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CONTROLE AUTOMATIZADO DE CONDICIONADORES DE AR COM SISTEMA EMBARCADO.
Aurélio Andrade de Albuquerque Netto1
Livia da Silva Oliveira2
RESUMO Em virtude do desperdício no consumo de energia em aparelhos de condicionador de ar, ligados desnecessariamente nos ambientes de universidades, e tendo como estudo de caso o Centro Universitário X, nasceu a ideia de elaborar um sistema de controle, baseado nos conceitos de automação industrial para o controle dos aparelhos, podendo ser aplicado em outros ambientes tanto públicos como residenciais dependendo da necessidade. Foi utilizada a plataforma de prototipagem Arduino, já que a mesma permite criar projetos de baixo custo. A comunicação com o condicionador de ar é realizada de forma remota não necessitando o uso de pessoas para realizar o ligamento e desligamento, e fazer as alterações nas configurações de temperatura do aparelho. O sensor de temperatura e umidade é responsável em realizar medições entre intervalos de tempo, coletando dados da temperatura ambiente, enviando para o display em tempo real. O ajuste é realizado com a ajuda do infravermelho, que consegue definir segundo as condições programadas em quantos graus deverá regular, aumentando ou diminuindo. O funcionamento do protótipo dentro desse estudo, e a sua capacidade de controlar e configurar a temperatura de acordo com o estado em que a sala se encontra foram testados e avaliados. Palavras-Chave: Consumo, Temperatura, Arduino, Sensor. ABSTRACT Due to the wasteful use of energy in air conditioners, unnecessarily connected in university environments, and having as a case study the University Center X, the idea was born to elaborate a control system, based on the concepts of industrial automation for the control of the devices, and can be applied in other environments both public and residential depending on the need. The Arduino prototype platform was used, since it allows to create projects of low cost. Communication with the air conditioner is carried out remotely not requiring the use of people to perform the ligation and shutdown, and to make changes in the temperature settings of the appliance. The temperature and humidity sensor is responsible for taking measurements between time intervals, collecting ambient temperature data and sending it to the display in real time. The adjustment is performed with the help of infrared, which can be set according to the programmed conditions in how many degrees you should regulate, increasing or decreasing. The functioning of the prototype within this study, and its ability to control and set the temperature according to the state in which the room is located have been tested and evaluated. Key words: Consumption, Temperature, Arduino, Sensor.
____________________________________ 1 Discente de Engenharia Elétrica. Centro Universitário Fametro, Manaus, Amazonas. 2 MSc. em Ciências Ambientais pela Universidade Federal do Pará – UFPA, Professora do Centro Universitário Fametro, Manaus – Amazonas.
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1. INTRODUÇÃO
A automatização de processos está cada vez mais presente no dia-a-dia das pessoas,
já que antigamente as tarefas eram realizadas de forma manual e muitas vezes trabalhosa.
Hoje são realizadas por sistemas embarcados que executam uma tarefa pré-programada
através de uma preposição inicial, onde são encarregados de realizar uma função exclusiva,
na maioria das vezes sem o conhecimento da sua existência pelo usuário. Seu conceito básico
é possuir uma unidade processadora responsável em executar um software específico
desenvolvido para realizar uma aplicação, tendo uma garantia de alta disponibilidade do seu
uso por um bom período de tempo, conforme Souza (2003) é usado em muitos equipamentos
de nosso uso habitual, como por exemplo: eletrodomésticos, alarmes, celulares, brinquedos,
entre outros.
A automatização de processos certifica que todas as ações sejam executadas de
forma padrão, com alta qualidade e resultados confiáveis. Atividades manuais realizadas por
seres humanos que tendem a tomar tempo, podem cometer erros e obter variação em relação
à qualidade final. Por isso, automatizar atividades manuais possibilita a economia de tempo,
aumentando o nível de motivação dos colaboradores e com isso resultando em mais inovação
(LAUBE, 2018). É possível controlar e monitorar resultados em tempo real, e esses resultados
são determinados através de processos de performance, que verificam onde que se encontra
ineficiência e desperdícios. Além do mais permite dissociar funções e encarrega de uma forma
bem mais simples, por meio de um sistema integrado de níveis e possibilidades de aprovação,
deixando de forma mais simples e evidentes o controle operacional e o gerenciamento,
reduzindo o tempo perdido com trâmites.
