BR102016021199A2 - ELECTRONIC DEVICE FOR REDUCING ELECTRICITY WASTE AND USE THEREOF - Google Patents

ELECTRONIC DEVICE FOR REDUCING ELECTRICITY WASTE AND USE THEREOF Download PDF

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BR102016021199A2
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Nelson Páez Carreño Marcelo
Isaías Alayo Chávez Marco
Leite De Vitor Conrado
Morimasa Niklis Leonardo
Leite De Vitor Giuliano
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Universidade De São Paulo - Usp
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Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia elétrica por standby, bem como uso do mesmo. tal dispositivo é composto por duas placas eletrônicas (board 1 e board 2) inseridas em "cases" mecânicos isolados entre si que se comunicam através de tecnologia sem fio (wireless) utilizando o padrão de rádio 433mhz.The present invention relates to an electronic device for reducing standby waste and use thereof. Such a device consists of two electronic boards (board 1 and board 2) inserted into isolated mechanical cases that communicate via wireless technology using the 433mhz radio standard.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO ELETRÔNICO PARA REDUÇÃO DO DESPERDÍCIO DE ENERGIA ELÉTRICA E USO DO MESMO (51) Int. Cl.: H03K 17/296; H03K 17/20; H03K 17/22; H02J 13/00 (73) Titular(es): UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP (72) Inventor(es): MARCELO NELSON PÁEZ CARRENO; MARCO ISAÍAS ALAYO CHÁVEZ; CONRADO LEITE DE VITOR; LEONARDO MORIMASA NIKLIS; GIULIANO LEITE DE VITOR (57) Resumo: A presente invenção refere-se a um dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia elétrica por standby, bem como uso do mesmo. Tal dispositivo é composto por duas placas eletrônicas (BOARD 1 e BOARD 2) inseridas em cases mecânicos isolados entre si que se comunicam através de tecnologia sem fio (wireless) utilizando o padrão de rádio 433MHz.(54) Title: ELECTRONIC DEVICE FOR REDUCTION OF ELECTRIC ENERGY WASTE AND USE OF THE SAME (51) Int. Cl .: H03K 17/296; H03K 17/20; H03K 17/22; H02J 13/00 (73) Holder (s): UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP (72) Inventor (s): MARCELO NELSON PÁEZ CARRENO; MARCO ISAÍAS ALAYO CHÁVEZ; CONRADO MILK OF VITOR; LEONARDO MORIMASA NIKLIS; GIULIANO LEITE DE VITOR (57) Abstract: The present invention relates to an electronic device for reducing waste of electrical energy by standby, as well as its use. This device consists of two electronic boards (BOARD 1 and BOARD 2) inserted in isolated mechanical cases that communicate through wireless technology (wireless) using the 433MHz radio standard.

Figure BR102016021199A2_D0001

1/211/21

DISPOSITIVO ELETRÔNICO PARA REDUÇÃO DO DESPERDÍCIO DE ENERGIA ELÉTRICA E USO DO MESMOELECTRONIC DEVICE FOR REDUCTION OF ELECTRICITY WASTE AND USE OF THE SAME

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção se insere no campo da engenharia elétrica, mais precisamente na área dos sistemas e circuitos eletrônicos e se refere a um dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia elétrica por standby, bem como uso do mesmo.FIELD OF THE INVENTION [001] The present invention falls within the field of electrical engineering, more precisely in the area of electronic systems and circuits and refers to an electronic device for reducing waste of electrical energy by standby, as well as its use.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Diversos esforços de mercado têm contribuído para o surgimento de novas tecnologias de automação e conectividade entre aparelhos eletrônicos e interfaces homem-máquina. Existem no mercado diversos aparelhos eletrônicos conectados ao ponto de tomada que têm por objetivo promover funções de automação como ações de liga/desliga, temporizadores entre outras funções da área de domótica. Estas mesmas premissas se aplicam para aparelhos com funções de monitoramento de energia e consumo, que passam a surgir no mercado gradualmente com o avanço da “Internet das Coisas”. Percebe, no entanto que são escassas as soluções originais que atendem o problema do desperdício de energia via standby no ponto de tomada elétrica. As poucas soluções existentes possuem recursos limitados e não implementam funções conjuntas de medição de consumo, algoritmos de atuação para mitigar desperdício via standby e capacidades de automação e interfaces homemmáquina dedicadas. No modo standby, os aparelhos podem ser desligados temporariamente, porém, continuam recebendo energia, estando, portanto, pronto para voltar a funcionar com um simples acionamento.BACKGROUND OF THE INVENTION [002] Several market efforts have contributed to the emergence of new technologies for automation and connectivity between electronic devices and man-machine interfaces. There are several electronic devices on the market connected to the outlet that aim to promote automation functions such as on / off actions, timers and other functions in the home automation area. These same premises apply to devices with energy and consumption monitoring functions, which gradually appear on the market with the advance of the "Internet of Things". However, he realizes that there are few original solutions that address the problem of wasting energy via standby at the electrical outlet. The few existing solutions have limited resources and do not implement joint consumption measurement functions, performance algorithms to mitigate waste via standby and dedicated automation and man-machine interfaces. In standby mode, the devices can be temporarily switched off, however, they continue to receive power, therefore, they are ready to return to operation with a simple activation.

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 9/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 9/63

2/21 [003] Conforme será mostrado mais adiante, todos os documentos listados e produtos encontrados no estado da técnica demonstram baixa correlação com o objeto da presente invenção quando observadas as técnicas de detecção e algoritmos para redução de desperdício via standby. As principais semelhanças, quando existem, se concentram no uso de contadores (tímers) como parte integrante de funções de liga/desliga, porém sempre dissociado de uma lógica ou algoritmo orientado para redução de desperdícios de energia via standby. Os recursos de hardware são outra diferenciação dos modelos disponíveis no mercado, majoritariamente baseados em soluções eletromecânicas obsoletas ou fora do estado-da-arte em eletrônica de potência e uso de circuitos integrados.2/21 [003] As will be shown later, all the documents listed and products found in the state of the art demonstrate low correlation with the object of the present invention when observing the detection techniques and algorithms for waste reduction via standby. The main similarities, when they exist, focus on the use of meters (timers) as an integral part of on / off functions, but always dissociated from a logic or algorithm aimed at reducing energy waste via standby. The hardware features are another differentiation from the models available on the market, mostly based on obsolete or out-of-the-art electromechanical solutions in power electronics and the use of integrated circuits.

[004] Em um contexto mais amplo, surgiram recentemente no mercado soluções para redução de energia que promovem uma combinação de monitores de energia conectados na internet e softwares para avaliação de consumo dos usuários no nível de software e implementação de políticas de redução de energia. Mesmo nestas arquiteturas, consideradas mais sistêmicas e com grau tecnológico mais sofisticado, percebe-se evidentes diferenciações com o objeto da presente invenção, uma vez que o dispositivo exposto atua com um algoritmo embarcado autônomo em relação a software de alto nível e atuando especificamente atacando o problema do standby.[004] In a broader context, solutions for energy reduction have recently appeared on the market that promote a combination of energy monitors connected to the internet and software for assessing user consumption at the software level and implementing energy reduction policies. Even in these architectures, considered more systemic and with a more sophisticated technological degree, there are clear differences with the object of the present invention, since the exposed device acts with an autonomous embedded algorithm in relation to high level software and acting specifically attacking the standby problem.

