h - https://goo.gl/TGHBP4
#include <ESP8266WiFi.h> // Importa a Biblioteca ESP8266WiFi
#include <PubSubClient.h> // Importa a Biblioteca PubSubClient do MQTT
#include <NTPClient.h> // Importa a Biblioteca NTPClient para conexão com servidor NTP
// para coletar o horario em formato Epoch
#include <WiFiUdp.h> // Importa a Biblioteca WiFiUdp para permitir enviar e receber pacotes via UDP
#include <Time.h> // Complemento da Biblioteca TimeLib.h
#include <TimeLib.h> // Importa Biblioteca para realizar a conversão do formato Epoch
// para ISO no metodo epochToLabIoTFormat#define TOPICO_PUBLISH "consumo_Eletrico_LabIoT" // tópico aonde será enviado a mensagem
#define ID_MQTT "id_consumo_Eletrico_LabIoT_001" // nome do dispositivo
const char* BROKER_MQTT = ""; //URL ou IP do broker MQTT que se deseja utilizar
int BROKER_PORT = 1883; // Porta do Broker MQTT normalmente a 1883
WiFiClient espClient; // Cria o objeto espClient
PubSubClient MQTT(espClient); // Instancia o Cliente MQTT passando o objeto espClient
/*
Função: Inicializa MQTT e informa qual broker e porta deve ser conectado
Parâmetros: nenhum
Retorno: nenhum
*/
void initMQTT() {
MQTT.setServer(BROKER_MQTT, BROKER_PORT);
}
/*
Função: Reconecta-se ao broker MQTT (caso ainda não esteja conectado ou em caso de a conexão cair)
Parâmetros: nenhum
Retorno: nenhum
*/
void reconnectMQTT() {
if (!MQTT.connected()) {
if (MQTT.connect(ID_MQTT)) {
return;
}
else {
// Não conseguiu conectado
}
}
else {
// Está conectado
return;
}
}
/*
Função: Envia ao Broker a mensagem corrente + data em formato ISO
Parâmetros: nenhum
Retorno: nenhum
*/
void enviaEstadoOutputMQTT(void) {
if (!MQTT.connected()) {
//TODO: Coloca num buffer
}
else {
// Envia ao Broker o estado atual do output
MQTT.publish(TOPICO_PUBLISH, mensagem.c_str());
}
}const char* SSID = ""; // SSID nome da rede WI-FI que deseja se conectar
const char* PASSWORD = ""; // Senha da rede WI-FI que deseja se conectar
/*
Função: Verifica conexçoes WiFi e MQTT e reconecta tenta reconectar caso não tenha
Parâmetros: nenhum
Retorno: nenhum
*/
void verificaConexoesWifiAndMQTT() {
// Se não há conexão com o WiFI, a conexão é refeita, se existe, nada é feito
reconectWiFi();
//Se não há conexão com o Broker, tenta refazer a conexão
reconnectMQTT();
}
/*
Função: Reconecta-se ao WiFi caso não esteja conectado.
Parâmetros: nenhum
Retorno: nenhum
*/
void reconectWiFi() {
// Se já está conectado a rede WiFi, nada é feito.
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
return;
}
// Caso contrário, conecta na rede WiFi
else {
while(WiFi.status() == WL_IDLE_STATUS){
WiFi.begin(SSID, PASSWORD);
uint32_t start_time = millis();
while((millis() - start_time) < 1200){} // Espera 1 segundo antes de tentar novamente se conectar ao wifi
// Utilizando a millis para ter uma melhor precisão
}
timeClient.begin(); // sincroniza relogio
timeClient.update(); // atualiza relogio
}
}WiFiUDP ntpUDP;//biblioteca para envio de mensagem via protocolo UDP
int16_t utc = -3; //UTC -3:00 Brazil
NTPClient timeClient(ntpUDP, "a.st1.ntp.br", utc * 3600, 60000);// NTP get Time
// Configurações para consulta
// do horario atual via internet// Constantes Globais para calculo do consumo
float mediaCorrente = 0;
int tensaoRedeEletrica = 127; // 127 ou ou 220 dependendo da tensão da tomada aonde for ser realizado a medição
// Portas dos entrada do Sensor
#define pinoSensor_ACS712_5A A0
// Constantes Globais utilizadas no loop
String mensagem = "";
unsigned int horario = 0;
/*
Função: Ler dados do sensor e realizar calculo da media da corrente
através dos picos da corrente no intervalo de 1 segundo
Parâmetros: nenhum
Retorno: Valor médio do pico de correntes em um intervalo de 1 segundo
*/
float getSensor() {
/* Inicia variáveis locais */
int iter = 0;
int leituraValor;
float valorSensor = 0;
float valorCorrente = 0;
float voltsporUnidade = 0.00322581;// 3.3%1023
float sensibilidade = 0.185;// Para ACS712 de 5 Amperes use 0.185
