Tcc Domotica

DESCRITIVO DO PROJETO

1 IDENTIFICAÇÃO

1.1 TÍTULO DO PROJETO

Domótica - Integração de tecnologias habitacionais

1.2 EQUIPE ENVOLVIDA

Discente:Leopoldo Miguel Heinzmann Dalferth

Docente:Hamilton Sena

1.3 INSTITUIÇÃO PROPONENTE

SENAI, Cascavel - Paraná

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2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVOS GERAIS

Desenvolver um projeto unindo tecnologias e sistemas, que funcionando de

forma integrada, permitem o controle e gestão automática dos diferentes recursos

de uma habitação, com a exemplificação das rotinas.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Desenvolvimento de um software para micro controlador que simula as

funções desejadas para o ambiente residencial;

Construção de um ambiente de exemplificação real para as funções de

domótica que permite a visualização das possíveis aplicações de

automação no contexto residencial;

Controlar e monitorar as funções desejadas em uma residência via

Arduino, tais como: Abertura de portas (garagem), iluminação interna e

externa da casa, climatização e dispositivos de segurança;

Construção e manipulação de circuitos eletrônicos, utilizados em eletrônica

e automação de uma forma geral, utilizados como apoio à pesquisa e

estudo do tema.

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3 IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA

3.1 INTRODUÇÃO

Bastante difundida nos diversos ramos industriais, a automação alcançou

as edificações corporativas. A cada dia, novos componentes que agregam

tecnologias relacionadas à automação são aplicados às instalações prediais. A

aplicação da automação predial tem demonstrado que é possível proporcionar ou

ampliar benefícios em fatores como: gerenciamento técnico, conforto, economia,

prevenção de acidentes e falhas de equipamentos, e também segurança aos

usuários.

Recentemente, a automação ganha uma nova modalidade, a automação

residencial, um novo mercado recentemente chegado ao Brasil, emergente,

promovendo soluções interessantes voltadas à prestação de serviços ao usuário

doméstico.

A domótica, assim tratada à modalidade de automação residencial, é tida

hoje pelo usuário como símbolo de luxo (status) e modernidade. Em um segundo

momento, destaca-se o conforto e as facilidades convenientes a cada execução

de um comando para executar uma função relacionada a alguma atividade,

motivada pela necessidade do usuário. Por fim, torna-se um aparato de soluções

para situações cotidianas, maximizando tempo, promovendo todos os benefícios

anteriores, mas ligada diretamente à segurança física dos habitantes e do

patrimônio.

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3.2 JUSTIFICATIVA

O gerenciamento do consumo de energia e água, os controles de

iluminação, acesso, climatização, comunicação, integrados e comandados por um

sistema de automação, tem demonstrado a possibilidade de tornar o ambiente de

trabalho do edifício mais produtivo, saudável e eficiente. Esses benefícios

contribuem para o aumento da produção, para assim reduzir os custos

operacionais, reflete-se em resultados financeiros, razão pela qual a tecnologia da

automação foi incorporada, com mais facilidade, às edificações industriais e

comerciais que às habitacionais.

Segundo Angel (1993, p.43), a domótica é um novo domínio de aplicação

tecnológica, tendo como objetivo básico melhorar a qualidade de vida, reduzindo

o trabalho doméstico, aumentando o bem estar e a segurança de seus moradores

e visando também a utilização racional e planejada dos diversos meios de

consumo. A domótica procura uma melhor integração através da automatização

nas áreas de segurança, comunicação, e de controle e gestão.

3.3 RELEVÂNCIA

Em geral, os projetos das residências convencionais não satisfazem por

completo aos anseios dos moradores, o que se constitui num contra senso, pois a

habitação, por atender às necessidades básicas do ser humano como as de

proteção, segurança e bem estar, é considerada como um dos bens de consumo

de maior importância para a maioria das famílias.

A moradia, o abrigo, o lar, deve ser prazeroso, eficiente, dignificante e, por

ser um bem de grande vida útil, flexível às transformações sociais e tecnológicas

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fazem, a domótica, é assim, um conjunto multidisciplinar de aplicações integrado

às residências sendo capaz de aumentar a qualidade de vida de quem nelas

habita.