ESTADO DA TÉCNICA [005] Algumas soluções com o intuito de buscar maneiras para o uso consciente de energia elétrica foram propostas no estado da técnica, por exemplo:STATE OF THE TECHNIQUE [005] Some solutions in order to seek ways for the conscious use of electrical energy have been proposed in the state of the art, for example:

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 10/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 10/63

3/21 [006] O documento EP 0681754 B1 descreve um dispositivo em forma de régua de tomadas com uma unidade de controle para o chaveamento ON/OFF baseado na ordem sequencial e atraso entre o acionamento dos equipamentos nele conectados. Tal documento defende um sistema de comutação inteligente de energia para controlar a ligação elétrica de uma fonte de alimentação para cada uma das saídas. O circuito de interrupção está acoplado ao circuito de relé para gerar sinais de on ou off de cada saída e um processador recebe esses sinais e gera um sinal de controle para efetuar a atuação dos relés. Dessa forma, através de um comando do usuário, o processador dispara esses sinais de controle lendo os sinais de comutação armazenados, sua sequência e o tempo de atraso, e automaticamente atua os relés de acordo. Entretanto, o referido documento não apresenta conflito com a presente invenção, visto que não cita a utilização aplicada em standby, nem métodos de redução de consumo de energia, possuindo somente funções de automação simples, como ações de ON/OFF, não tendo recursos para medição de energia e parâmetros como corrente, tensão e potência ativa, não apresentando módulo de comunicação wireless, a interface para programação sendo feita através de switches mecânicos. Deste modo, o dispositivo proposto no documento EP 0681754 B1 é diferente nos modos de funcionamento e aplicação final, pois trata-se de uma solução voltada para automação sequencial de atividades e desligamento, não possuindo semelhança aos modos TIMER e Master/Slave conforme descritos na presente invenção. Além disso, tal documento não possui capacidade de monitoramento de energia e não3/21 [006] Document EP 0681754 B1 describes a device in the form of a socket strip with a control unit for ON / OFF switching based on the sequential order and delay between the activation of the equipment connected to it. This document advocates an intelligent power switching system to control the electrical connection of a power supply to each of the outputs. The interruption circuit is coupled to the relay circuit to generate on or off signals from each output and a processor receives these signals and generates a control signal to effect the relays. Thus, through a user command, the processor triggers these control signals by reading the stored switching signals, their sequence and the delay time, and the relays automatically act accordingly. However, the referred document does not conflict with the present invention, since it does not mention the use applied in standby, nor methods of reducing energy consumption, having only simple automation functions, such as ON / OFF actions, not having resources for measurement of energy and parameters such as current, voltage and active power, without a wireless communication module, the interface for programming being made through mechanical switches. Thus, the device proposed in document EP 0681754 B1 is different in the modes of operation and final application, since it is a solution aimed at sequential automation of activities and shutdown, having no similarity to the TIMER and Master / Slave modes as described in present invention. In addition, this document does not have the power monitoring capability and does not

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 11/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 11/63

4/21 menciona utilização de interfaces externas ao dispositivo, tal como a IHM defendida na presente invenção.4/21 mentions the use of interfaces external to the device, such as the HMI defended in the present invention.

[007] O documento US 6476523 B1 descreve um dispositivo em formato de régua de tomadas com um timer ajustável manualmente pelo usuário para a interrupção de energia dos dispositivos nele conectados. Possui uma pluralidade de plugs onde a energia é fornecida exclusivamente através de uma unidade de controle, que possui seu próprio componente de energia. A fonte de alimentação é controlada para fornecer uma apresentação clara e fácil de ajuste de período de tempo para quando a saída for ativada. O relógio é configurado para mostrar em tempo real e fornecer um sinal de referência para o ajuste do período de ativação da saída. Os tempos de ativação podem ter precisão de minuto e o horário é mostrado em incrementos de 12 horas. Além disso, possui proteção de sobrecarga e um switch on/off. Pode ter alimentação contínua quando o período de ativação é igual à zero.[007] US 6476523 B1 describes a device in the shape of a socket strip with a timer manually adjustable by the user to interrupt the power of the devices connected to it. It has a plurality of plugs where the power is supplied exclusively through a control unit, which has its own energy component. The power supply is controlled to provide a clear and easy to set time period for when the output is activated. The clock is configured to display in real time and provide a reference signal for adjusting the activation period of the output. Activation times can be accurate to the minute and the time is shown in 12 hour increments. In addition, it has overload protection and an on / off switch. It can have continuous feeding when the activation period is equal to zero.

Todavia, tal documento difere da presente invenção principalmente pelo fato de que não cita a utilização aplicada em standby, não possui recursos para medição de energia, não apresenta módulo de comunicação wireless, a interface para programação é feita através de switches mecânicos. De maneira geral, os requisitos deste documento atingem principalmente a função TIMER da presente invenção, sendo possível apresentar diferenças específicas desse modo para o dispositivo proposto no presente pedido, por exemplo, diferentes tecnologias de hardware para a configuração do período pelo usuário final, utilização do conceito de janelas pré-estabelecidas de tempo para oHowever, this document differs from the present invention mainly because it does not mention the use applied in standby, it does not have resources for energy measurement, it does not have a wireless communication module, the interface for programming is made through mechanical switches. In general, the requirements of this document mainly affect the TIMER function of the present invention, being possible to present specific differences in this way for the device proposed in the present application, for example, different hardware technologies for the configuration of the period by the end user, use of the concept of pre-established time windows for the

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5/21 acionamento dos dispositivos, visualização do intervalo de tempo através de LEDs indicadores (ao contrário do display) . Suas semelhanças em relação ao Modo Timer se contrapõem a grandes diferenças em relação à capacidade de monitoramento de energia, assim como o outro modo de funcionamento baseado em Master/Slave. Adicionalmente, a interface de configuração também se apresenta de modo rústico e inferior à tecnologia defendida para a IHM da presente invenção, com capacidade wireless, circuitos digitais com indicadores sonoros e visuais, como display,5/21 activation of devices, visualization of the time interval through LED indicators (as opposed to the display). Its similarities in relation to the Timer Mode are opposed to great differences in relation to the capacity of energy monitoring, as well as the other mode of operation based on Master / Slave. In addition, the configuration interface is also presented in a rustic way and inferior to the technology defended for the HMI of the present invention, with wireless capability, digital circuits with audible and visual indicators, such as display,

LEDs e buzzer.LEDs and buzzer.

[008] O documento US 6586849 B2 descreve um equipamento em formato de régua de tomadas que pode ser usado em conjunto com um computador, de modo a permitir que os dispositivos periféricos associados a ele sejam automaticamente ligados ou desligados simultaneamente. O dispositivo inclui um conector USB que permite a conexão com a fonte de energia fornecida pela porta USB do computador. Inclui também um relé que energiza efetivamente a régua quando o computador é ligado e desenergiza quando o computador é desligado. Assim, tal dispositivo garante que todos os equipamentos periféricos sejam automaticamente ligados ou desligados com a dependência do computador. Entretanto, tal documento não apresenta conflito com a presente invenção, visto que não possui recursos para medição de energia, não apresenta módulo de comunicação wireless, a interface para programação é feita através de switches mecânicos. De maneira geral, os requisitos deste documento de patente atingem principalmente a função MASTER/SLAVE do dispositivo da presente invenção, sendo[008] The document US 6586849 B2 describes a device in the shape of a socket strip that can be used in conjunction with a computer, in order to allow the peripheral devices associated with it to be automatically turned on or off simultaneously. The device includes a USB connector that allows connection to the power source provided by the computer's USB port. It also includes a relay that effectively energizes the ruler when the computer is turned on and de-energizes when the computer is turned off. Thus, such a device ensures that all peripheral equipment is automatically turned on or off depending on the computer. However, this document does not conflict with the present invention, since it has no resources for energy measurement, does not have a wireless communication module, the programming interface is made through mechanical switches. In general, the requirements of this patent document mainly affect the MASTER / SLAVE function of the device of the present invention, being

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 13/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 13/63

6/21 possível apresentar diferenças específicas desse modo para o dispositivo proposto no presente pedido, por exemplo, a não dependência com a conexão USB (que torna possível a aplicação a outros ambientes que não apenas à presença do computador), e metodologia de detecção diferente, possuindo circuitos inteligentes que monitoram o consumo de energia do terminal MASTER (ao contrário do requerido na presente invenção que detecta apenas o estado do USB para o controle) . Assim, tal como acima, mesmo que o documento US 6586849 B2 apresente algumas semelhanças com o modo MASTER/SLAVE da presente invenção, apresenta defasagem tanto no outro modo de funcionamento quanto em sua concepção baseada na saída USB, como forma de controle. Distingue-se também por não ter a capacidade de controle possibilitado pela IHM externa assim como a potencialidade de capturas de medidas elétricas relativas ao consumo.6/21 possible to present specific differences in this way for the device proposed in this application, for example, the non-dependence on the USB connection (which makes it possible to apply to environments other than just the presence of the computer), and different detection methodology , having intelligent circuits that monitor the power consumption of the MASTER terminal (contrary to what is required in the present invention, which only detects the status of the USB for control). Thus, as above, even though the document US 6586849 B2 shows some similarities with the MASTER / SLAVE mode of the present invention, it lags both in the other mode of operation and in its design based on the USB output, as a form of control. It is also distinguished for not having the control capacity made possible by the external HMI as well as the potential for capturing electrical measures related to consumption.

