BR102015031551A2 - Disposição aplicada em dispositivo eletrônico microcontrolado para proteção de aparelhos elétricos e eletrônicos em geral, com módulo de gerenciamento, processamento e controle - Google Patents

Abstract

disposição aplicada em dispositivo eletrônico microcontrolado para proteção de aparelhos elétricos e eletrônicos em geral, com módulo de gerenciamento, processamento e controle. este é um produto relacionado ao setor de eletrônicos, energia elétrica e tecnologia. refere-se o presente objeto a dispositivo eletrônico microcontrolado com módulo de processamento e controle que visa proteger os equipamentos eletroeletrônicos de surtos, sobrecarga, curto, instabilidades e oscilações no fornecimento elétrico, além de falhas que acabam gerando sobre e subtensões. o aparelho em questão atua de forma totalmente automatizada e sem necessidade de intervenção por parte do usuário, através de seu módulo interno de processamento e controle, com microcontrolador que detecta as anormalidades, fazendo gerenciamento e bloqueio automático, podendo inclusive desligar os equipamentos eletroeletrônicos de forma automatizada para evitar quaisquer tipos de danos. o dispositivo possui dimensões reduzidas e é utilizado como um aparelho intermediador entre o equipamento eletroeletrônico que se quer proteger e a tomada onde este será ligado. pode ser utilizada para fins residenciais e industriais, para proteção de aparelhos diversos como: computadores, refrigeradores, geladeiras, televisões, ventiladores, microondas, lâmpadas eletrônicas fluorescentes, motores, etc.

Description

(54) Título: DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE (51) Int. Cl.: H02H 7/20; H01H 83/12 (73) Titular(es): FAULKNER STOCKLER TEODORO DE OLIVEIRA (72) Inventor(es): FAULKNER STOCKLER TEODORO DE OLIVEIRA (74) Procurador(es): ANA PAULA MAZZEI DOS SANTOS LEITE (57) Resumo: DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE. Este é um produto relacionado ao setor de eletrônicos, energia elétrica e tecnologia. Refere-se o presente objeto a dispositivo eletrônico microcontrolado com módulo de processamento e controle que visa proteger os equipamentos eletroeletrônicos de surtos, sobrecarga, curto, instabilidades e oscilações no fornecimento elétrico, além de falhas que acabam gerando sobre e subtensões. O aparelho em questão atua de forma totalmente automatizada e sem necessidade de intervenção por parte do usuário, através de seu módulo interno de processamento e controle, com microcontrolador que detecta as anormalidades, fazendo gerenciamento e bloqueio automático, podendo inclusive desligar os equipamentos eletroeletrônicos de forma automatizada para evitar quaisquer tipos de danos. O dispositivo possui dimensões reduzidas e é utilizado como um aparelho intermediador entre o equipamento eletroeletrônico que se quer proteger e a tomada onde(...)

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1/23 “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”

1. Refere-se o presente objeto a um dispositivo eletrônico microcontrolado, que é conectado à tomada, com módulo de processamento e controle que visa proteger os equipamentos eletroeletrônicos de surtos, sobrecarga, curto, instabilidades e oscilações no fornecimento elétrico, além de falhas que acabam gerando sobre e subtensões. O aparelho em questão atua de forma totalmente automatizada e sem necessidade de intervenção por parte do usuário, através de seu módulo interno de processamento e controle que detecta as anormalidades, fazendo gerenciamento automático da comutação da energia, podendo inclusive desligar os equipamentos eletroeletrônicos de forma automatizada para evitar quaisquer tipos de danos. O dispositivo possui dimensões reduzidas e é utilizado como um aparelho intermediador entre o equipamento eletroeletrônico que se quer proteger e a tomada onde este será ligado.

2. Destina-se o presente a evitar danos nos equipamentos eletrônicos por conta das oscilações e instabilidades no fornecimento elétrico. Pode ser utilizado para fins residenciais e industriais, para proteção de aparelhos diversos como: computadores, refrigeradores, geladeiras, televisões, ventiladores, micro-ondas, lâmpadas eletrônicas fluorescentes, motores, etc.

2/23

3. Tendo em vista a inexistência de uma solução completa e de baixo custo, que ofereça todas as funcionalidades para proteção dos equipamentos de forma automatizada; os problemas frequentes nas redes elétricas; o alto custo de manutenção dos aparelhos eletroeletrônicos e burocracia para ressarcimento de danos causados por falhas elétricas, foi desenvolvido o dispositivo em questão, visando proteger os diversos aparelhos eletroeletrônicos que são cada vez mais utilizados.

