Claire Swedberg
Empresa de tecnologia de Internet das Coisas (IoT) IRNAS (uma sigla que se traduz em inglês como “Instituto para Desenvolvimento de Sistemas Aplicados Avançados”) desenvolveu uma solução de monitoramento de energia que aproveita a tecnologia IoT para identificar condições para clientes baseados em serviços públicos. Conhecida como RAM-1, a solução fornece dados relacionados à manutenção e operação de sistemas eletroenergéticos. A solução, propriedade da Izoelektro, relata dados sobre o status da infraestrutura, incluindo vazamento de corrente irregular ou um incidente como uma ramificação caindo em um cabo de alimentação. Dessa forma, afirma a empresa, o sistema fornece alertas antecipados e possibilita a manutenção preventiva.
A tecnologia da empresa com sede na Eslovênia emprega Nordic Semiconductors Bluetooth Low Energy (BLE) e NB-IoT system-on-chip (SoC), integrado nos próprios dispositivos sensores do IRNAS, para capturar automaticamente os dados relativos às redes de energia inteligentes. A tecnologia está sendo implantada pela Izoelektro, fabricante de supressores de surto de baixa e média tensão e isoladores de média tensão para empresas de distribuição de eletricidade em toda a Eslovênia. IRNAS também fez parceria com Memfault, que fornece sua solução de monitoramento e depuração para capturar e gerenciar dados, bem como oferecer status de dispositivo e permitir atualização remota.
IRNAS é uma empresa de desenvolvimento de hardware personalizado. Sua tecnologia RAM-1 consiste em uma unidade de controle e software de controle personalizado com uma interface gráfica de usuário. A conectividade IoT é fornecida via Bluetooth Low Energy, bem como LTE e NB-IoT. A solução foi lançada no início de 2021 pela Izoelektro, que está integrando o sistema em seus próprios produtos para garantir que seus clientes tenham uma visão do funcionamento dos sistemas de potência onde os sensores são implantados, mesmo em locais remotos.
“Oferecemos serviços de desenvolvimento de soluções de IoT sob medida, principalmente para os setores industrial e de infraestrutura”, afirma Luka Banović, gerente de projeto de engenharia da empresa. Suas soluções variam de dispositivos sensores avançados com aprendizado de máquina de ponta a rastreadores que são implantados em ambientes e condições extremas para capturar a localização da vida selvagem. IRNAS tem sua própria unidade de produção interna, que chama de laboratório de inovação, em Maribor, Eslovênia. A empresa emprega engenheiros mecânicos, elétricos e de software para projetar produtos conforme necessário, diz Banović, com base nos requisitos personalizados de cada aplicação.
IRNAS lançou suas primeiras soluções de IoT há oito anos, lembra Banović, acrescentando: “Estamos crescendo e amadurecendo como a IoT.” A empresa pretende levar inteligência sem fio baseada em IoT para novos mercados nos quais ela não foi aplicada antes. Isso inclui o uso de tais tecnologias para capturar dados em locais remotos. A solução da IRNAS evoluiu para se tornar um dispositivo de inteligência sem fio conectado que captura dados. Seu gateway baseado em borda analisa dados e encaminha detalhes relevantes a um servidor, para serem distribuídos a empresas de serviços públicos e outros usuários.
No ano passado, o IRNAS incorporou o serviço em nuvem da Memfault e a plataforma de software para gerenciar os sensores baseados em IoT também. Com o uso do servidor e software Memfault, IRNAS diz que realizou monitoramento de frota de dispositivos de monitoramento remoto, depuração de nuvem e atualizações de firmware controladas. O serviço coleta esses dados relacionados à funcionalidade de todos os componentes do sistema, incluindo o nível da bateria, e então transmite essas informações para um local central, onde os resultados são analisados. Os alertas podem ser enviados diretamente para o IRNAS para que ele possa resolver o problema. “Isso melhorou significativamente nosso processo de desenvolvimento”, diz Banović, “tanto em nível técnico quanto voltado para o cliente”.
A tecnologia RAM-1 está sendo construída em soluções para que a Izoelektro possa fornecer às empresas elétricas uma visão de suas redes de energia. Cada sensor RAM-1 emprega nRF9160 system-in-package (SiP) da Nordic Semiconductor, que fornece conectividade via LTE e NB-IoT. O SiP é equipado com funcionalidade GPS embutida para identificar a localização do sensor no campo. Acoplar essa tecnologia de captura de dados com os recursos de processamento de borda do RAM-1 em um gateway dedicado, Banović explica, “permite um relatório muito eficiente da maioria dos insights críticos”, sobre problemas como uma mudança detectada na energia onde o sensor está instalado.
Ao analisar os dados no limite, diz Banović, o sistema RAM-1 pode “reduzir significativamente o custo da transmissão de dados e reduzir o consumo geral de energia”. Normalmente, acrescenta ele, a Izoelketro implanta a tecnologia no campo – em uma usina de energia elétrica, por exemplo. O sensor RAM-1 com nRF52 SiP é primeiro configurado usando via BLE. Dessa forma, um indivíduo que instala o sensor pode usar um dispositivo portátil com capacidade BLE para ajustar as configurações, bem como fornecer atualizações de firmware.
A funcionalidade BLE pode ser empregada para comunicação dispositivo a dispositivo, se necessário, para cenários em que as unidades são colocadas dentro do alcance umas das outras. Nessa situação, eles podem encaminhar dados entre si para o gateway. O gateway então se comunica com o servidor por meio da rede móvel local ou da rede NB-IoT. Esses dados permitem que a empresa de energia visualize informações em tempo real e históricas sobre a operação de seus ativos como parte de uma rede elétrica. Os sensores e gateways são alimentados por bateria, relata a empresa, com uma vida útil típica de dez ou mais anos, e as unidades são projetadas para acomodar as atualizações necessárias ao longo de sua vida útil.
“É fundamental perceber que as tecnologias de apoio irão mudar e amadurecer enquanto isso”, afirma Banović, “o que significa que teremos de nos adaptar a isso.” Para se manter atualizado, ele diz: “Com a combinação nRF9160 mais nRF52 [SoC], cobrimos todo o espectro: configuração do dispositivo, monitoramento remoto, atualização, instalação e atualização fáceis, máquina no dispositivo de aprendizagem, tudo em operação de baixo consumo. “Os sistemas monitorados pela tecnologia incluem infraestrutura pública, como túneis, além de sensores agrícolas, fábricas inteligentes e tecnologia de conservação, para identificar e rastrear os locais e movimentos de animais selvagens.
De acordo com Banović, o RAM-1 deixou de ser simplesmente um dispositivo de monitoramento de surtos para se tornar um dispositivo inteligente para monitoramento de rede elétrica IoT com computação de ponta e recursos analíticos avançados. “Ele já fornece dados valiosos que permitem aos provedores de infraestrutura uma manutenção muito mais eficiente”, diz ele, “tornando a infraestrutura de distribuição de energia mais durável, estável e confiável, o que será de importância fundamental no futuro próximo, quando esperamos um aumento exponencial da demanda por produção e distribuição de energia”.