Automação é qualquer sistema que tem o apoio de computadores, onde substitua o
trabalho humano, oferecendo mais segurança, produzindo com mais qualidade e rapidez os
produtos sempre visando a redução dos custos gerados, otimizando os complicados objetivos
de serviços das indústrias (Moraes e Castrucci, 2007).
Visando os processos que envolvam um ambiente com condicionadores de ar com
acionamento manual, é possível desenvolver um controle automatizado através de sistemas
embarcados sendo capaz de monitorar a necessidade dos equipamentos modulando a
variável de estado visando conforto e um melhor ambiente e também uma eficiência
energética. O desenvolvimento de um controle automatizado é capaz de realizar tais objetivos
3
de forma segura e com eficácia envolve vários conceitos de circuitos elétricos aplicados e
sistemas microcontrolados.
O projeto proposto se justifica pela ausência de processos automatizados em muitos
ambientes, onde as pessoas que utilizam esses ambientes, desprovidos de conhecimento
necessário, não buscam uma melhor eficiência energética. Dessa forma, automatizar
processos reduz a necessidade em mobilizar os profissionais responsáveis para dar suporte
durante o processo que outrora era realizado manualmente, reduzindo os custos com
recursos humanos.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
Tendo uma proposta de solução para o problema, é necessário conhecer as
ferramentas que irão auxiliar para a realização da mesma. Esse conhecimento sendo
fundamental para que se tenha o entendimento da justificativa da pesquisa, ao mostrar que
de ainda há locais desprovidos de conhecimento necessário para automatizar processos.
2.1 AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS
Automação é o controle de processos automáticos, que significa ter um mecanismo de
atuação automática, padronizada e eficiente própria sem a necessidade de execução manual,
que faça uma ação requerida em tempo programado ou em resposta a certas condições
(RIBEIRO, 2003). Dessa maneira, é possível produzir mais, sem perder em qualidade e sem
sobrecarregar ninguém. Pode complementar e dar suporte à cadeia de produtividade,
contribuindo para a prevenção de falhas, reduzindo as perdas, com realocação da mão de
obra existente, valorizando aqueles profissionais com conhecimento e experiência em
tecnologia da informação, gestão de processos e logística aplicada.
2.2 SISTEMAS ELETRÔNICOS EMBARCADO
Um sistema se classifica como embarcado quando este é destinado para uma única
tarefa e interação, continuamente com o ambiente ao seu redor através dos sensores e
atuadores (BALL, 2005). Normalmente a palavra embarcada está relacionada ao fato de ser
uma parte funcional de um sistema como um todo, ou seja, um software embarcado é
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responsável por uma determinada função em um sistema maior de maneira contínua e na
maioria das vezes sem travamentos ou panes (TAURION, 2005).
Diferentemente de computadores de propósito geral, como o computador pessoal, um
sistema embarcado realiza um conjunto de tarefas pré-definidas, geralmente com requisitos
específicos já que o sistema é dedicado a tarefas específicas, através de engenharia pode-se
otimizar o projeto reduzindo tamanho, recursos computacionais e custo do produto.
Eles se comunicam com o ambiente em que estão e fazem a coleta de dados através
dos sensores para que haja uma modificação do ambiente utilizando atuadores (VARGAS,
2007).
3. HARDWARE
3.1.1 Arduino
A plataforma de desenvolvimento Arduino é dito como uma plataforma de computação
física, no qual sistemas digitais ligados aos sensores e aos atuadores são capazes de medir
variáveis no ambiente físico, realizar cálculos numéricos, e tomar decisões lógicas no
ambiente computacional gerando novas variáveis no ambiente físico. A grande vantagem de
se utilizar o Arduino como uma plataforma de desenvolvimento, tendo a capacidade de
controlar dispositivos físicos, receber e tratar dados através de uma interface programável,
além de realizar diversas modificações ao longo do desenvolvimento do projeto (ARAÚJO,
2012).
Por sua vez, possibilita diversas maneiras de ensino pedagógico, não simplesmente
na área de informática, mas também nas áreas de matemática, música, elétrico-eletrônica,
robótica (automação) e para as Universidades pode-se citar as áreas de Computação,
Engenharia e outras. Por meio da tecnologia é possível estimular o discente a querer aprender
de forma mais eficiente (ARDUINO,2011).