Esta proposta integradora busca dar resposta às necessidades do homem,

que podem ser agrupadas em três grupos:

a) As necessidades de segurança que estão relacionadas com:

• A qualidade do ar;

• A prevenção de acidentes físicos e materiais;

• Assistência à saúde;

• A segurança contra intrusos.

b) As necessidades de conforto ambiental as quais implicam na criação

deum meio ambiente agradável:

• Conforto térmico;

• Conforto acústico;

• Conforto visual;

• Conforto olfativo;

• Conforto espacial.

c) As necessidades de conforto de atividades facilitando os hábitos

cotidianos:

• Para dormir;

• Para alimentar-se;

• Para cuidar-se;

• Para manutenção (dos locais e dos materiais);

• Para comunicar-se;

• Para entreter-se (divertir-se);

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• Para trabalhar.

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4 METODOLOGIA E DESCRIÇÃO DOS ESTUDOS A SEREM

REALIZADOS

Fluxograma é um tipo de diagrama, e pode ser entendido como uma

representação esquemática de um processo, muitas vezes feito através de

gráficos que ilustram de forma descomplicada a transição de informações entre os

elementos que o compõem. Podemos entendê-lo, na prática, como a

documentação dos passos necessários para a execução de um processo

qualquer. É uma das Sete ferramentas da qualidade. Muito utilizada em fábricas e

indústrias para a organização de produtos e processos.

O Diagrama de fluxo de dados (DFD) utiliza do Fluxograma para

modelagem e documentação de sistemas computacionais.

As imagens a seguir descrevem os diagramas de fluxo de dados, utilizado

para modelagem da linguagem C, para programação do Arduino:

a) Sistema de alarme

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b) Iluminação externa

c) Automação da ventilação

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d) Sistema garagem

4.1 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÕES

Para comunicação entre dois Arduinos, foi implementado o protocolo I²C.

Sua conexão é realizada utilizando os pinos A4 para o sinal SDA (dados) e A5

para o sinal SCL (clock). A biblioteca que implementa o protocolo I²C no ambiente

Arduino é denominada Wire.

I²C (Inter-Integrated Circuit) é um barramento serial multi-mestre, utiliza

apenas duas vias bidirecionais de dreno aberto, Dados Seriais (Serial Data - SDA)

e Clock Serial (Serial Clock - SCL).

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O micro controlador do Arduino implementa internamente os resistores pull-

up requeridos pelo protocolo I²C (normalmente de 1,5 kΩ); no entanto, é

interessante colocar 2 resistores de 10 kΩ; o comprimento máximo dos cabos que

levam os sinais I²C para as placas periféricas é de 1 metro, em função da

capacitância.

Diagrama esquemático da ligação do protocolo I²C entre dois Arduinos

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4.2 CRONOGRAMA

EtapasMeses

MARÇO ABRIL MAIO JUNHO

Pesquisa de referências bibliográfica

10h 12h 6h

Estudo sobre domótica 32h 30h 12h

Estudo sobre eletrônica digital 20h 20h

Construção e simulação dos algoritmos

30h 24h 12h 60h

Revisão da metodologia 6h 20h

Revisão final 48h

Entrega do trabalho

4.2 DURAÇÃO DO PROJETO

Quatro (4) meses

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5 INFRA-ESTRUTURA

Componentes utilizados:

Digital IR Receiver Module Digital Buzzer Module

SRF05 UltraSonic Sensor LM35 Linear Temperature Sensor

Ambient Light Sensor Arduino Motor Shield

5.1 INFRAESTRUTURA DISPONÍVEL

Sensor Tx/Rx infravermelho;

Módulos a rele;

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Sensor de Ultrassom;

Escudo de Motor 2A para Arduino;

Arduino Uno DFR0109 2;

Sensor de ajustes para Arduino;

Buzzer digital modulado;

Fonte variável PS-6000 30V / 6A;

Resistores 220Ω, 470Ω, 1 kΩ, 10 kΩ;

Transistor TIP 120;

Opto acoplador 4N25;

5.2 ARDUINO UNO

É uma plataforma de hardware livre, baseado no micro controlador Atmel

AVR (ATmega328). Possui 14 pinos de entrada/saída digitais (dos quais 6 pode

ser usado como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um oscilador de cristal de

16MHz e conexão USB. Uma linguagem de programação padrão, na qual tem

origem em Wiring, e é essencialmente C/C++.