4. A solução apresentada é conectada às tomadas convencionais e busca suprir de forma prática e eficiente, atuando de forma “plug and play” para o usuário final, oferecendo toda proteção para seus equipamentos, sejam eles elétricos ou eletrônicos. Possuindo em seu circuito funções que são divididas em módulos com funcionalidades específicas, sendo: módulo de amostragem; módulo de processamento e controle; módulo de controle de carga e que são descritos abaixo:

5. O módulo de amostragem é responsável por fazer a interface entre o módulo de processamento e controle, responsável pela inteligência interna do dispositivo e contato com a rede elétrica. Através da amostragem da rede elétrica realizada por este módulo é possível identificar anormalidades na energia que está sendo fornecida.

6. O módulo de processamento e controle recebe os valores da energia fornecida através do módulo de amostragem/acoplamento e baseado nestes valores interpretados pela sua lógica de programação embarcada no microcontrolador, define as condições desta energia, identificando se está em alguma condição de anormalidade ou não.

3/23

Este módulo é capaz de realizar milhões de verificações por segundo, detectando de imediato se a energia fornecida apresenta valores de sobretensão, subtensão ou mesmo intermitência em seu fornecimento. Caso alguma destas condições seja detectada, o módulo de processamento e controle instrui ao módulo de controle de carga para desligar o equipamento a ser protegido, preservando-o de funcionar em condição elétrica inadequada ou de ser submetido a sucessivas condições de liga e desliga causadas pelas intermitências no fornecimento de energia elétrica. O módulo permite ainda definir o tempo que se deve aguardar para que seja religado o equipamento que está sendo protegido.

7. A sinalização da condição do dispositivo de proteção também é feita por este módulo, através de indicadores sonoros e/ou luminosos (Led’s), sedo possível sinalizar para o usuário a condição da energia e também do status/condição em que se encontra a saída. Exemplificando: Indicador verde: condição normal da energia elétrica e saída para o aparelho protegido ligada; indicador vermelho: condição de bloqueio (desligue) do aparelho protegido decorrente de anormalidade na rede elétrica; indicador amarelo: subtensão; indicador azul: sobretensão.

8. Já o módulo de controle de carga recebe informações dos módulos anteriores, sendo responsável por ligar ou desligar a carga, ou seja, o parelho a ser protegido. Este módulo tem apenas a função de realizar este chaveamento (liga/desliga), possuindo uma capacidade máxima de energia que pode passar pelos seus contatos e que deve ser respeitado, afim de que não se gere uma sobrecarga

4/23 ou dano. Variáveis no componente eletromecânico principal podem permitir maiores cargas.

9. O dispositivo pode receber variações construtivas e funcionais, sendo pré-programado de acordo com a necessidade. Podendo ser utilizado para alimentação 110V e/ou 220V. De acordo com o tamanho e programação do sistema interno, pode suportar um ou mais equipamentos, podendo variar inclusive seu tamanho e dimensões, com entrada para um único equipamento ou mais.

10. O dispositivo pode possuir proteção adicional contra surtos através de componente supressor e fusível de proteção contra sobrecarga e curto, para situações onde a falha pode ser causada pelo equipamento a ser protegido.

11. Pode ser utilizado inclusive em quadros elétricos, podendo possuir ainda saída auxiliar para casos de anormalidades.

Inconvenientes encontrados nos modelos atuais:

12. Hoje em dia, seja pelo mau dimensionamento do fornecimento elétrico, por questões climáticas ou pela qualidade da rede elétrica, é comum observarmos interrupções frequentes no fornecimento, que podem afetar uma residência, logradouro ou região. Esta interrupção causa diversos transtornos que vão da simples indisponibilidade no funcionamento dos equipamentos que dependem de energia até danos maiores, como a queima destes equipamentos.

13. Durante a falha no fornecimento de energia e sua abrupta recuperação é possível que haja intermitência no fornecimento com a energia “indo e voltando”, causando stress sobre os equipamentos

5/23 que ligam e desligam sucessivamente em um curto período. Também ocorrem alterações nos valores da tensão elétrica para valores que os equipamentos eletroeletrônicos não estão dimensionados para funcionar, sendo tais alterações conhecidas como sobretensão (valor acima do valor comercial da rede elétrica) ou subtensão (valor abaixo do valor comercial da rede elétrica). Nestas situações é muito comum haver a queima dos equipamentos, sem que seu proprietário tenha ciência de tais anormalidades.