3.1.2 Sensores de temperatura
O processo de funcionamento de um sensor é realizado sob a ação de uma grandeza
física que mudam as propriedades do dispositivo, podendo fornecer diretamente ou
indiretamente um sinal que representa uma proporção da variação desta grandeza, como a
resistência, a capacitância ou a indutância de forma mais ou menos proporcional. Este
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produzirá informações de acordo com essas alterações que serão levadas a algum outro
dispositivo que irá tratá-las (NATALE, 2003).
Sensores de temperatura são dispositivos que ajudam a identificar o nível de
aquecimento de um determinado equipamento ou processo com o objetivo de fazer com que
este permaneça em condições adequadas para o seu funcionamento (MADEIRA, 2018).
Sensor de Umidade e Temperatura DHT11, sendo capaz de medir temperaturas entre
0ºC e 50ºC com faixa de precisão de± 2.0ºC, e umidade entre 20 a 90% UR com faixa de
precisão de ±5,0% UR. Sua aplicação no projeto de automação de condicionadores de ar é
válida, visando o baixo custo e uma boa precisão.
3.1.3 Sensores de Presença PIR
Os sensores infravermelhos são passivos de movimento que trabalham na faixa ótica
da radiação térmica e respondem ao calor irradiado entre o elemento sensor e o objeto em
movimento (HANDBOOK, 2004). O funcionamento é baseado na emissão de luzes invisíveis
que ao perceberem um objeto no meio de seu trajeto medem os fótons para analisar a
temperatura. Se a temperatura condiz com a de um ser humano (entre 36,5ºC e 40ºC).
O Sensor de Movimento PIR DYP-ME003 consegue identificar o movimento de objetos
que estejam dentro de uma área de até 7 metros, são incitados apenas por algumas fontes
de energia como por exemplo, o calor humano ou de animais. É denominado um sensor
passivo já que ele não emite nenhum sinal, é estimulado por ela ao recebe uma radiação.
3.1.4 Módulo Leitor de Micro SD Card
É um componente desenvolvido com a finalidade de efetuar leitura e escrita
diretamente em um micro cartão de memória. Este módulo trabalha em nível lógico de 3,3 V
com um divisor de tensão embutido para que haja a comunicação do módulo com as
plataformas microcontroladas de nível lógico 5V através da comunicação SPI
(OLIVEIRA,2019).
O grande diferencial em se utilizar o módulo com plataformas microcontroladas é que
em uma possível falta de energia, os dados obtidos estarão armazenados no cartão de
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memória, podendo ter o acesso após a energia se restabelecer. Além disso, o módulo suporta
micro SD CARD convencional e micro SDHC (OLIVEIRA,2019).
3.1.5 Módulo Receptor IR
A descoberta da radiação infravermelha foi descoberta pelo astrônomo Willian
Herschel (1738-1822), após repetir o mesmo experimento feito por Isaac Newton, dispersou
a luz solar em suas componentes usando um prisma de cristal. Herschel procurava a cor que
possui maior temperatura incidindo os feixes sobre o bulbo de um termômetro, descobriu que
a região de frequência um pouco menor que a da luz vermelha era a região mais quente
(SILAS,2019).
É um módulo de comunicação IR que opera na frequência de 38K Hz, ângulo de
reconhecimento de 90°e com alcance de transmissão 8m, sendo capaz de decodificar o sinal
de um controle remoto IR através de um microcontrolador como o Arduino, PIC e outros.
Comunicando-se com o microcontrolador por meio de um único pino de sinal
(FILIPEFLOP,2019).
3.1.6 Real Time Clock RTC
Real time clock ou relógio de tempo real, de alta precisão e de baixo consumo, com
cristal oscilador embutido melhorando sua exatidão. Além disso, esse módulo também possui
embutido um sensor de temperatura (THOMSEN, 2019).
Este módulo gera informações como data, mês e ano, segundo, minutos e dia, realiza
correções como meses com menos de 31 dias e anos bissextos são corrigidos imediatamente
podendo operar tanto no formato 12 horas como em 24 horas. Possui embutido um circuito
de detecção de falha de energia, onde automaticamente aciona a bateria do módulo evitando
perda de dados coletados. Endereços e informações são transmitidas via protocolo I2C
(FILIPEFLOP,2019).
