Reaproveitamento de Energia Mecânica em Elétrica (Reuse of Mechanic Energy into Electrical Energy) Projeto Green Fitness

1. REAPROVEITAMENTO
DE ENERGIA
MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN
FITNESS”

2. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
INTRODUÇÃO
É comprovado nos dias atuais a total dependência de geração de
energia das grandes usinas hidrelétricas e também é sabido que com
o aumento das estiagens, o Brasil precisa reduzir a dependência
destas usinas em todo o país. O implemento deste projeto não
somente se enquadra como um meio de economia de energia como
também possível microgerador de energia elétrica apoiado pela
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) conforme resolução
normativa 482/2012, contribuindo assim para o uso racional de
energia elétrica, através da energia renovável provinda do
reaproveitamento da energia mecânica em elétrica.Para tanto
apresentamos o projeto “green fitness” :
Ref. Pág. 7

3. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
INVERSOR
BATERIA
CIRCUITO DE
CHAVEAMENTO
REDE / SISTEMA
GERADOR
CONTROLE
MICROPROCESSADO
Ref. Pág. 61

4. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
VIABILIDADE FINANCEIRA
Nossa estratégia de comercialização
depende da conscientização da
população sobre a sustentabilidade e
sobre a conscientização das pessoas
para a prática de esportes.
Ref. Pág. 23

5. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
Segundo jornal “O Globo”
21,6% da população com
18 anos ou mais é
hipertensa, sendo que
40% dos casos de
insuficiência cardíaca e
80% dos AVC’s resultam
da doença, sendo que o
número de obesos cresce
a cada ano que passa,
conforme nos ilustra este
gráfico do ministério da
saúde. 42%
43%
44%
45%
46%
47%
48%
49%
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Número de Obesos no Brasil
Número de Obesos no
Brasil
VIABILIDADE FINANCEIRA
Ref. Pág. 24

6. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
Este projeto está inserido numa área de
grande preocupação atualmente, o uso de
energia renovável. Neste sentido, foi
averiguado a implementação e adequação de
forma simples e de maneira eficaz o
reaproveitamento da energia mecânica
(esforço físico) despendida nas academias,
como o caso das bicicletas ergométricas,
através de um sistema de geração de energia e
monitoração da mesma. Em função da
versatilidade do projeto, o foco principal é
aplicação para academias que desejam inserir
no contexto ambiental de energia renovável.
Como no mercado não existem produtos para
tal finalidade, surgiu então a idéia de
desenvolver um produto que atendesse todas
essas necessidades, em que despendemos
aproximadamente R$ 1000,00 para a
implementação do mesmo.
VIABILIDADE FINANCEIRA
VALOR
TOTAL:
R$868,32
Correia frisada 1 80.00R$
Alternador 1 200.00R$
Bicicleta ergométrica 1 50.00R$
Módulo de programação PIC 1 117.39R$
Cabo de comunicação USB 1 10.00R$
Shunt 1 50.00R$
Conector USB 1 R$ 2.30
Bateria 1 150.00R$
Lâmpada fluorescente. 1 20.00R$
Inversor 450W 1 84.00R$
Cristal 32768 KHz 1 6.69R$
Cristal 20MHz 1 3.99R$
Capacitor 1uF 1 0.30R$
Capacitor 100nF 2 0.60R$
Capacitor 10uF 1 0.30R$
Capacitor 100uF 1 0.30R$
Resistor 1KΩ 8 0.80R$
Resistor 10kΩ 6 0.60R$
Resistor 15kΩ 1 0.10R$
Resistor 3,3K Ω 3 0.30R$
Resistor 2,2kΩ 3 0.30R$
Resistor 22Ω 1 0.10R$
Bateria 3V 1 0.70R$
Pic 18F4550 1 20.00R$
Suporte Cartão SD 1 10.40R$
Cartão SD 2G 1 15.00R$
Adaptador Micro SD 1 11.00R$
Botão Reset 2 0.10R$
BC338C 1 1.00R$
Diodo 1N4007 1 R$ 0.12
Led luminoso 2 0.20R$
LM7805 1 8.00R$
LP2950C 1 R$ 16.50
DS 1307 1 R$ 18.75
Trimpot 10K 1 0.35R$
Relé 12V 2 contatos NA/NF 1 R$ 5.75
Membrana de Teclas 4x3 1 10.90R$
LCD 16X2 1 14.90R$
Total 868.32R$
Ref. Pág. 26

7. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
O GERADOR (ALTERNADOR)
É a central elétrica do nosso sistema. Acionado através de um
acoplamento à bicicleta através de uma correia, o alternador
transforma a energia mecânica (giro) em energia elétrica
necessária para carregar a bateria e alimentar o inversor para o
acionamento das lâmpadas fluorescentes.
O GERADOR (ALTERNADOR)
Ref. Pág. 29

8. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
O projeto “green fitness” utiliza um sistema de conversão de
energia, juntamente com um sistema de aquisição de dados,
integrados de maneira a reutilizar a energia para benefício
próprio, não somente da academia, por exemplo, mas
também contribuindo com o meio ambiente otimizando
assim de forma consciente o uso da energia elétrica,
proporcionando uma geração completamente
descentralizada, distribuída, contribuindo para redução dos
custos de geração de energia, transmissão e de distribuição.
Para chegar a resultados esperados e realizar cálculos de
medição da energia gerada, optamos por utilizar o
microcontrolador PIC 18F4550.
CONTROLE
Ref. Pág. 07

9. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
CONTROLE (MICROPROCESSADOR)
O microcontrolador PIC18F4550 nos
proporciona a tecnologia de redução de
consumo de potência (Nano Watt Thecnology
máx. 1Watt), duas entradas analógicas para
aquisição dos sinais de corrente e tensão, uma
linha de comunicação I2C para efetuar a
transferência dos dados do circuito para um
cartão SD, saída comum com um canal
paralelo de dados para o display de LCD e
utilização de uma das saídas do
microcontrolador para o gerenciamento Rede
/ Sistema através de relé. Para o cálculo da
potência e todas as outras grandezas que
estão envolvidas neste contexto, foi
desenvolvido um programa através do
compilador MikroC PRO viabilizando assim o
projeto “Green Fitness”
Ref. Pág. 57

10. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
I/OConversão A/D
Divisor de tensão
Sensor de
corrente
(SHUNT)
Matriz de teclas
(12 dígitos)
Microcontrolador
PIC 18F4550
Cartão de
memória (SD)
Display LCD
Relé
CONTROLE (MICROPROCESSADOR)
Ref. Pág. 63

11. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
ARMAZENAMENTO
Dado ao foco de nosso projeto, voltado para academias,
nos deparamos com a necessidade de armazenamento
dos dados obtidos por cada usuário participante do
projeto “Green Fitness”, de maneira à incentivá-lo e
habituá-lo a ser parte do projeto de energia sustentável,
portanto optamos por utilizar um cartão de memória SD.
O microcontrolador PIC 18F4550
DIP utiliza-se de um barramento
I2C para transmissão da
informação para o cartão SD (Pino
33 - RB0 -Serial Data & Pino 34 -
RB1 - Serial Clock)assim como a
saída serial RX/DT (Pino 26 - RC7).
Ref. Pág. 72

12. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
ARMAZENAMENTO
A escolha pelo SD Card como meio de armazenar informações se
deu pelo fato de conter pequenas dimensões, pois mede apenas
24mm x 32mm x 2,1mm, tendo aproximadamente o tamanho de
um selo. O SD Card foi originalmente produzido pela Matsushita
(Panasonic), SanDisk e Toshiba no ano de 2001, sendo este uma
evolução da tecnologia MMC (Multi Media Card). O SD Card
possui este nome pois refere-se a Secure Digital, pois ele contém
a capacidade de criptografia e gestão de direitos autorais.
O projeto GREEN FITNESS utiliza-se de um cartão SDcom
capacidade de 2GB e sistema de arquivo FAT 16 cujos dados são
armazenados como arquivos extensão.CSV, o que possibilita
trabalhar estes dados em uma planilha de cálculo com uma
infinidade de recursos à disposição.
Ref. Pág. 73

13. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
INVERSOR
A obtenção de uma tensão alternada a partir de uma fonte
de corrente contínua ou mesmo de uma fonte de corrente
alternada de frequência diferente é muitas vezes necessária
para o acionamento de diversas cargas ou alimentação de
sistemas. Os conversores que realizam a transformação
contínua para alternada são chamados inversores. O inversor
escolhido para o projeto devido ao custo benefício foi o
fabricado pela Shen Zhen Meind Technology de 450W,
equipado com tecnologia PWM (Pulse Width Modulation).
Como o equipamento é produzido em larga escala para
utilização em veículos, o preço torna-se mais acessível.
Ref. Pág. 74

14. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
INVERSOR
Ref. Pág. 98

15. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
CONCLUSÃO
O aproveitamento da energia mecânica em elétrica,
desenvolvido de maneira gerenciada por um microcontrolador e
usando o inversor de corrente contínua para corrente alternada,
com o propósito de alimentar o circuito de alimentação de uma
academia é viável e vem a preencher e incentivar o grande
espaço para projetos de sustentabilidade nos dias atuais.
Com uma média de geração de energia ‘limpa’ de 250 watts por
hora, com total autonomia e proporcionando a independência
da energia provinda da rede elétrica, podemos através deste
projeto comprovar a viabilidade e a acessibilidade do mesmo,
tornando assim uma opção altruista em vista ao quadro
energético global, como um sistema microgerador e fonte
alternativa de energia.
Ref. Pág. 109

16. REAPROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA:
PROJETO “GREEN FITNESS”
CONCLUSÃO
Ref. Pág. 142
0
50
100
150
200
250
300
20:47
20:49 20:56 20:57
Potência
potência
The fear of the LORD is the beginning of knowledge, Proverbs 1:7 Thank you JESUS !

17. PENSE NO:
- ECOSISTEMA;
- MEIO AMBIENTE;
- ECOLOGIA;
- SUSTENTABILIDADE;
- SAÚDE;
E USE :
THANK YOU
The fear of the LORD is the beginning of knowledge, Proverbs 1:7 Thank you JESUS !