14. Além dos modelos de aparelhos convencionais como nobreaks, estabilizadores e similares, outros tipos de aparelhos foram desenvolvidos tendo em vista a tentativa de solução dos problemas elencados. Nestes foram detectados as seguintes características e falhas:

• Alguns modelos atendem somente em caso de sobre tensão:

• Alguns modelos são eletromecânicos;

• Alguns aparelhos são mais voltados para indústria, direcionados para falta fase;

• Não há preocupação com o custo de confecção, pois apesar de oferecerem alguns opcionais como, por exemplo, o acionamento por controle remoto - que a princípio parece um atrativo, mas eleva o custo e não é estritamente necessário;

• Tamanhos exagerados;

• Alguns modelos servem apenas de filtro para proteção contra surtos;

6/23 • Não fazem menção ao consumo de energia que possuem.

Solução:

15. Portanto, pensando em solucionar tais inconvenientes e em oferecer uma solução mais completa, prática e eficiente, foi desenvolvido o dispositivo microcontrolado em questão. Apresentando ainda diversos benefícios, que podem ser destacados em:

• Baixo custo;

• Praticidade;

• Fácil instalação, manuseio e utilização;

• Utiliza componentes eletroeletrônicos de fácil disponibilidade no mercado e de custo relativamente baixo;

• Dimensões reduzidas;

• Evita transtornos e inconvenientes;

• Oferece alta tecnologia pelo uso de um microcontrolador responsável por toda análise e execução de instruções de programação para assegurar seu funcionamento;

• Oferece mais segurança e proteção aos equipamentos eletroeletrônicos;

7/23 • Tem sua aplicabilidade bem mais ampla do que as ditas soluções do mercado, como estabilizadores e nobreaks, residenciais encontrados amplamente no mercado, que são restritivos e atendem somente aparelhos eletrônicos;

• Os aparelhos com motores, como geladeiras, máquinas de lavar, micro-ondas e similares não são atendidos pelos modelos convencionais, já o aparelho em questão atende a todos os tipos de aparelhos elétricos e eletrônicos, sem restrições;

• Capaz de realizar milhões de medições por segundo da rede elétrica e processar a ação a ser tomada, podendo religar o equipamento protegido, desliga-lo, aguardar/temporizar, continuar analisando a rede, etc;

• Visa atender uma expressiva quantidade de usuários que passam e almejam por solução para problemas na rede elétrica;

• Não necessita de batería externa para manter seu último estado, nem de atuação manual para seu funcionamento;

• Ação imediata perante as anormalidades listadas;

• Modelo universal de plug universal;

• Proteção adequada para casos sub e sobre tensão; para intermitências no fornecimento de energia;

8/23 • Utiliza um microcontrolador com lógica de programação e alta resposta;

• Proteção para o caso de sobrecarga ou curto elétrico no aparelho protegido;

• Opcional para acionamento manual pelo usuário sem que haja necessidade de aguardar o tempo programado (no caso das análises realizadas pelo módulo indicarem a adequada condição da rede, evitando-se assim falha humana);

• Voltado para um público massivo e de grande abrangência;

• Econômico quanto ao gasto de energia;

• Compacto;

• Simplicidade construtiva e baixo custo de produção;

• Excelente relação custo-benefício;

• Elevado potencial de comercialização;

• Produto de necessidade comum;

• Possui carcaça externa que pode ser desenvolvida em diversos materiais;

• Pode ser desenvolvido em diversos formatos;

9/23 • Pode ser desenvolvido em diversos tamanhos;

• Exequibilidade industrial;

• Inovações merecedoras deste privilégio de patente.

Estado da técnica:

16. Atualmente existem alguns aparelhos elétricos / eletrônicos que buscam atender parte da demanda por este tipo de solução, porém todos apresentam algum tipo de deficiência de funcionalidade ou restrição de aplicabilidade e acabam não atendendo ou protegendo os aparelhos da maneira necessária. Sendo estes: nobreak, filtros de linha, estabilizadores e disjuntores.

17. O filtro de linha essencialmente assumiu a função de um “benjamim” ou “T”, permitindo a conexão em uma só tomada de diversos aparelhos. Fora isto, possui funcionalidades de proteção bastante limitadas.

18. O estabilizador além de acumular as funções do filtro de linha, possui outras funções como de “tentar” corrigir variações na rede elétrica por compensar tais diferenças. Também acaba se tornando um grande gerador de “ruído elétrico na rede, causando interferências e falhas em aparelhos mais sensíveis, como computador para o qual é vendido para proteção.

19. Já o nobreak, que possui as características dos dois anteriormente comentados e ainda uma bateria que possibilita manter os aparelhos ligados (por tempo limitado) até que esta bateria se esgote. Dentre as soluções mencionadas é o de maior custo e que

10/23 exige periodicamente manutenção como a troca de sua batería, que possui vida útil limitada. Sua aplicabilidade restrita também é um limitador.