3.1.7 Display LCD 16×2 Backlight Azul
O LCD (Display de Cristal Líquido) é um dispositivo gráfico muito usado na criação de
interfaces que necessitam mostrar as informações ao usuário, bastante utilizado nos mais
diversos tipos de projetos. Os displays são constituídos por uma leve e fina camada de cristal
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líquido colocada entre duas placas de vidro, possui uma fonte luminosa fluorescente instalada
atrás da tela. A criação dos caracteres e imagens ocorre devido ao fato do cristal líquido,
quando submetido a uma carga elétrica, o cristal líquido naturalmente transparente em seu
estado normal torna-se opaco, interrompendo a passagem da luz (LARGURA, 2019).
3.1.8 Adaptador I2C para Display LCD 16×2
Para que seja possível a comunicação entre o Arduino e o LCD, precisaremos de um
adaptador I2C, sendo um conversor com a função é de manipular os contatos do LCD, sendo
uma solução simples e prática proporcionando economia de algumas portas digitais na ligação
do seu display, de maneira que, teremos apenas 2 pinos para efetuar a comunicação com a
placa Arduino através do protocolo I2C (MADEIRA,2019).
4. METODOLOGIA
Trata-se de uma pesquisa de campo aplicada que segundo (LAKATOS; MARCONI,
1996) é a pesquisa onde se observa e coleta os dados diretamente no próprio local no qual
se deu o fato em estudo, caracterizando-se pelo contato direto com o mesmo, sem
interferência do pesquisador, pois os dados são observados e coletados tal como ocorrem
espontaneamente.
O local de estudo foi desenvolvido em um Centro Universitário, localizado na cidade
de Manaus/AM, aqui denominado de Centro Universitário X, com sede em Manaus/AM, possui
nove unidades. Suas atividades acadêmicas iniciaram em 13 de setembro de 2002, no qual
está estabelecida há quase dezessete anos no estado do Amazonas.
O ambiente monitorado foi na sala de aula, equipada com dois condicionadores de ar
da marca TRIVOLT Split, do modelo TAC-2480 de 24000BTU/h, com a potência de 2640 W.
A sala possui as seguintes dimensões: altura 2,74 metros, largura 5,80 metros e comprimento
7,96 metros, com a capacidade de40 alunos. Foi realizada a instalação com uma altura de
2,40 metros (Figura 1) aproveitando a tomada 127 V que já possuía no local, onde se obteve
melhora coleta dos dados devido ao fato do protótipo está instalado numa posição da sala,
onde não interrompeu o fluxo normal das aulas.
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Figura 1- Altura do sensor.
Fonte: Próprio autor, 2019.
Para realizar o levantamento dos dados foi desenvolvido inicialmente um sensor
(Figura 2), onde os componentes utilizados foram o sensor DHT11 responsável em captar
temperatura e umidade do ambiente, módulo leitor de micro sd card onde se armazena todos
os dados coletados pelo sensor, real time clock RTC gera informações como data, mês e ano,
segundo, minutos e dia, foram montados e interligados à placa do Arduino MEGA, colocados
em uma caixa com as dimensões 16 x12 cm.
Foi desenvolvida uma programação inicial com base na linguagem C++ para coletar
dados de temperatura e do movimento dos alunos para mapear o movimento dentro do horário
de aula, fazendo que armazene os dados coletados no módulo já descrito antes. O código
que é copiado para dentro da IDE do Arduino através do upload na placa onde fica
armazenada, dessa forma, realiza a leitura do sensor de forma harmoniosa, garantindo o
armazenamento das informações coletadas.
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Figura 2 – Sensor de temperatura e umidade.
Fonte: Próprio autor, 2019.
Para se deixar o protótipo mais didático, instalou-se um display LCD juntamente com
adaptador I2C (Figura 3) que estabelece a comunicação como Arduino, exibindo em tempo
real a data, o horário e a temperatura e umidade da sala. O sensor realiza a leitura dos dados
e envia para o display, deixando o usuário informado das oscilações que ocorre no ambiente
durante essa leitura.
Figura 3 – Display LCD
Fonte: Próprio autor, 2019.
O protótipo é ligado à uma fonte de energia que ao ser conectada na tomada se inicia
a coletar os dados do local, realizando medições entre intervalos de tempo. Durante o período
dos testes, foram verificados a rotina de uso dos condicionadores de ar, ou seja, em que horas
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eram ligados, tempo em média para se deixar o ambiente com a temperatura ideal e o horário
que era desligado.
