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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.