20. Portanto, visando propor uma solução inédita e eficiente, foram realizadas pesquisas de anterioridades no Banco de Dados do INPI Instituto Nacional da Propriedade Industrial e foram encontrados os seguintes processos:

21. PI0802021-3, depositado em 09/04/2008, sob o título de “Tomada elétrica inteligente”. A presente invenção está associada a alternativas para os consumidores residenciais, comerciais e concessionárias elétricas, voltadas à proteção e otimização na distribuição e consumo de energia elétrica, atuando nas potências ativas e reativas. Estas funções serão implementadas por meio de uma tomada de energia, utilizando a inteligência artificial. A invenção incorporará um módulo de sinalização e alerta dos níveis da tensão elétrica com as seguintes faixas: adequada, precária e criticas definidas nas portarias e resoluções. Propiciará para os consumidores à proteção e redução da corrente elétrica em aparelhos de arcondicionado, áudio e vídeo, portão-eletrônico, fornos-microonda, equipamentos de consultórios médicos e hospitalares, equipamentos de consultório odontológico e eletro-eletrônicos de uma forma geral. Para a concessionária de energia elétrica, redução de perdas técnicas (energia dissipada e perdida em função da corrente reativa) e uma melhoria no nível de tensão fornecida aos consumidores conectados a um mesmo transformador. Para os fabricantes, uma forma atenuante dos problemas de queimas durante o período de garantia e uma maior

11/23 confiabilidade da sua imagem perante o público consumidor e aos sistemas de proteção do mesmo (procon).

22. PI9202745-8, depositado em 14/07/1992, sob o título de “Protetor de sub e sobretensão para aparelhos eletroeletrônicos”.

A presente invenção consiste de um sistema que protege quaisquer aparelhos eletroeletrônicos das variações no nível da rede de energia elétrica, conjugando um controle remoto para a função liga/desliga. O dito protetor é constituído do módulo protetor [1], que é composto dos blocos: amostrador [15], detetor de subtensão [16], detetor de sobretensão [17], que analisam as condições da rede de energia elétrica; e o de religamento imediato [21], que elimina a temporização para o religamento do aparelho elétrico sob proteção; controle remoto [2], composto dos blocos: memória de estado [24], stand by [26] que liga ou desliga o aparelho elétrico, sem a necessidade de atuar no módulo protetor [1] ou no aparelho elétrico sob proteção; e o de bateria de emergência [25], que alimenta o bloco memória de estado [24], na ausência de energia elétrica.

23. PI0609339-6, depositado em 19/09/2007, sob o título de “Interface de comunicações por linha de energia e protetor contra surtos.” Descreve-se um sistema que inclui uma porta de entrada de energia ac (205) para conexão com uma linha de energia ac (115), uma porta de saída de energia ac (250) para fornecer energia a partir da linha de energia ac, um circuito de supressão de surtos de energia ac (225) para limitar a tensão na porta de saída de energia ac, uma porta de dados (260), um acoplador de dados capacitivo (240) para acoplar um sinal de dados entre a porta de entrada de energia ac e a

12/23 porta de dados, e um circuito de supressão de surtos de porta de dados (245) para limitar a tensão na porta de dados.

24. PI8603645-9, depositada em 01/08/1986, sob o título de Interruptor inteligente. Compreende de um pequeno dispositivo eletrônico que tem a capacidade de acender e apagar automaticamente as luzes de um determinado focal, dispositivos estes utilizando a lógica digital dos computadores e das calculadoras eletrônicas, através de dois sensores (a e b) que podem ser mecânicos, foto-elétricos ou ainda infra-vermelho, encontrados com circuitos integrados digitais cmos que quando convenientemente acionados são capazes de executar operações aritméticas simples, como: some um e subtrai um, capazes de analisarem o resultado da operação aritmética efetuada e tomar uma decisão quando ele for igual a zero ou diferente de zero.

25. PI9901446-7, depositada em 03/05/1999, sob o título de Tomada elétrica, a invenção se refere a uma tomada elétrica, adequada para ser ligada eletricamente a uma extremidade de fio condutor de um equipamento elétrico, para o suprimento de energia elétrica pela rede de suprimento de energia elétrica, que pode ser montada de modo substancialmente simples e sem muitas peças de fixação. A tomada da presente invenção abrange um corpo de tomada inteiriço tendo uma porção de tomada central (2) tendo perfurações (4) e metades de tomada (3, 3'), pelo menos uma das quais é provida com dispositivos de aperto elástico; pinos de contato (8) conformados com extremidades internas salientes em forma de lâmina, resilientes, as quais, quando do estado montado do corpo de tomada (1), são cooperáveis com os ditos dispositivos de aperto elástico (7) tornando

13/23 efetiva a conexão após o aperto do parafuso nas perfurações (9), conforme ilustrado na figura 3.