[009] O documento US 7994654 B2 descreve um aparelho focado na redução do consumo de energia. Inclui uma régua de controle de economia de energia e um controlador de detecção de energia wireless. A régua possui um soquete master e pelo menos um soquete slave para ser controlado. Inclui ainda um receptáculo que contém o controlador wireless de energia. Esse controlador é conectado em um host externo para detectar o seu desempenho. O host também determina quando os soquetes slaves devem ser energizados ou não. Entretanto, tal documento difere da presente invenção, uma vez que não possui recursos para a medição de energia, não é StandAlone, dependendo da existência de um host para ajustar a ordem e tempos de acionamento dos periféricos, e também não especifica exatamente o protocolo de comunicação[009] US 7994654 B2 describes a device focused on reducing energy consumption. Includes an energy-saving control strip and a wireless power detection controller. The ruler has a master socket and at least one slave socket to be controlled. It also includes a receptacle that contains the wireless power controller. This controller is connected to an external host to detect its performance. The host also determines when slaves should be powered or not. However, this document differs from the present invention, since it does not have resources for energy measurement, it is not StandAlone, depending on the existence of a host to adjust the order and activation times of peripherals, and it also does not specify exactly the protocol of Communication

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7/21 wireless utilizado. Apesar da régua descrita no documento US 7994654 B2 apresentar algumas similaridades em relação ao modo Master/Slave e possuir um detector simples de que uma carga foi acionada, não permite o levantamento de dados de medida diretamente relacionados ao consumo de energia, tais como tensão e corrente elétricas, potência ativa e consumo de energia. Também não possui capacidade para implementar a função TIMER, conforme descrito na presente invenção.7/21 wireless used. Although the ruler described in document US 7994654 B2 has some similarities in relation to the Master / Slave mode and has a simple detector that a load has been activated, it does not allow the measurement data to be directly related to energy consumption, such as voltage and electrical currents, active power and energy consumption. It also lacks the capacity to implement the TIMER function, as described in the present invention.

[010] O documento US 8129859 B2 descreve um dispositivo no formato de uma régua de tomadas com funções de timer e capacidade para controle externo de acionamento e controle programável entre pontos de tomada. Tal documento não deixa claro a existência de interdependências entre pontos de tomada, não permitindo uma análise quanto ao modo de funcionamento Master/Slave. As funções de Timer podem ser configuradas tanto externamente quanto internamente, sem, contanto, descrever o tipo de interface ou alguma tecnologia wireless. Porém, tal documento não apresenta conflito com o presente pedido, uma vez que não possui implementação explícita de modos de interdependência entre plugs, tal como o modo Master/Slave. Não possui capacidade suficiente para medição de energia, pois mensura somente a corrente elétrica em cada ponto, nem descreve o dispositivo remoto, não deixando claros seus recursos e funcionalidades. Apesar de apresentar alguma similaridade em relação à capacidade de automação e controle interno do módulo de hardware na régua de tomadas, e também no modo TIMER de funcionamento, o documento US 8129859 B2 distingue-se da presente invenção na inexistência do modo Master/Slave e dos recursos completos necessários para[010] US 8129859 B2 describes a device in the shape of a socket strip with timer functions and the ability to control external trigger and programmable control between socket points. This document does not make clear the existence of interdependencies between outlet points, not allowing an analysis as to the Master / Slave mode of operation. Timer functions can be configured both externally and internally, without, however, describing the type of interface or any wireless technology. However, this document does not conflict with the present application, since it does not have an explicit implementation of interdependence modes between plugs, such as the Master / Slave mode. It does not have enough capacity for energy measurement, as it measures only the electric current at each point, nor does it describe the remote device, not making its features and functionality clear. Despite presenting some similarity in relation to the automation and internal control capacity of the hardware module in the socket strip, and also in the TIMER mode of operation, the document US 8129859 B2 differs from the present invention in the absence of the Master / Slave mode and the complete resources needed to

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 15/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 15/63

8/21 medição de potência ativa e energia consumida.8/21 measurement of active power and energy consumed.

[011] O documento US 2005036258 A1 se refere a um dispositivo em formato de régua de tomada com o controle de tempo e temperatura. Inclui entradas primárias que são conectadas a uma fonte de energia como em réguas de tomadas tradicionais. Possui também entradas secundárias que são controladas por tempo e temperatura para definir estados de on e off. No modo de temperatura, as entradas são ativadas se a temperatura em um ambiente for menor do que a temperatura desejada. No modo de tempo, são controladas por períodos de tempo definidos. Todavia, tal documento difere da presente invenção, visto que não cita a utilização aplicada em standby, não tem recursos para medição de energia, não apresenta módulo de comunicação wireless, e sua interface para programação se dá através de botões mecânicos embutidos no próprio corpo da régua. Além disso, o dispositivo descrito em tal documento não apresenta conexão wireless para interfaciamento dos dispositivos externos para controle e monitoramento de dados, nem possui capacidade de monitoramento de energia assim como se limita a ações de ON/OFF sem lógicas pré-determinadas com foco na redução do desperdício de energia.[011] US 2005036258 A1 refers to a device in the shape of a plug strip with time and temperature control. It includes primary inputs that are connected to a power source as in traditional socket strips. It also has secondary inputs that are controlled by time and temperature to define on and off states. In temperature mode, inputs are activated if the temperature in an environment is lower than the desired temperature. In time mode, they are controlled for defined time periods. However, this document differs from the present invention, since it does not mention the use applied in standby, does not have resources for energy measurement, does not have a wireless communication module, and its programming interface is through mechanical buttons embedded in the body itself. ruler. In addition, the device described in this document does not have a wireless connection for interfacing external devices for data control and monitoring, nor does it have the ability to monitor energy as well as being limited to ON / OFF actions without pre-determined logic with a focus on reduction of energy waste.

[012] O documento US 2009146494 A1 descreve um dispositivo em formato de régua de tomadas, com controle remoto, para o acionamento ON/OFF de cada terminal. Pode ser configurado para ligar ou desligar individualmente ou em conjunto os terminais da régua. Entretanto, tal documento não apresenta conflito com o presente pedido, uma vez que não cita a utilização aplicada em standby, não tem foco em redução de consumo, apenas em automação, não tem[012] The document US 2009146494 A1 describes a device in the shape of a socket strip, with remote control, for the ON / OFF activation of each terminal. It can be configured to switch the terminals on or off individually or together. However, this document does not conflict with the present request, since it does not mention the use applied in standby, it does not focus on reducing consumption, only on automation, it does not have

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 16/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 16/63

9/21 recursos para medição de energia, e não efetua modo de acionamento com hierarquia Master/Slave. Apesar das similaridades no que tange à capacidade de controle remoto via wireless, o documento US 2009146494 A1 está focado exclusivamente numa solução de automação simples sem aplicar modos de operação do tipo defendida na presente invenção (timer, master/slave).9/21 features for energy measurement, and does not operate with Master / Slave hierarchy. Despite the similarities in terms of the ability to wirelessly control the remote, US 2009146494 A1 focuses exclusively on a simple automation solution without applying modes of operation of the type advocated in the present invention (timer, master / slave).