Características:

• Micro controlador ATmega328

• Tensão operacional 5 V

• Tensão de alimentação (recomendada) 7-12 V

• Tensão de alimentação (limites) 6-20 V

• Pinos I/O digitais 14 (6 PWM)

• Pinos entradas analógicas 6

• Corrente por I/O 40 mA

• Corrente 3.3 V 50 mA

• Memória Flash 32 KB

• SRAM 2 KB

• EEPROM 1 KB

• Frequência clock 16 MHz

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Vista de cima do Arduino UNO.

O Arduino pode ser alimentado pela porta USB ou por qualquer fonte de

alimentação externa, onde a fonte de alimentação é selecionada

automaticamente.

A alimentação externa pode ser tanto de uma fonte ou de uma bateria. A

fonte pode ser conectada com um plug de 2,1 mm (centro positivo) no conector de

alimentação.

Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos nos pinos GND (terra) e

Vin (tensão de entrada) do conector de alimentação.

Cada um dos 14 pinos digitais pode ser usado como uma entrada ou saída,

usando as funções pinMode(), digitalWrite() e digitalRead(). Eles operam em 5 V.

Cada pino pode fornecer ou receber uma corrente máxima de 40 mA e tem um

resistor interno pull-up (desconectado por padrão) de 20-50 kΩ.

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6 RESULTADOS ESPERADOS

O principal ponto do trabalho a ser destacado foi o levantamento de

requisito para implementação do protótipo por meio de micro controlador e estudo

bibliográfico. A pesquisa proporcionou a adequação ao tema automação

residencial e programação, dando visão das funções a serem desenvolvidas e

dos objetivos a serem atingidos.

Selecionando o que melhor aplica-se em um projeto automatizado,

considerando suas particularidades em uma escolha de um sistema domótico

adequado que pode proporcionar economia no custo de implantação, criar

facilidades para a instalação e para as possíveis expansões do projeto.

O projeto apresentou os resultados esperados. O software protótipo foi

desenvolvido com as funcionalidades previstas (abertura de portões / garagem,

iluminação interna e externa da casa, climatização e dispositivos de segurança).

A domótica pode oferecer instrumentos para tornar os lares mais

confortáveis, seguros, práticos, eficientes e econômicos, assim, contribuindo

substancialmente para o atendimento à população de idade avançada e às

pessoas portadoras de necessidades especiais.

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7 REFERÊNCIAS

ALVES, José Augusto; MOTA, José. Casas Inteligentes. Edições Centro Atlântico, 2003.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL. Tudo sob Controle. Revista Luminère Disponível em: <http://www.aureside.org.br>.

BOLZANO, Caio Augusto Morais. Residências Inteligentes - Um Curso De Domótica, Redes Domesticas e Automação Residencial. Editora LDF, 2004.

DIAS, César Luiz de Azevedo. Domótica: Aplicabilidade às edificações residenciais. Dissertação de mestrado, Universidade Federal Fluminense, 2004.

DIAS, César Luiz de Azevedo Domótica: Aplicabilidade e Sistemas de Automação Residencial. Disponível em: <http://essentiaeditora.iff.edu.br/index.php>

WIKIPÉDIA. Disponível em: <http://www.wikipedia.com>

MOLINA, Alan Vieira, JUNIOR, Danilo Lopes Porto, Silva, Paulo Henrique: Domótica - Do Controle ao Desenvolvimento Pratico do Projeto. Disponível em: <http://fabricio.unis.edu.br/PCC/Domotica.pdf>

BANZI, Massimo. Getting Started with Arduino. First Edition, O’Reilly. 2009.