26. PI0602276-6, depositada em 11/04/2006, sob o título de “Tomada para conexão elétrica.” A presente invenção se refere a uma tomada para conexão elétrica de equipamentos a uma linha de tensão de rede que evita a possível ocorrência de um choque elétrico durante um manuseio inadvertido de plugues durante a introdução ou a retirada dos mesmos como é possível ocorrer nas tomadas elétricas do estado da técnica. Em sua essência, a tomada de conexão elétrica compreende uma porção de corpo de transição seguidora do avanço e recuo do plugue para a comunicação por sinal de energia dos terminais de conexão à linha de alimentação elétrica e o plugue inserido nas aberturas frontais.

27. MU8600024-1, depositada em 10/01/2006, sob o título de “Tomada para multiligações elétricas.” A tomada para multiligações elétricas foi concebida para qualificar e facilitar a conexão simultânea de vários aparelhos elétricos, pois, a sua utilização permite a eliminação da peça intermediária conhecida como te, a qual, segundo profissionais da área elétrica e comerciantes do ramo, com muita frequência tem provocado conexões deficientes, tomando-se um ponto finco neste tipo de ligação. Assim, considerando a necessidade de ligação de mais de um aparelho na mesma tomada, a tomada para multiligações elétricas oferece também mais garantia e segurança nas conexões, pois, com a eliminação do te, as ligações simultâneas de vários aparelhos passam a ser diretas com a rede, sem peças intermediárias. A tomada para multiligações elétricas, conforme mostram os desenhos anexos, figuras 1 a 8, é constituída de seis

14/23 partes: o seu corpo(l), os suportes(2), os tiros receptores(3), para plugues de pinos redondos e chatos, a estrutura plástica(4) interna, a estrutura metálica(s) interna, e os terminais conectores(s) para as ligações com a rede elétrica, com seus respectivos parafusos(6) de fixação. Os suportes(2) apresentam-se integrais com o corpo da tomada, mas, podem também ser afixados com um sistema de encaixe ou rebitados, opção que fica a critério do fabricante. A tomada para multiligações elétricas caracteriza-se por uma ampliação da técnica, em relação ao projeto anterior concebido por mim e identificado como tomada elétrica para multiligações, cujo registro junto ao inpi recebeu o número de mu8301897. A referida ampliação da técnica caracteriza-se pela disposição de todos os furos receptores(3) de plugues na posição vertical, nas três faces da tomada. A tomada para multiligações elétricas, numa opção de modelo alternativo, pode também incluir uma ou mais teclas comutadoras pan acionamento de lâmpadas. A tomada para multiligações elétricas foi concebida para uso predial ou doméstico, e deve ser fabricada obedecendo as normas técnicas da abnt, e também, deve oferecer as alternativas de uso em correntes de 10 e 20 amperes, e ainda na voltagem de 110 e 220 volts.

28. MU8402318-0, depositado em 22/04/2004, sob o título de

Tomada elétrica inovada para multiligações. Foi concebida para facilitar e qualificar a ligação simultânea de vários aparelhos, pois, além de ser provida de conexão para aterramento e apresentar faces parcialmente rebaixadas, esta tomada possibilita a utilização de três opções de conexão com aparelhos elétricos, permitindo ainda, que as ligações com a rede elétrica sejam feitas diretamente, substituindo assim, com vantagens, o uso da tradicional peça intermediária

15/23 conhecida como 'te'. A tomada elétrica inovada para multiligações, conforme mostram os desenhos anexos, figuras 1 a 6, é composta por seu corpo (1), pelos suportes (2), por furos receptores de plugues (3 e 4), por conectores (5) e seus parafusos fixadores (6), apresentando faces parcialmente rebaixadas, sendo provida de conexão para aterramento, cujo corpo (1), de forma alongada, é projetado para fora da caixa de luz e do respectivo espelho (7). Este novo modelo de tomada elétrica destaca-se por urna melhoria técnica e qualitativa, que considera o importante aspecto da segurança nas conexões elétricas prediais, relativamente ao item 'proteção'. Assim, a referida 'ampliação da técnica' constante no relatório descritivo e adotada na tomada elétrica inovada para multiligações, caracteriza-se por um 'rebaixamento' parcial aplicado nas faces desta nova tomada, cujo objetivo é dar mais proteção para os usuários e para os plugues conectores. A tomada elétrica inovada para multiligações, numa opção de modelo alternativo, pode também incluir uma ou mais teclas comutadoras para acionamento de lâmpadas. A tomada elétrica inovada para multiligações foi concebida para uso predial ou doméstico, e deve ser fabricada obedecendo as normas técnicas da abnt, e também, deve oferecer as alternativas de uso em correntes de 10 e 20 amperes, e nas voltagens de 110 e 220 volts. A concepção da tomada elétrica inovada para multiligações está apresentada no relatório descritivo (folhas 1 a 4) e nos desenhos anexos (figuras 1 a 6).