[013] Dessa forma, a presente invenção contribui diretamente para a solução do problema de desperdícios de energia elétrica via standby em aparelhos eletroeletrônicos em ambientes residenciais e comerciais. Visto que este é um problema de dimensões econômicas, trata-se de uma ferramenta importante nos esforços para resolução deste problema. Além disto, assume os contornos tecnológicos de um produto viável a curto e médio prazo, alavancando o grau tecnológico do segmento de automação residencial/comercial da indústria e disponibilizando ao mercado uma solução geradora de ganhos econômicos e ambientais tanto ao usuário final de energia como na contribuição para uma matriz energética mais eficiente através dos SmartGrids. Adicionalmente, o referido dispositivo permite o monitoramento individualizado com consumo de energia por aparelho eletrônico, gerando impactos positivos na disseminação de informações relativas ao consumo e desperdícios reais de equipamentos inseridos no cotidiano dos usuários.[013] Thus, the present invention contributes directly to the solution of the problem of waste of electrical energy via standby in electrical and electronic devices in residential and commercial environments. Since this is a problem of economic dimensions, it is an important tool in efforts to resolve this problem. In addition, it assumes the technological contours of a viable product in the short and medium term, leveraging the technological degree of the industrial / residential automation segment of the industry and providing the market with a solution that generates economic and environmental gains for both the end user and the energy user. contribution to a more efficient energy matrix through SmartGrids. Additionally, this device allows individualized monitoring with energy consumption by electronic device, generating positive impacts on the dissemination of information related to consumption and real waste of equipment inserted in the users' daily lives.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [014] A presente invenção tem por objetivo propor um dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia elétrica por standby. Tal dispositivo apresentaBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION [014] The present invention aims to propose an electronic device for reducing waste of electrical energy by standby. Such a device presents

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10/21 dois modos independentes de funcionamento, o modo MasterSlave, voltado principalmente para o mercado de automação residencial, e o modo Timer, voltado principalmente para ambientes corporativos.10/21 two independent modes of operation, the MasterSlave mode, aimed mainly at the home automation market, and the Timer mode, aimed mainly at corporate environments.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [015] A FIG. 1 mostra a Concepção do Dispositivo Eletrônico para Redução de Energia via standby;BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [015] FIG. 1 shows the Design of the Electronic Device for Energy Reduction via standby;

[016] A FIG. 2 mostra o Diagrama de Blocos do[016] FIG. 2 shows the Block Diagram of the

Hardware Eletrônico referente a BOARD 1;Electronic Hardware referring to BOARD 1;

[017] A FIG. 3 mostra o Diagrama de blocos da[017] FIG. 3 shows the block diagram of the

BOARD 2, responsável pela interface Homem-Máquina com usuário (IHM);BOARD 2, responsible for the Human-Machine interface with the user (HMI);

[018] [019] [018] [019] A A THE THE FIG. FIG. FIG. FIG. 4 5 4 5 mostra o mostra show the show CON IN (1); CON IN (1); o AC/DC CONVERSOR the AC / DC CONVERTER do tipo like BUCK BUCK (2); (2); [020] [020] A THE FIG. FIG. 6 6 mostra o show the DC/DC CONVERSOR (3 DC / DC CONVERTER (3 ); ); [021] [021] A THE FIG. FIG. 7 7 mostra o show the Microcontrolador MCU (4); MCU microcontroller (4); [022] [022] A THE FIG. FIG. 8 8 mostra o show the Conector Gravador Recorder Connector (5); (5); [023] [023] A THE FIG. FIG. 9 9 mostra o show the Clock Externo (6); External Clock (6); [024] [024] A THE FIG. FIG. 10 10 mostra show o Reset (7); the Reset (7); [025] [025] A THE FIG. FIG. 11 11 mostra show o sensor de Tensão the Voltage sensor Elétrica Electric (8); (8); [026] [026] A THE FIG. FIG. 12 mostra o sensor de 12 shows the sensor Corrente Chain

Elétrica baseado em resistor SHUNT (9);Electric based on SHUNT resistor (9);

[027] A FIG. 13 mostra o circuito Integrado FrontEnd ADC Converter (10);[027] FIG. 13 shows the FrontEnd ADC Converter Integrated Circuit (10);

[028] A FIG. 14 mostra o atuador Relay (11) eletromecânico com Driver de acionamento;[028] FIG. 14 shows the electromechanical Relay actuator (11) with driver driver;

[029] A FIG. 15 mostra o conector OUT (12) de 2[029] FIG. 15 shows the OUT connector (12) of 2

Saídas para a Carga Elétrica Correspondente ao plugOutputs for the electrical load corresponding to the plug

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11/21 controlado;Controlled 11/21;

[030] A FIG.[030] FIG.

Transceiver (RX/TX)Transceiver (RX / TX)

Tomadas e dispositivo [031] (RED e GReeN [032]Sockets and device [031] (RED and GReeN [032]

GReeN e BLUE) [033]GReeN and BLUE) [033]

A FIG.FIG.

(14) ;(14);

A FIG.FIG.

(15) ;(15);

A FIG.FIG.

para depuração externa;for external debugging;

mostra o Módulo Wireless RF 433MHz (13) para comunicação entre Régua de externo;shows the 433MHz Wireless RF Module (13) for communication between the External Ruler;

mostra os LEDs Status Transceiver mostra os LEDs Status RGB (RED, mostra o conector Barra pinos (16) [034] A FIG. 20 mostra o circuito para Buzzer (17);shows the Status Transceiver LEDs shows the RGB Status LEDs (RED, shows the Pin-bar connector (16) [034] FIG. 20 shows the circuit for Buzzer (17);

[035] A FIG. 21 mostra o circuito para geração de sinal através de tecla TactSwitch (18);[035] FIG. 21 shows the circuit for signal generation using the TactSwitch key (18);

[036] A FIG. 22 mostra o circuito para controle e acionamento do display LCD de 2 linhas e 16 colunas (19);[036] FIG. 22 shows the circuit for controlling and activating the 2-line, 16-column LCD display (19);

[037] A FIG. 23 mostra o fluxograma do algoritmo de funcionamento do dispositivo;[037] FIG. 23 shows the flowchart of the device's operating algorithm;

[038] A FIG. 24 mostra o esquema de ligação e diagramação do modo MASTER/SLAVE;[038] FIG. 24 shows the wiring diagram and diagramming of the MASTER / SLAVE mode;

[039] A FIG. 25 mostra o esquema de ligação e diagramação do modo TIMER.[039] FIG. 25 shows the wiring diagram and diagramming of the TIMER mode.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [040] A presente invenção refere-se a um dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia elétrica por standby composto por duas placas eletrônicas (BOARD 1 e BOARD 2)inseridas em “cases” mecânicos isolados entre si se comunicando através de tecnologia sem fio (wireless) utilizando o padrão de rádioDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [040] The present invention relates to an electronic device for reducing electrical energy waste by standby composed of two electronic boards (BOARD 1 and BOARD 2) inserted in isolated mechanical cases communicating through each other wireless technology using the radio standard

433MHz.433MHz.