// Para ACS712 de 10 Amperes use 0.100
// Para ACS712 de 30 Amperes use 0.066
int valorMin = 1024;
int valorMax = 0;
uint32_t start_time = millis();
//objetivo desse loop é fazer a leituras dos picos em um intervalo de 1 segundo e realizar o calculo
//baseado no menor e no maior pico
while ((millis() - start_time) < 1200) // Amostra de 1 segundo
{
// Lê o status atual do sensor
leituraValor = (analogRead(pinoSensor_ACS712_5A));
if (leituraValor > valorMax) {
valorMax = leituraValor;
}
if ( leituraValor < valorMin) {
valorMin = leituraValor;
}
}
valorSensor = (((valorMax - valorMin) * 3.4)) / 1024;
valorCorrente = ((valorSensor / 2) * 0.707) / sensibilidade ;
return valorCorrente;
}void setup() {
//Incia a Serial
Serial.begin(9600);
pinMode(pinoSensor_ACS712_5A, INPUT);
WiFi.begin(SSID, PASSWORD);
reconectWiFi(); // conecta-se a rede WIFI
initMQTT(); // conecta-se ao broker MQTT
}void loop() {
mensagem.remove(0); //remove todo o conteudo da string a partir da posição passada por parametro (da esquerda para a direita)
mensagem.concat(getSensor());//getSensor pega a media já calculada do consumo no intervalo de um segundo entre os picos de onda
mensagem.concat(' ');
mensagem.concat(epochToISO(timeClient.getEpochTime()));//timeClient.getEpochTime() pega o horario em formato epoch na internet para adicionar na mensagem
//epochToISO() faz a conversão do formato epoch para o formato ISO utilizado no banco de dados do servidor MQTT LabIoT
Serial.println(mensagem.c_str());
verificaConexoesWifiAndMQTT();
enviaEstadoOutputMQTT();
delay(58200); //Somado ao tempo de leitura enviara uma mensagem aproximadamente a cada 1 minuto
}
}/*
Função: Converter horario em formato epoch para ISO
Parâmetros: horario em formato epoch unsigned int
Retorno: retorna uma String com o horario epoch convertido para formato ISO
*/
String epochToISO(unsigned int horario){
String mensagem = "";
if(year(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat((String) year(horario) + "-");
if(month(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat((String) month(horario) + "-");
if(day(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat(String(day(horario)) + "T");
if(hour(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat((String) hour(horario) + ":");
if(minute(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat((String) minute(horario) + ":");
if(second(horario) < 10){
mensagem.concat("0");
}
mensagem.concat((String) second(horario) + "Z");
return mensagem;
}| Materiais e Componentes |
|---|
WEMOS D1 MINI PRO Mais informações neste link: GUIA WEMOS D1 MINI PRO  |
ANTENA WEMOS D1 MINI PRO. Sem detalhes, antena padrão e conector padrão, pode ser obtida no kit do WEMOS.  |
ACS712 5A. (Vale o aviso de que o output do sensor foi ligado diretamente no analogico do WEMOS D1 MINI PRO, pois o mesmo trabalha em uma faixa de até 3.4 volts no output, outro modelo de ACS712 trabalham com tensões mais altas no output, então o circuito deverá ser revisitado com as devidas alterações) Mais informações neste link: Manual do usuario sensor de corrente ACS712 5A  |
FONTE YS-12V450A usada para alimentação em 127V ou 220V. Possui saída 5V permitindo ligar o WEMOS D1 MINI PRO e o Sensor ACS712 5A. Mais informações neste link: YS-12V450A Esquemático   |
2 x BORNE. Mais informações neste link: Conector Borne KRE 2 Vias  |
Conector macho  |
Modulo Tomada de energia    |
Placa de Fenolite Perfurada  |
| Protótipagem |
|---|
Circuito Elétrico. Segue o link para download do arquivo editavel: Circuito Elétrico easyeda  |
Protótipo PCB Segue o link para download do arquivo editavel: Projeto PCB easyeda  |
Protótipo implementado em uma Placa de Fenolite Perfurada   |
Versão teste de case para a placa de fenolite e demais componentes      |
Versão Final do Case, Arquivos em extensão solid nesse link: Pasta no github com os arquivos em extensão para edição no solid e extensão STL para impressão 3D neste link: Pasta no github com os arquivos STL     |