29. PI0611123-8, depositado em 03/05/2006, sob o título de “Proteção para sobretensão.” A invenção se refere a uma proteção para sobretensão que compreende um suporte (1) e pelo menos um elemento protetor deslizante (2) que consiste de pelo menos um

16/23 elemento resistor não linear, e ela ainda compreende um dispositivo para desconectar o elemento resistor não linear dos aumentadores, e pelo menos uma parte de um dispositivo para sinalização local e/ou remota do estado da proteção para sobretensão. A invenção consiste em que um elemento deslizante (4) montado no corpo (7) do elemento protetor deslizante (2) de uma maneira recíproca e com uma ação de pressão contra uma ligação de baixo ponto de fusão de um cabo (10) com um eletrodo (9) do elemento resistor não linear, enquanto o elemento deslizante (4) é equipado com pelo menos uma superfície para atuar em uma alavanca de sinalização visual (16) e é ainda equipado com pelo menos uma superfície para atuar em um elemento de posicionamento (3) da sinalização remota montado no suporte (1).

30. Conforme os resumos acima, os processos mencionados não possuem similaridade com o objeto da presente patente, motivo pelo qual consideramos que não há impedimentos de ordem técnica nem legal para a obtenção do privilégio solicitado.

31. O detalhamento do modulo de processamento e controle é realizado através das amostragens coletadas pelo módulo de amostragem e entregue a entrada analógico do microcontrolador, onde é feita a média das medidas realizadas. Estas medidas podem ser realizadas milhões de vezes de acordo com o limite de clock do processador, porém, valores muito altos gerariam um delay ou atraso neste processamento, impedindo que o protetor respondesse rapidamente as variações por falha no fornecimento de energia elétrica. Desta forma, definiu-se como valor ideal de medições como sendo de 50. Com estas 50 medições é realizada a média dos valores e definida a condição (anormal ou não) da energia. Este valor permite

17/23 uma pronta resposta para anormalidades e ao mesmo tempo garante considerável precisão do valor final da medida obtida.

32. O processamento realizado, incluindo a rotina de verificação de anormalidade, sinalização visual e sonora, ainda de acionamento do módulo de controle da carga automático ou manual são apresentados no algoritmo de programação do microcontrolador abaixo apresentado:

33. int sensor = A2; // seleciona o pino analógico de amostragem da rede elétrica

34. int rele = 0; // seleciona o pino de acionamento do relé para alimentação da carga e o led verde

35. int anormalidade = 1; II seleciona o pino de acionamento de led vermelho que indica anormalidade

36. int buzzer = 3; // seleciona o pino de acionamento de indicação sonora

37. int botão = 2; // seleciona o pino do pushbutton

38. long interval = 100000; // define número de contagem e que resulta em tempo de espera(ex. 10000 = 40 segundos. 100k = 400s = 8min)

39. int buttonState; II declara a variável que armazenará o status do pushbutton

40. int buzzerState; // declara a variável que armazenará o status do buzzer

41. // define o número de medidas para se fazer a média.

42. #define N 50

43. void setup() {

44. pinMode(sensor, INPUT); II define que a porta de amostragem da rede é do tipo ENTRADA

18/23

45. pinMode(rele, OUTPUT); // define que a porta de acionamento do relé é do tipo SAÍDA

46. pinMode(anormalidade, OUTPUT); // define que a porta de acionamento do led de anormalidade é do tipo de SAÍDA

47. pinMode(buzzer, OUTPUT); // define que a porta do buzzer é do tipo de SAÍDA

48. pinMode(botao, INPUT); II define que a porta do pushbutton é do tipo de SAÍDA

49. digitalWrite(1, HIGH); // define o status inicial da porta do led de anormalidade como ligada

50. digitalWrite(O, LOW); // define o status inicial da porta de acionamento do relé e do led verde como desligado

51- }

52. a *************_DECLARA q _{Tlpo DAS} VARIÁVEIS

53. int filtered;

54. int vals[N];

55. longf = 0;

56. long ff = 0;

57. long fff = 0;

5Ô II ****************

59. void loopQ {

60. int value = map(analogRead(sensor),0,1023,0,179); II lê a entrada analógica e seus 1023 valores. Na sequência altera para uma variação máxima de 179 valores.