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12/21 [041] Na concepção do dispositivo eletrônico destacam-se como principais elementos da régua de tomadas: o plug Master (A), plugs do tipo Slave (B), um módulo de hardware denominado BOARD 1 e uma chave seletora (C). Nos plugs (A) deverão ser conectadas cargas eletrônicas (E) e nos plugs slaves (B) devem ser conectados cargas12/21 [041] In the design of the electronic device, the main elements of the socket strip stand out: the Master plug (A), Slave type plugs (B), a hardware module called BOARD 1 and a selector switch (C ). Electronic loads (A) must be connected to electronic loads (E) and slaves (B) to loads

eletrônicas electronic que what poderão may ser desligadas be turned off durante during o O funcionamento operation (D). (D). [042] [042] A THE primeira first destas placas of these plates eletrônicas electronic (denominada BOARD (called BOARD 1) é composta pelos componentes: CON 1) is composed of the components: CON IN IN

(1), AC/DC CONVERSOR (2), DC/DC CONVERSOR (3),(1), AC / DC CONVERTER (2), DC / DC CONVERTER (3),

Microcontrolador MCU (4), Conector Gravador (5), Clock Externo (6), Reset (7), Sensor de Tensão Elétrica (8), Sensor de Corrente Elétrica SHUNT (9), Conversor ADC FrontEnd (10), Atuador RELAY (11), Conector OUT (12), Módulo Wireless 433MHz (13), Leds STATUS Transceiver (14), Leds RGB (15) e Conector tipo Barra Pinos (16) (Pin Header) para Depuração externa. A referida placa está inserida no corpo principal da régua de tomadas, e é responsável pela operação e o funcionamento da régua de tomadas, isto é, pelas atividades de monitoramento dos parâmetros de tensão (Volt), corrente (Ampère) e potência elétrica (Watt), cálculos do consumo de energia (kWh) e processamento de ações de ON/OFF, Timer e Comunicação Wireless com dispositivo externo.MCU Microcontroller (4), Recorder Connector (5), External Clock (6), Reset (7), Electric Voltage Sensor (8), SHUNT Electric Current Sensor (9), ADC FrontEnd Converter (10), RELAY Actuator ( 11), OUT Connector (12), 433MHz Wireless Module (13), Leds STATUS Transceiver (14), RGB Leds (15) and Bar Pin Connector (16) (Pin Header) for external debugging. Said plate is inserted in the main body of the socket strip, and is responsible for the operation and operation of the socket strip, that is, for the activities of monitoring the parameters of voltage (Volt), current (Ampere) and electrical power (Watt ), energy consumption calculations (kWh) and processing of ON / OFF, Timer and Wireless Communication actions with an external device.

[043] A segunda placa eletrônica (denominada BOARD[043] The second electronic board (called BOARD

2) é composta de grande parte dos componentes da BOARD 1 (componentes (1) a (9)), mais os componentes: Buzzer (17),2) is composed of a large part of the components of BOARD 1 (components (1) to (9)), plus the components: Buzzer (17),

Teclas para interface física com usuário (18) e Display do tipo LCD 2x16 (19). A referida placa está inserida em umKeys for physical user interface (18) and 2x16 LCD type display (19). This plate is inserted in a

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13/21 case mecânico externo à régua, e é responsável pela interface visual e interativa com o usuário do aparelho. É composto pelos circuitos eletrônicos responsáveis pela captura dos dados enviados pela BOARD 1 e acionamento do display LCD e leitura de teclas de comando presentes para interface com usuário.13/21 mechanical case external to the ruler, and is responsible for the visual and interactive user interface of the device. It consists of the electronic circuits responsible for capturing the data sent by BOARD 1 and activating the LCD display and reading the command keys present for the user interface.

[044] O CON IN (1) refere-se a um conector mecânico com 2 ou 3 terminais de contato responsável pela interligação com o cabo de alimentação proveniente do plug da tomada. Trata-se de uma entrada AC (corrente alternada) com conexões com a FASE, NEUTRO e ATERRAMENTO (opcional).[044] CON IN (1) refers to a mechanical connector with 2 or 3 contact terminals responsible for the interconnection with the power cable from the outlet plug. It is an AC input (alternating current) with connections to the PHASE, NEUTRAL and GROUND (optional).

[045] O AC/DC CONVERSOR (2) é um conversor de Tensão do tipo BUCK responsável por condicionar e regular uma tensão de saída DC (Corrente Contínua) de 10 [Vdc] a partir de uma tensão de entrada AC (Corrente Alternada) monofásica de 127 [Vac]. A tensão de 10 [Vdc] é utilizada especificamente para alimentar os circuitos atuadores do tipo RELAY.[045] The AC / DC CONVERTER (2) is a BUCK Voltage converter responsible for conditioning and regulating a DC (Direct Current) output voltage of 10 [Vdc] from an AC (Alternating Current) input voltage. single phase of 127 [Vac]. The 10 [Vdc] voltage is used specifically to supply the RELAY type actuator circuits.

[046] O DC/DC CONVERSOR (3) é um regulador de Tensão padrão responsável por converter de 10 [Vdc] para 3.3 [Vdc] correspondente à Tensão de operação dos demais circuitos eletrônicos como processador, conversor ADC, Módulo Wireless, etc.[046] The DC / DC CONVERTER (3) is a standard voltage regulator responsible for converting from 10 [Vdc] to 3.3 [Vdc] corresponding to the operating voltage of the other electronic circuits such as processor, ADC converter, Wireless Module, etc.

[047] O Microcontrolador MCU (4) é o componente central da eletrônica e responsável pelas atividades de controle, leitura das medidas de Tensão, Corrente e Potência obtidos via FrontEnd (10), acionamento de relays e LEDs (11), (15), (16), e comunicação através do módulo wireless (13), circuito de gravação de firmware (5) e depuração (16) . Nele é gravado o código firmware[047] The MCU Microcontroller (4) is the central component of the electronics and responsible for the control activities, reading of the Voltage, Current and Power measurements obtained via FrontEnd (10), activation of relays and LEDs (11), (15) , (16), and communication through the wireless module (13), firmware recording circuit (5) and debugging (16). The firmware code is recorded in it

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14/21 responsável pela execução de toda a lógica de funcionamento da régua de tomadas.14/21 responsible for executing all the operating logic of the socket strip.

[048] O conector Gravador (5) consiste de uma interface mecânica com terminais elétricos expostos para conexão com gravador (denominado BDM), necessária para gravação e depuração dos códigos de firmware no processador MCU (4).[048] The Recorder connector (5) consists of a mechanical interface with exposed electrical terminals for connection to a recorder (called BDM), necessary for recording and debugging the firmware codes on the MCU processor (4).

[049] O clock externo (6) trata-se de um componente do tipo oscilador de Crystal associado a componentes passivos (capacitores) responsáveis pelo relógio (clock) necessários para processamento dos dados pelo controlador (4). O componente escolhido para o dispositivo da presente invenção consiste de um oscilador de frequência 8 MHz.[049] The external clock (6) is a Crystal oscillator type component associated with passive components (capacitors) responsible for the clock (clock) necessary for data processing by the controller (4). The component chosen for the device of the present invention consists of an 8 MHz frequency oscillator.

[050] O Reset (7) é o circuito responsável pela reinicialização dos circuitos (Power-On Reset) e com suporte para um botão de Reset manual pelo usuário. Este circuito está ligado ao processador (4) e é fundamental para sua inicialização e operação.[050] Reset (7) is the circuit responsible for resetting the circuits (Power-On Reset) and with support for a manual Reset button by the user. This circuit is connected to the processor (4) and is essential for its initialization and operation.

[051] O Sensor de Tensão Elétrica (8) implementa um circuito baseado em um divisor resistivo responsável pela captura direta do sinal de Tensão presente na rede elétrica através de uma conversão da Tensão de entrada para valores de sinais aceitáveis para leitura do circuito ADC através do circuito integrado FrontEnd (10). Adicionalmente, implementa filtro de sinais de alta frequência e proteção contra surtos na rede elétrica.[051] The Electrical Voltage Sensor (8) implements a circuit based on a resistive divider responsible for directly capturing the Voltage signal present in the electrical network by converting the Input Voltage to acceptable signal values for reading the ADC circuit through of the FrontEnd integrated circuit (10). Additionally, it implements high frequency signal filter and protection against surges in the electric network.

Conecta-se a uma das entradas diferenciais do CircuitoConnects to one of the Circuit's differential inputs

Integrado.Integrated.