Para realizar do controle de forma remota, isto é, sem a intervenção do sistema original
do aparelho, mais uma cópia do código do controle remoto original, responsável em fazer o
envio do comando para condicionador de ar. Com a ajuda do receptor infravermelho (Figura
4) é realizada a clonagem, onde ele consegue captar a frequência do controle remoto, já que
contém códigos para cada tipo de ação realizada pelo controle. Com isso o código obtido fará
a configuração do aparelho através de um LED emissor infravermelho.
Figura 4 – Receptor infravermelho.
Fonte: Próprio autor, 2019.
A biblioteca ir remote foi utilizada para emitir os sinais de controle remoto, para tal ele
através da técnica de PWM (Pulse Width Modulation), Segundo (SOUZA, 2003), PWM tem
sua origem no inglês que significa modulação por largura de pulso. Tratando-se de uma onda
quadrada, sendo de frequência constante e largura de pulso variável.
Envia comandos para o receptor em diferentes larguras de pulso que simulam 0 e 1.
As especificações desta largura de pulso, variam por fabricantes. Por padronização foram
desenvolvidos diferentes protocolos, são utilizadas pela maioria dos fabricantes de
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eletroeletrônicos. Grande parte destes protocolos enviam informações em conjunto de 32 bits,
que representam 64 mudanças de nível (32 subidas e 32 descidas).
O protocolo ir remote determina 100 mudanças por padrão. Entretanto os controles de
condicionadores de ar utilizado no projeto enviam 228 pulsos que só foi percebido através da
leitura com osciloscópio (Figura 5). Então a biblioteca foi modificada para suportar até 250
mudanças de pulsos.
Figura 5 – Osciloscópio
Fonte: Próprio autor, 2019.
O sensor de presença PIR (Figura 6) permitem detectar movimentos, usado para
identificar se a pessoa se movimentou dentro ou fora do alcance de sensores, sendo capazes
de realizar tarefas simples como a detecção mais precisa e eficiente, sendo mais rápido e
com a probabilidade de menos erros. O módulo PIR DYP-ME003, possui excelente custo
benefício sendo de fácil utilização na plataforma Arduino.
Mesmo a concepção de pequenas variações de temperatura no ambiente, produzem
tensões suficientes para serem aplicadas à entrada de um circuito amplificador que aumenta
o pequeno sinal criado, e assim alimenta um comparador diferencial que modifica a saída do
sensor (REPAS, 2008).
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Figura 6–Sensor de presença PIR.
Fonte: Próprio autor, 2019.
Os testes para coletar de dados da temperatura da sala de aula se iniciaram dia 22 de
abril às 16h55min e foi finalizado no dia 07 de maio às 22h10min, completando no total de
240 horas.
5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Antes de deixar o protótipo em pleno funcionamento foram realizados alguns testes
com os componentes para que execução do sistema, tais como: a verificação da leitura do
sensor de temperatura e umidade para assim detectar se a oscilação iria gerar dados
diferentes de cada dia, componentes responsáveis pelas datas e horários e armazenamento
de informações, o tempo de envio entre um comando e outro, realizando o ligamento e
desligamento, aumentando ou diminuindo a temperatura do condicionador de ar, leitura do
sensor de presença dentro da área de estuda, ficando dentro das especificações que foram
projetadas.
Durante a verificação de rotina realizada no Centro Universitário X, constatou que os
aparelhos ficam ligados desnecessariamente, em torno de uma hora antes de se iniciar as
aulas. Outro situação é quando se antecipa a saída dos alunos em média entre21h00min e
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21h30min, mais o desligamento será efetuado no fim das aulas estimado às 22h05min. Em
dias como segunda-feira os alunos são liberados, já na quarta-feira a duração da aula é
geralmente em torno de 30 minutos, existe casos em que o professor não ministra aula nesse
dia, dessa forma ocasionando o desperdício já que o aparelho será desligado às 22h00min.
Segundo (KRAUSE, 2002) considera que as despesas com a energia elétrica têm uma parte
expressiva no orçamento de uma instituição, ainda mais se tratando de uma instituição de
ensino particular.