61. II *********** BLOQUEIO EM CASO DE FALHA (fora da análise de média)

62. if ((value <= 105) || (value >= 137)) { II compara com um dos 1024 valores possíveis (0 a 1023). Se for letra, tem de colocar entre aspas simples na hora de comparar.

19/23

63. digitalWrite(rele, LOW); II se estiver fora da normalidade, desativa a saída para ativar o relé e led verde.

64. digitalWríte(anormalidade, HIGH); II se estiver fora da normalidade, aciona a indicação do led vermelho.

65. ff=O;

66. fff=O;

67. //============ 3 BIPS PARA INDICAR ALTERACAO

68. while(f<3){

69. digitalWrite(buzzer, HIGH);

70. delay(150);

71. digitalWritefbuzzer, LOW);

72. delay(100);

73. f = f+1;

74. }

75. //============= 3 BIPS PARA INDICAR ALTERACAO

76. }

77. else {

78. if (f >= 3) {

79. f = 0; II zero o i para caso volte para condição de falha, bip novamente.

80. }

81. // DESBLOQUEIO REDE NORMAL AUTOMÁTICO COM TEMPORIZAÇÃO

82. //==========MEDIA===========

83. for(int i = N -1; I > 0; i-){

84. vals[i] = vals[i-1];

85. }

86. vals[0] = value;

87. long sum = 0;

20/23

88. for(int i = 0; i < N; i++){

89. sum = sum + vals[i];

90. }

91. filtered = sum / N;

92. //============MEDIA =========

93. //========ACIONAMENTEO MANUAL============

94. //buttonState = digitalRead(botao);

95. //if (((filtered > 105) && (filtered < 137)) && (buttonState == HIGH)){

96. // digitalWrite(rele, HIGH);

97. // digitalWrite(anormalidade, LOW);

98. 11}

99. //========================================

100. //Lógica de verificação da normalidade, acionamento manual e temporização

101. buttonState = digitalRead(botao);

102. if ((((filtered > 105) && (filtered < 137)) && (buttonState == HIGH)) || ((ff > interval) && ((filtered > 105) && (filtered < 137)))) {

103. digitalWrite(rele, HIGH);

104. digitalWrite(anormalidade, LOW);

105. //BIP DE NORMALIZAÇÃO

106. while(fff < 2) {

107. digitalWrite(buzzer, HIGH);

108. delay(150);

109. digitalWrite(buzzer, LOW);

110. delay(100);

111. fff = fff+1;

112. }

113. }

21/23

114. ff = ff + 1; // incrementa o contador que gera o tempo de espera/temporização

115. }

116. }

117. Para uma perfeita visualização e compreensão da

DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”, em questão, seguem os desenhos ilustrativos, onde:

118. A fig. 1 - Apresenta uma vista frontal do objeto em questão;

119. A fig. 2 - Apresenta uma vista em perspectiva do objeto em questão;

120. A fig. 3 - Apresenta uma vista em blocos do objeto em questão;

121. A fig. 4 - Apresenta uma vista esquemática do diagrama do objeto em questão.

De acordo com a ilustração e em seus pormenores, a DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE, é constituída por um dispositivo eletrônico microcontrolada (1) para proteger equipamentos elétricos e eletrônicos de surtos, sobrecarga, curto, instabilidades, oscilações e falhas no fornecimento elétrico que geram sobretensões e subtensões, formada por uma carcaça externa estilizada (2) com conectores

22/23 universais (2A) que permitem conexões com tomadas e similares, caracterizada por um dispositivo eletrônico automatizado (3), possuindo módulos internos de processamento e controle (4) que detectam, gerenciam, alertam e corrigem as anormalidades na rede através de microcontoladores (5) e alertas sonoros (6) e luminosos (7); seus módulos internos são divididos em três módulos principais, sendo o módulo de amostragem (8) que faz a interface e contato com a rede elétrica, identificando as anormalidades, o módulo de processamento e controle (9) que através do microcontrolador (5) define as condições da energia/rede e através dos indicadores sonoros (6) e luminosos (7) sinaliza a condição da energia (9A); e o módulo de controle de carga (10) que através de sua programação e chaveamento interno permite ligar ou desligar a carga e equipamentos conectados; possuindo ainda um botão externo de liga, desliga (23).

122. O módulo de processamento e controle (9) é pré-programado, podendo realizar milhões de verificações por segundo, e em caso de anormalidade, instruir o módulo de controle de carga (10) para desligar o equipamento de forma automatizada- temporizador (9C), definindo inclusive o tempo de espera para o religue após análise e confirmação da condição adequada da tensão da rede elétrica.