[052] O Sensor de Corrente Elétrica SHUNT (9)[052] The SHUNT Electric Current Sensor (9)

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15/21 implementa um circuito baseado em componente resistivo do tipo SHUNT responsável pela conversão da corrente para tensão elétrica necessário no pré processamento. Semelhante ao bloco (8), implementa filtros de sinal para alta frequência e condiciona o sinal de saída através de um par diferencial. Estes sinais provenientes do sensor SHUNT são conectados em entradas do circuito integrado do conversor ADC FrontEnd (10).15/21 implements a circuit based on a resistive component of the SHUNT type responsible for converting the current to electrical voltage required in the pre-processing. Similar to block (8), it implements signal filters for high frequency and conditions the output signal through a differential pair. These signals from the SHUNT sensor are connected to the integrated circuit inputs of the ADC FrontEnd converter (10).

[053] O Conversor ADC FrontEnd (10) refere-se a um circuito integrado do tipo Conversor Analógico/Digital (ADC) responsável pelo processamento de sinais provenientes dos 4 sensores de corrente (9) e de tensão (8) descritos acima. Possui circuitos periféricos para tratamento de ruídos de alta frequência, e circuito para relógio (clock).[053] The ADC FrontEnd Converter (10) refers to an integrated circuit of the Analog / Digital Converter (ADC) type responsible for processing signals from the 4 current (9) and voltage (8) sensors described above. It has peripheral circuits for the treatment of high frequency noise, and clock circuit (clock).

[054] O Atuador RELAY (11) é um circuito Driver com um componente eletromecânico responsável pelo acionamento da carga externa através da comutação da FASE da rede, permitindo ou não a passagem de corrente elétrica da rede elétrica para a carga elétrica conectada através do conector (12). O sinal da saída do Relay é interligado ao SHUNT (9) de modo a permitir a passagem da corrente por este.[054] The RELAY Actuator (11) is a Driver circuit with an electromechanical component responsible for driving the external load by switching the PHASE of the network, allowing or not the passage of electrical current from the electrical network to the electrical load connected through the connector (12). The Relay output signal is connected to SHUNT (9) in order to allow current to pass through it.

[055] O Conector OUT (12) refere-se a um plug semelhante ao CON IN (1) e é responsável por enviar os sinais de FASE e NEUTRO para a carga correspondente ao plug de tomada.[055] The OUT Connector (12) refers to a plug similar to CON IN (1) and is responsible for sending the PHASE and NEUTRAL signals to the load corresponding to the outlet plug.

[056] O Módulo Wireless 433MHz (13) refere-se a um Módulo Transceíver de Radio Frequência (RF) de 433MHz responsável pela comunicação entre a BOARD 1 e BOARD 2 para envio das medidas elétricas obtidas e processadas no hardware da régua de tomadas.[056] The 433MHz Wireless Module (13) refers to a 433MHz Radio Frequency (RF) Transceiver Module responsible for the communication between BOARD 1 and BOARD 2 to send the electrical measurements obtained and processed in the socket strip hardware.

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16/21 [057] Os Leds STATUS Transceiver (14) são 2 LEDs nas cores verde e vermelho, responsáveis pela indicação visual de comunicação RX e TX (respectivamente) entre dispositivo externo e hardware da régua de tomadas. Utilizam-se de 2 terminais GPIO (General Purpose Input/Output Pin) do microcontrolador (4).16/21 [057] The Leds STATUS Transceiver (14) are 2 LEDs in green and red, responsible for the visual indication of RX and TX communication (respectively) between external device and socket strip hardware. Two GPIO terminals (General Purpose Input / Output Pin) of the microcontroller (4) are used.

[058] O Led RGB (15) é um LED com 3 cores (R: red, G: green, B: Blue) responsáveis pela indicação visual de status do dispositivo para controle pelo usuário. Utilizamse de 3 terminais GPIO (General Purpose Input/Output Pin) do microcontrolador (4).[058] The RGB Led (15) is an LED with 3 colors (R: red, G: green, B: Blue) responsible for the visual indication of the device's status for user control. They use 3 GPIO terminals (General Purpose Input / Output Pin) of the microcontroller (4).

[059] O Conector tipo Barra Pinos (Pin Header) para Depuração externa (16) refere-se a um conector mecânico com 6 terminais conectados ao microcontrolador (4) através do protocolo I2C e responsável pela conexão com módulo externo do tipo I2C/USB para fins de depuração e controle via estação de trabalho (PC). Trata-se de um recurso para desenvolvimento e não possui fins de usuário.[059] The Bar Pin Connector (Pin Header) for external debugging (16) refers to a mechanical connector with 6 terminals connected to the microcontroller (4) through the I2C protocol and responsible for the connection with an external module type I2C / USB for debugging and control via workstation (PC). It is a resource for development and has no user purposes.

[060] O Buzzer (17) refere-se a uma interface de áudio para sinalizações de propósito geral. É necessário um Driver para fornecer a corrente necessária para o componente Buzzer.[060] Buzzer (17) refers to an audio interface for general purpose signaling. A Driver is required to supply the current required for the Buzzer component.

[061] As Teclas para interface física com usuário (18) são teclas do tipo TactSwitch, descritas por LEFT, RIGHT e ENTER, responsáveis por permitir o acionamento de funções e configurações do dispositivo pelo usuário.[061] Keys for physical user interface (18) are keys of the TactSwitch type, described by LEFT, RIGHT and ENTER, responsible for allowing the activation of functions and device settings by the user.

[062] O Display do tipo LCD 2x16 (19) é um display padrão acionado através de comunicação paralela e responsável pela interface visual com o usuário.[062] The 2x16 LCD Display (19) is a standard display activated through parallel communication and responsible for the visual user interface.

Modos de Funcionamento do DispositivoDevice Operating Modes

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17/21 [063] Foram identificadas situações potenciais para redução do desperdício de energia em standby sem afetar diretamente o conforto do usuário do aparelho, situação que prejudicaria o impacto da tecnologia ao reduzir a aderência dos usuários. Com isto, foram definidos 2 (dois) modos independentes de operação para a régua de tomadas inteligente dependendo da aplicação e ambiente exigido. As operações atendem as seguintes situações:17/21 [063] Potential situations were identified to reduce the waste of energy in standby without directly affecting the comfort of the device user, a situation that would jeopardize the impact of technology by reducing users' adherence. With this, 2 (two) independent operating modes have been defined for the smart socket strip depending on the application and required environment. Operations meet the following situations:

A. Modo Master-Slave: Eliminação Automática de standby nos aparelhos dependentes da TV em seu funcionamento, tais como DVD player, receptores de satélite, BlueRay, Home Theater, etc. Esta aplicação é voltada principalmente para mercado de automação residencial.A. Master-Slave Mode: Automatic elimination of standby in devices dependent on the TV in its operation, such as DVD player, satellite receivers, BlueRay, Home Theater, etc. This application is mainly aimed at the home automation market.

B. Modo Timer: Eliminação Automática de standby nos aparelhos eletrônicos existentes em uma estação de trabalho em ambientes corporativos, tais como computadores, impressoras, luminárias, telefones móveis e outros.B. Timer Mode: Automatic elimination of standby in electronic devices existing in a workstation in corporate environments, such as computers, printers, lamps, mobile phones and others.

[064] Os modos de operação são independentes em seu funcionamento, porém integrados em uma mesma plataforma de hardware eletrônico/mecânico, permitindo ao usuário ativar a opção que mais lhe seja conveniente em um dado momento.[064] The operating modes are independent in their operation, but integrated in the same electronic / mechanical hardware platform, allowing the user to activate the option that is most convenient to him at a given moment.

[065] Este acionamento pode ser feito tanto na régua de tomadas (chave seletora) quanto na interface de usuário externa.[065] This activation can be done both in the socket strip (selector switch) and in the external user interface.