No gráfico abaixo (gráfico 01) é possível visualizar os dados coletados pelo sensor,
que corresponde à média da temperatura e umidade e presença dos alunos na sala de aula
na segunda-feira.
Gráfico 1 – Leitura sensores (segunda feira).
Fonte: Próprio autor, 2019.
Através dos dados foi possível verificar que na segunda-feira o aparelho de
condicionador de ar foi ligado às 17h05min, e o sensor de presença captou a presença de
pessoas durante esse horário que seria o responsável em realizar o ligamento do aparelho.
Na segunda-feira essa sala não tem aula pelo fato de não ter matéria para ser ministrada.
Verificamos que mesmo assim os aparelhos são ligados até as 22h05min quando o
responsável volta novamente para efetuar o desligamento.
No gráfico abaixo (gráfico 02) é possível visualizar os dados coletados pelo sensor,
que corresponde à média da temperatura e umidade e presença dos alunos na sala de aula
na terça-feira.
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Temperatura - Umidade - Presença
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Gráfico 2 – Leitura sensores (terça feira).
Fonte: Próprio autor, 2019.
Como podemos observar, às 17h00min a pessoa responsável ligou o aparelho e em
seguida saiu da sala, observamos através do sensor de presença. Somente as 17h35min que
a presença de pessoa na sala começou a ser captada pelo sensor. Mais as 21h05min
percebeu-se que houve a redução da presença de pessoas na sala de aula, sendo captada
apenas as 22h00min, hora que os aparelhos são desligados.
No gráfico abaixo (gráfico 03) é possível visualizar os dados coletados pelo sensor,
que corresponde à média da temperatura e umidade e presença dos alunos na sala de aula
na quarta-feira.
Gráfico 3 – Leitura sensores (quarta feira).
Fonte: Próprio autor, 2019.
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Temperatura - Umidade - Presença
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Observamos que as 17h05min o aparelho foi ligado, então o sensor de presença não
capturou nenhuma presença de alunos ou professor. Somente as 18h00min que foi verificado
a presença de alunos na sala e foi captado até às 19h35min e depois nada mais foi captado,
então as 22h00min que notou a presença da pessoa responsável em deliga o aparelho.
No gráfico abaixo (gráfico 04) é possível visualizar os dados coletados pelo sensor,
que corresponde à média da temperatura e umidade e presença dos alunos na sala de aula
na quinta-feira.
Gráfico 4 – Leitura sensores (quinta feira).
Fonte: Próprio autor, 2019.
Observamos a que as 17h00min o responsável liga o condicionador de ar e sai da
sala, mais às 17h20min já percebemos a presença de alunos na sala de aula e se manteve
constante sendo captada por meio do sensor de presença até às 21h35min e depois manteve
sem captar, então as 22h07min o aparelho foi desligado.
No gráfico abaixo (gráfico 05) é possível visualizar os dados coletados pelo sensor,
que corresponde à média da temperatura e umidade e presença dos alunos na sala de aula
na sexta-feira.
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Temperatura - Umidade - Presença
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Gráfico 5 – Leitura sensores (sexta feira).
Fonte: Próprio autor, 2019.
Como já está programado o responsável realiza o ligamento do aparelho as 17h05min
deixando a sala. Então as 17h50min começa a perceber a presença de pessoas na sala de
aula e percebe-se que alunos estão na sala até que as 19h20min o sensor faz a verificação e
vemos que a sala está vazia novamente. Somente as 22h05min capta a presença de pessoas
então o aparelho e desligado.
Através dos dados coletados podemos verificar um período de aumento da
temperatura por volta de 16h55min até 17h20min ficando numa média de 30 °C e unidade de
71%, onde os aparelhos encontram-se desligados. Para se obter resultados mais conclusivos,
foram realizados testes dia após para se observar para garantir resultados e informações
razoáveis da variação do ambiente. Através da leitura do sensor foi possível verificar que o
condicionador de ar levou em torno de 20 minutos para refrigerar a sala de aula ficando numa
média de 29 °C com umidade de 56%, e foi alterando até ficar em 27 °C e umidade em 51%
mais dependendo do clima ocorre variações mínimas. Podemos verificar que essa
temperatura não foi alterada (de 19h05min às 22h00min), causando um certo desconforto
entre os alunos que ficam no meio e fim da sala, já que são dois condicionadores de ar são
configurados em 20 °C e não são configurados que os osciladores (aletas) responsáveis em
movimentar para cima e para baixo a saída de ar, não sendo alterados até o fim das aulas,
quando ocorre o seu desligamento. (ASHARE, 2004) diz que o conforto térmico é um estado
de espírito onde se reflete a satisfação com o ambiente térmico que cerca uma pessoa. Muito
do que o controle de temperatura é uma sensação individual que necessita de aspectos
biológicos, físicos e emocionais dos ocupantes presentes no ambiente.