123. Os módulos (9-10) podem ser opcionalmente programados para permitir o acionamento pelo usuário sem que haja necessidade de aguardar o tempo programado, mas somente se as análises realizadas pelo módulo indicarem a adequada condição da rede, evitando-se assim falha humana.

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124.0 dispositivo (1) pode ser utilizado para alimentação 110V e 220V (11), com entradas que podem suportar um ou mais equipamentos (14) através do módulo de alimentação (15).

125.0 diagrama do dispositivo (1A) é composto de 2 led’s, verde e vermelho (7-7A) com ligação em paralelo, conectados aos resistores R2 e R6 em paralelo (16); capacitores polarizados C11, C9, C8 e C10 são conectados em linha (17) aos diodos D1 e D2 (18); os diodos D9, D3, D4 e D8 são conectados aos capacitores não polarizados C1, C2 e C3 (19); o dispositivo (1) está ligado ao circuito eletrônico (20), possuindo uma chave de pressão (21) e uma placa

126.de circuito interno (22).

127. Pelas vantagens que oferece e por revestir-se de características verdadeiramente inovadoras, a DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE, reúne as condições necessárias para merecer a Patente de Invenção.

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Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES

   1^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE” é constituída por um dispositivo eletrônico microcontrolada (1) para proteger equipamentos elétricos e eletrônicos de surtos, sobrecarga, curto, instabilidades, oscilações e falhas no fornecimento elétrico que geram sobretensões e subtensões, formada por uma carcaça externa estilizada (2) com conectores universais (2A) que permitem conexões com tomadas e similares, caracterizada por um dispositivo eletrônico automatizado (3), possuindo módulos internos de processamento e controle (4) que detectam, gerenciam, alertam e corrigem as anormalidades na rede através de microcontoladores (5) e alertas sonoros (6) e luminosos (7); seus módulos internos são divididos em três módulos principais, sendo o módulo de amostragem (8) que faz a interface e contato com a rede elétrica, identificando as anormalidades, o módulo de processamento e controle (9) que através do microcontrolador (5) define as condições da energia/rede e através dos indicadores sonoros (6) e luminosos (7) sinaliza a condição da energia (9A); e o módulo de controle de carga (10) que através de sua programação e chaveamento interno permite ligar ou desligar a carga e equipamentos conectados; possuindo ainda um botão externo de liga, desliga (23).
2. 2^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”, de acordo

   2/3 com reivindicação um, é caracterizada pelo módulo de processamento e controle (9) ser pré-programado, podendo realizar milhões de verificações por segundo, e em caso de anormalidade (9B), instruir o módulo de controle de carga (10) para desligar o equipamento de forma automatizada- temporizador (9C), definindo inclusive o tempo de espera.
3. 3^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”, de acordo com reivindicação um, é caracterizada pelos módulos (9-10) poderem ser opcionalmente programados para permitir o acionamento pelo usuário sem que haja necessidade de aguardar o tempo programado, mas somente se as análises realizadas pelo módulo indicarem a adequada condição da rede, evitando-se assim falha humana.
4. 4^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”, de acordo com reivindicação um, é caracterizada pelo dispositivo (3) poder possuir componente supressor (12) e fusível (13) para proteção adicional contra surtos, sobrecarga e curto, evitando que a falha seja causada pelo equipamento a ser protegido.
5. 5^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE”, de acordo

   3/3 com reivindicação um, é caracterizada pelo dispositivo (1) poder ser utilizada para alimentação 110V e 220V (11), com entradas que podem suportar um ou mais equipamentos (14) através do módulo de alimentação (15).
6. 6^a) “DISPOSIÇÃO APLICADA EM DISPOSITIVO ELETRÔNICO MICROCONTROLADO PARA PROTEÇÃO DE APARELHOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EM GERAL, COM MÓDULO DE GERENCIAMENTO, PROCESSAMENTO E CONTROLE, de acordo com reivindicação um, é caracterizada por possuir o diagrama do dispositivo (1A) de ser composto de 2 led’s, verde e vermelho (7-7A) com ligação em paralelo, conectados aos resistores R2 e R6 em paralelo (16); capacitores polarizados C11, C9, C8 e C10 são conectados em linha (17) aos diodos D1 e D2 (18); os diodos D9, D3, D4 e D8 são conectados aos capacitores não polarizados C1, C2 e C3 (19); o dispositivo (1) está ligado ao circuito eletrônico (20), possuindo uma chave de pressão (21) e uma placa de circuito interno (22).

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