[066] Em todos os modos de operação, o sistema fará o monitoramento do consumo de energia elétrica de cada ponto da tomada. Estes dados serão armazenados numa memória[066] In all operating modes, the system will monitor the electricity consumption of each outlet point. These data will be stored in a memory

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 25/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 25/63

18/21 não volátil e, quando solicitado, transmitidos para o usuário em sua interface gráfica para interpretação dos resultados. O monitoramento é feito individualmente por aparelho.18/21 non-volatile and, when requested, transmitted to the user in its graphical interface for interpretation of results. Monitoring is done individually by device.

A. Modo de funcionamento via Master/Slave [067] Neste modo de operação mostrado na figura 24, um plug da régua funcionará como Master (A) e os demais como Slaves (B). O conceito é detectar quando o aparelho eletrônico (E) conectado ao Master for colocado em standby através de medidas de sua potência consumida. Nesta situação, um hardware eletrônico (H) embarcado imediatamente desligará fisicamente todos os demais aparelhos Slaves (D) , de modo que o consumo de standby seja eliminado nestes últimos. Esta é uma abordagem minimamente invasiva para o usuário, pois não exige nenhum setup ou pré-configuração para operação (G). Atende claramente os requisitos focados na usabilidade e reduz sensivelmente o consumo de standby nas situações onde se aplica, isto é, na redução do desperdício de standby, gerando uma redução econômica, conforme mostrado na Tabela 1.A. Operating mode via Master / Slave [067] In this operating mode shown in figure 24, one plug of the ruler will work as Master (A) and the others as Slaves (B). The concept is to detect when the electronic device (E) connected to the Master is put on standby through measurements of its consumed power. In this situation, an electronic hardware (H) shipped immediately will physically turn off all other Slaves devices (D), so that standby consumption is eliminated in the latter. This is a minimally invasive approach for the user, as it does not require any setup or preconfiguration for operation (G). It clearly meets the requirements focused on usability and significantly reduces standby consumption in situations where it is applied, that is, in reducing standby waste, generating an economic reduction, as shown in Table 1.

Tabela 1Table 1

Parâmetro Parameter Sem projeto Off (convencional) Without project Off (conventional) Projeto Off Project Off Redução observada com o uso do projeto Reduction observed with the use of project Redução (%) Reduction (%) Desperdício anual Annual waste 143,10 143.10 26,41 26.41 -11,70 -11.70 81,55% 81.55% em standby (kWh) standby (kWh) Desperdício anual Annual waste R$35,16 R $ 35.16 R$6,30 R $ 6.30 - R$28,86 - R $ 28.86 82,09% 82.09% em standby (R$) standby (R $) Impacto ambiental Environmental impact 12,45 12.45 2,30 2.30 -10,15 -10.15 81,54% 81.54%

Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 26/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 26/63

19/2119/21

(Kg CO2)(Kg CO 2 )

B. Modo de funcionamento via Tímer [068] Neste modo de operação ilustrado na figura 25, todos os plugs da régua (J) funcionam dependentes de um Tímer pré-configurado pelo usuário durante a instalação ou no decorrer de seu uso. Nesta situação, utiliza-se uma interface intuitiva (G) que permitirá ao usuário programar o tempo aos quais os aparelhos (E) conectados àquela régua ficarão ligados.B. Operating mode via Timer [068] In this operating mode illustrated in figure 25, all plugs on the ruler (J) work dependent on a Timer pre-configured by the user during installation or during use. In this situation, an intuitive interface (G) is used that will allow the user to program the time to which the devices (E) connected to that rule will be connected.

[069] O conceito é entendido pela lógica a qual o usuário configura um determinado número de horas de funcionamento (equivalente ao tempo de trabalho naquele dia), o que assegura que os aparelhos serão desligados automaticamente após este período, e não haja, portanto consumo via standby fora do horário comercial.[069] The concept is understood by the logic in which the user sets a certain number of operating hours (equivalent to the working time on that day), which ensures that the devices will be turned off automatically after this period, and therefore there is no consumption. via standby outside business hours.

[070] Esta é uma abordagem minimamente invasiva para o consumidor final, pois exige somente uma operação simples de ON/OFF para energização dos aparelhos no início do expediente. Atende aos requisitos focados na usabilidade e reduz o consumo de standby em ambientes corporativos, que segundo experimentos demonstram uma redução do desperdício de standby e uma economia por estação de trabalho implementada, conforme mostrado na Tabela 2.[070] This is a minimally invasive approach for the end consumer, as it requires only a simple ON / OFF operation to energize the devices at the beginning of the working day. Meets requirements focused on usability and reduces standby consumption in corporate environments, which according to experiments demonstrate a reduction in standby waste and savings per implemented workstation, as shown in Table 2.

Parâmetro Parameter Sem projeto Off (convencional) Without project Off (conventional) Projeto Off Project Off Redução observada com o uso do projeto Reduction observed with the use of project Redução (%) Reduction (%) Desperdício anual Annual waste 70,54 70.54 4,85 4.85 -65,69 -65.69 93,12% 93.12% em standby (kWh) standby (kWh) Desperdício anual Annual waste R$18,90 R $ 18.90 R$1,16 R $ 1.16 - R$17,74 - R $ 17.74 93,88% 93.88%

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20/2120/21

em standby (R$) standby (R $) Impacto ambiental (Kg CO2) Environmental impact (Kg CO2) 6,14 6.14 0,42 0.42 -5,71 -5.71 93,12% 93.12%

Funcionamento do Firmware [071] A lógica de funcionamento do Firmware, ou seja, o código que é gravado no microcontrolador e responsável pelas funcionalidades da aplicação e o acionamento e controle de baixo nível da placa eletrônica (3), é mostrado no fluxograma da FIG. 23, o qual permite o entendimento da sequência e algoritmo de operação através da máquina de estado da régua de tomadas para seus dois modos de funcionamento.Firmware operation [071] The firmware operating logic, that is, the code that is recorded in the microcontroller and responsible for the application's functionalities and the low level activation and control of the electronic board (3), is shown in the flowchart of FIG . 23, which allows the understanding of the sequence and operation algorithm through the socket rule machine for its two operating modes.

Avanço Tecnológico pretendido com a Invenção [072] A tecnologia desenvolvida na presente invenção consiste em um somatório de esforços e melhorias incrementais de hardware e firmware e associadas a uma concepção de produto inovador e inexistente no mercado.Technological Advancement intended with the Invention [072] The technology developed in the present invention consists of a sum of efforts and incremental improvements in hardware and firmware and associated with an innovative product concept that does not exist in the market.

[073] Está inserido nas áreas de SmartGrids, TI, Internet das Coisas (IoT) e Economia verde, todas estas fronteiras do conhecimento e portadores de futuro”.[073] It is inserted in the areas of SmartGrids, IT, Internet of Things (IoT) and Green Economy, all these frontiers of knowledge and bearers of the future ”.

[074] O desenvolvimento do dispositivo proposto na presente invenção contempla avanços sensíveis de tecnologias nas áreas de instrumentação eletrônica para medição de energia e sensoriamento para aplicações de baixo custo (low-end), conectividade Bluetooth para comunicação com dispositivo de interface homem-máquina como Smartphones e Tablets e implementação de algoritmos embarcados em hardware para detecção e eliminação de desperdícios de energia em standby.[074] The development of the device proposed in the present invention includes sensitive advances in technologies in the areas of electronic instrumentation for energy measurement and sensing for low-cost applications (low-end), Bluetooth connectivity for communication with a human-machine interface device such as Smartphones and Tablets and implementation of algorithms embedded in hardware for detecting and eliminating waste of energy in standby.