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Temperatura - Umidade - Presença
Temperatura Umidade Presença
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Os dados do sensor de presença, instalado para verificar o funcionamento real, onde
qualquer valor maior que zero mostra que houve movimento no ambiente. Podemos observar
no gráfico que sensor de presença funcionou bem, tendo um bom alcance no sensoriamento
das pessoas, justificando que o mesmo captará cada movimento na sala de aula.
Com a apresentação desses dados coletados é fácil compreender que o Centro
Universitário X diminuiria esse custo de energia na utilização do protótipo, evitando o consumo
dos aparelhos ligados antes do início das aulas ou durante, (PUCRS, 2010) concluiu que além
da conscientização sobre o uso correto e o não desperdício, podem ajudar a mudar esse
quadro, trazendo resultados positivos e assim contribuindo na redução do consumo de
energia e, assim, minimizando os custos.
Com o sistema implantado nas salas de aula, poderemos chegar o mais próximo de
um comportamento mais controlado com o auxílio do protótipo, onde os equipamentos seriam
ligados e desligados quase que imediatamente. Esse comportamento do uso dos aparelhos é
variável, pois há dias que não há aulas ou os equipamentos são desligados imediatamente
após as atividades nas salas. Com isso tendo um controle de quando for realmente necessário
o uso dos condicionadores de ar.
6. CONCLUSÃO
Nesse trabalho verificou-se o problema de desperdício energético em função dos
condicionadores de ar permanecerem ligados quando seu uso é desnecessário em
determinados horários em ambientes de universidades, desenvolveu um sistema de controle
automatizado, utilizando a sala de aula do Centro Universitário X como estudo de caso.
A princípio desenvolveu-se o protótipo capaz de coletar a temperatura e umidade do
ambiente de maneira contínua e assim obter as variações da temperatura da sala,
estabelecendo um intervalo de tempo da necessidade de ligar o aparelho e qual temperatura
ideal para que as pessoas que ocupam a sala sintam-se termicamente conforto por meio da
plataforma de prototipagem Arduino juntamente com o sensor. Foram realizados vários testes
de verificação durante montagem inicial, para se corrigir os erros gerados.
Após concluída a parte inicial, partiu-se então para a integração e a realização dos
testes com sensor de presença no ambiente monitorado, para assim demonstrar que o mesmo
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está com bom alcance de sensoriamento, fazendo ajustes da posição ideal para evitar que
durante a execução com todos os componentes não aconteça conflitos, não enviando os
comandos necessários para o Arduino. Seu uso será de suma importância, pois ele irá
verificar se há movimentos de pessoas, através disso ele irá enviar dados para que o comando
de acionamento através controle infravermelho responsável no ligamento.
Em seguida foi realizado a clonagem do controle remoto do ar condicionado, nessa
fase aplicou-se o receptor infravermelho responsável na recepção do sinal do controle e
identificação do código. Cada temperatura possui um código, sendo assim, foram clonados
os códigos referentes a cada grau de temperatura é entre16 e 30ºC. Esse código, por sua
vez, será utilizado para atuar na regulagem do aparelho com o auxílio do LED infravermelho
emissor, que são imunes a interferências externas, tornando sua aplicação extremamente
válida.
De acordo com os testes concretizados o protótipo atendeu aos objetivos propostos,
verificando a temperatura ambiente com auxílio do sensor como já foi descrito, onde ele envia
para a tela LCD as informações necessárias para o usuário, realizando as alterações no
controle de temperatura. Essas alterações foram realizadas de forma remota, ou seja, sem a
influência de pessoas usando as configurações originais do controle. A comunicação com os
sensores e a atuação das alterações foram realizadas com êxito. No entanto, vale lembrar
que ainda existe melhorias e testes a serem realizados para melhor adaptação as condições
propostas deste trabalho.
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