[075] A presente invenção demonstra avanço e[075] The present invention demonstrates progress and

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21/21 inovação ao inserir um novo produto de automação residencial/comercial de baixo custo com apelos da economia verde e alinhados a demandas e oportunidade evidentes neste mercado para empresas. As contribuições tecnológicas pretendidas com a Inovação são:21/21 innovation by introducing a new low-cost home / commercial automation product with appeals from the green economy and aligned with the demands and opportunities evident in this market for companies. The technological contributions intended with Innovation are:

- Permitir a redução de desperdícios de energia em ambientes residenciais e comerciais com ganhos econômicos e ambientais diretos para os usuários;- Allow the reduction of energy waste in residential and commercial environments with direct economic and environmental gains for users;

- Permitir o domínio de tecnologias inovadoras de hardware e firmware tais como: Instrumentação e sensoriamento de energia para aplicações de baixo custo (low-end), e desenvolvimento de algoritmos embarcados para redução do desperdício de energia elétrica;- Enable the mastery of innovative hardware and firmware technologies such as: Instrumentation and energy sensing for low-cost applications (low-end), and development of embedded algorithms to reduce waste of electricity;

- Inserir produtos considerados “commodítíes dentro do mercado em ascensão de TI, promovendo ganhos de valor e competitividade à indústria;- Insert products considered “commodities within the rising IT market, promoting value gains and competitiveness to the industry;

- Contribuir para o desenvolvimento de soluções associadas à Economia Verde e à evolução dos sistemas SmartGrids focado nos usuários finais de energia elétrica;- Contribute to the development of solutions associated with the Green Economy and the evolution of SmartGrids systems focused on end users of electricity;

- Permitir que futuras iniciativas derivadas da tecnologia incluam potenciais novos produtos como tomadas inteligentes que substituam a régua convencional e aplicações de hardware especializadas no monitoramento de consumo de energia.- Enable future technology-based initiatives to include potential new products such as smart sockets that replace conventional rulers and specialized hardware applications for monitoring energy consumption.

[076] Embora a invenção tenha sido amplamente descrita e ilustrada, é óbvio para aqueles versados na técnica que diversas alterações, modificações, variações e equivalentes podem ser feitas sem que desviem do escopo da invenção.[076] Although the invention has been widely described and illustrated, it is obvious to those skilled in the art that various changes, modifications, variations and equivalents can be made without departing from the scope of the invention.

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Claims (2)

REIVINDICAÇÕES 1/251/25 Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 33/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 33/63 1. Dispositivo eletrônico para redução de desperdício de energia por standby caracterizado pelo fato de compreender duas placas eletrônicas (BOARD 1 e BOARD 2) inseridas em cases mecânicos isolados entre si e se comunicando através de tecnologia sem fio (wireless) utilizando o padrão de rádio 433MHz, em que um dos cases apresentam o plug Master (1), plugs do tipo Slave (2), um módulo de hardware (BOARD 1) e uma chave seletora (3).1. Electronic device for reducing energy waste by standby characterized by the fact that it comprises two electronic boards (BOARD 1 and BOARD 2) inserted in mechanical cases isolated from each other and communicating through wireless technology (wireless) using the radio standard 433MHz, in which one of the cases has the Master plug (1), Slave type plugs (2), a hardware module (BOARD 1) and a selector switch (3). 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 1 compreender CON IN (1), AC/DC CONVERSOR (2), DC/DC CONVERSOR (3), Microcontrolador MCU (4), Conector Gravador (5), Clock Externo (6), Reset (7), Sensor de Tensão Elétrica (8), Sensor de Corrente Elétrica SHUNT (9), Conversor ADC FrontEnd (10), Atuador RELAY (11), Conector OUT (12), Módulo Wireless 433MHz (13), Leds STATUS Transceiver (14), Leds RGB (15) e Conector tipo Barra Pinos (16) (Pin Header) para Depuração externa.2. Device according to claim 1, characterized in that the BOARD 1 board comprises CON IN (1), AC / DC CONVERTER (2), DC / DC CONVERTER (3), MCU microcontroller (4), Recorder connector (5), External Clock (6), Reset (7), Electric Voltage Sensor (8), SHUNT Electric Current Sensor (9), ADC FrontEnd Converter (10), RELAY Actuator (11), OUT Connector (12) , 433MHz Wireless Module (13), STATUS Transceiver Leds (14), RGB Leds (15) and Pin Bar Connector (16) (Pin Header) for external debugging. 3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 1 ser inserida no corpo principal da régua de tomadas.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the BOARD 1 plate is inserted into the main body of the socket strip. 4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 1 monitorar os parâmetros de tensão (V), corrente (A) e potência elétrica (W), cálculos do consumo de energia (kWh) e processamento de ações de ON/OFF, Timer e Comunicação Wireless com dispositivo externo.4. Device, according to claim 3, characterized by the fact that the BOARD 1 board monitors the voltage (V), current (A) and electrical power (W) parameters, calculations of energy consumption (kWh) and processing of ON / OFF, Timer and Wireless Communication actions with external device. 5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 2 compreender CON5. Device according to claim 1, characterized in that the BOARD 2 board comprises CON Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 30/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 30/63 2/32/3 IN (1), AC/DC CONVERSOR (2), DC/DC CONVERSOR (3), Microcontrolador MCU (4), Conector Gravador (5), Clock Externo (6), Reset (7), Sensor de Tensão Elétrica (8), Sensor de Corrente Elétrica SHUNT (9), Buzzer (17), Teclas para interface física com usuário (18) e Display do tipo LCD 2x16 (19).IN (1), AC / DC CONVERTER (2), DC / DC CONVERTER (3), MCU Microcontroller (4), Recorder Connector (5), External Clock (6), Reset (7), Electric Voltage Sensor (8 ), SHUNT Electric Current Sensor (9), Buzzer (17), Keys for physical user interface (18) and 2x16 LCD type display (19). 6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 2 ser inserida em um case mecânico externo à régua de tomadas.6. Device, according to claim 5, characterized by the fact that the BOARD 2 plate is inserted in a mechanical case external to the socket strip. 7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 2 ser responsável pela interface visual e interativa com o usuário.7. Device, according to claim 6, characterized by the fact that the BOARD 2 board is responsible for the visual and interactive user interface. 8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de a placa BOARD 2 possuir circuitos eletrônicos responsáveis pela captura de dados enviados pela placa BOARD 1 e acionamento do display LCD e leitura de teclas de comando presentes para interface com usuário.8. Device according to any one of claims 5 to 7, characterized by the fact that the BOARD 2 board has electronic circuits responsible for capturing data sent by the BOARD 1 board and activating the LCD display and reading of command keys present for the interface with user. 9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de apresentar dois modos independentes de operação para a régua de tomadas inteligente dependendo da aplicação e ambiente exigido, em que tais modos são Master-Slave e Timer.9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that it has two independent modes of operation for the smart socket strip depending on the application and required environment, in which such modes are Master-Slave and Timer. 10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de no modo Master-Slave um plug funcionar como Master e os demais como Slaves.10. Device, according to claim 9, characterized by the fact that in Master-Slave mode one plug works as Master and the others as Slaves. 11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de detectar quando o aparelho eletrônico conectado ao Master for colocado em standby através de medidas de sua potência consumida, em que um11. Device, according to claim 10, characterized by the fact that it detects when the electronic device connected to the Master is put on standby through measurements of its consumed power, in which a Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 31/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 31/63 3/3 hardware eletrônico embarcado imediatamente desliga fisicamente todos os demais slaves.3/3 embedded electronic hardware immediately turns off all other slaves physically. 12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de no modo Timer os plugs da régua funcionarem dependentes de um timer pré-configurado pelo usuário durante a instalação ou no decorrer de seu uso.12. Device, according to claim 9, characterized by the fact that in the Timer mode, the ruler plugs work dependent on a timer pre-configured by the user during installation or during use. 13. Uso do dispositivo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de ser para reduzir o desperdício de energia elétrica via standby em aparelhos eletro-eletrônicos em ambientes residenciais e comerciais.13. Use of the device as defined in any of claims 1 to 12, characterized by the fact that it is to reduce the waste of electrical energy via standby in electro-electronic devices in residential and commercial environments. Petição 870160051461, de 14/09/2016, pág. 32/63Petition 870160051461, of 9/14/2016, p. 32/63 2/252/25 PC - VZor/íStar/ort Sofftvsre de DepuraçãoPC - VZor / iStar / ort Sofftvsre for Debugging II
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