DEMONSTRA‡ƒO DE AUTOMA‡ƒO RESIDENCIAL COM .DEMONSTRA‡ƒO DE AUTOMA‡ƒO RESIDENCIAL COM ARDUINO

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  • DEMONSTRAO DE AUTOMAO RESIDENCIAL COM ARDUINO

    Jos Domingos Da Silva Oliveira1

    Bruno Ramon De Almeida2

    Junior Marcos Bandeira3

    Resumo: O artigo em questo, demonstra automao residencial em uma plataforma alternativa chamada Arduino. A automao residencial, considerada uma tendncia, j uma realidade na vida das pessoas, e esse

    artigo visa apresentar um sistema mais acessvel, capaz de satisfazer necessidades peculiares de uma casa. Uma

    maquete foi criada para simular um ambiente residencial e demonstrar a possvel aplicao do Arduino em um

    sistema centralizado, relatando um conjunto de aes e informaes que podem ser executadas e extradas no

    ambiente que est sendo aplicada. Ao finalizar o desenvolvimento do projeto, o sistema de automao foi

    submetido a testes demonstrando estabilidade na disponibilizao e integridade dos dados coletados e segurana

    na execuo de aes solicitadas pelo usurio.

    Palavras chave: Automao residencial, Arduino, Sistema centralizado.

    Abstract: The article in question demonstrates residential automation on an alternative platform called Arduino. Residential automation, considered a trend, is already a reality in people's lives, and this article aims to

    present a more accessible system, able to meet the peculiar needs of a home. A model was created to simulate a

    residential environment and demonstrate the possible application of the Arduino in a centralized system,

    reporting a set of actions and information that can be executed and extracted in the environment being applied.

    At the end of the project development, the automation system was submitted to tests demonstrating stability in

    the availability and integrity of the data collected and security in the execution of actions requested by the user.

    Key words: Residential automation, Arduino, Centralized system.

    1. INTRODUO

    Automao, segundo o dicionrio (2015), trata-se de uma ou grupo de

    mquinas sob controle de um nico sistema centralizado, que permite efetuar

    operaes contbeis, estatsticas ou industriais sem interveno humana.

    A automao aplica-se a diversas situaes conforme a cada ambiente, assim

    como aplicada no setor industrial tambm aplica -se a residncias com inteno

    de auxiliar ou at mesmo dispensar o esforo humano (ALVES, MOTA, 2003).

    Na dcada de 1920 quando surgiram os primeiros eletrodomsticos a grande

    promessa seria que eles poupariam o tempo das pessoas em tarefas do cotidiano.

    Os fabricantes j usavam o termo casa do futuro, mas ainda hoje h dvidas por

    parte

    1 Autor Sistemas de Informao, Unibalsas Faculdade de Balsas, jose.tecnoinf@gmail.com.

    2 Orientador Professor de Sistemas de Informao Unibalsas Faculdade de Balsas

    3 Orientador Professor de Sistemas de Informao Unibalsas Faculdade de Balsas

  • 2

    de alguns quanto aos benefcios de interconectar cada eletrodomstico,

    permitindo o monitoramento e comando remoto de todos. Porm, a aceitao tem

    sido crescente no ambiente residencial ampliando benefcios como: Conforto,

    economia, preveno de acidentes e falhas de equipamentos, gerenciamento

    tcnico e segurana aos usurios. (ALVES, MOTA, 2003)

    Acredita-se que a Automao residencial no mais um item de luxo e sim

    uma necessidade (FRANCISCO, TREVISANI, 2013). Pensando desta forma

    possvel analisar que a melhor maneira de tornar acessvel a execuo dessas

    tarefas comuns seria apenas aproximando as pessoas dessas aes.

    Francisco e Trevisani (2013) afirmam que, na atualidade existem diversas

    plataformas utilizadas na automao residencial, uma das primeiras tecnologias

    que surgiram foi o X10, que funciona atravs de mensagens simplificadas

    tornando o protocolo leve, assim como os demais, Insteon e RedEye, que levam

    uma desvantagem por terem a arquitetura fechada dificultando a comunicao de

    dispositivos fabricados por terceiros e limitando possveis funcionalidades que

    possam somar significativamente em um projeto. Com a proposta de utilizar

    tecnologia de cdigo livre o Arduno destaca-se por sua compatibilidade e

    suporte a inmeras plataformas e seu baixo custo, com ele pode -se programar

    leds, displays, sensores e motores, tornando ilimitado as possibilidades de criar

    solues para diversos fins.

    Contudo, o objetivo dessa pesquisa demonstrar que possvel criar

    solues de automao residencial com Arduino, e partindo desse objetivo pode -

    se obter conhecimento de forma global sobre automao e o Arduino no decorrer

    do artigo. Para demonstrar como o Arduino se porta ao gerir uma casa, esse

    projeto utiliza uma maquete em MDF4

    de 3mm para simular um ambiente

    residencial e aplicar aes controladas pelo usurio e executadas pelo Arduino.

    2. AUTOMAO RESIDENCIAL

    A automao residencial tambm chamada de Domoti ca uma tendncia do

    sculo 21, (BOLZANI, 2004) afirma que conferir E-mails, acessar dados de um

    ERP5 e imprimir documentos so tarefas automatizadas, criadas pensando em

    poupar as pessoas de problemas simples para um mundo moderno e imediato. O

    4 (Medium Density Fiberboard) traduzido para portugus significa Painel de fibra de densidade mdia

    5 Sistema de Planejamento de Recursos Empresariais

  • 3

    autor acredita que a vida ser muito complicada se existir mais senhas, chaves e

    botezinhos, e a demtica da possibilidade de unificar o controle de

    equipamentos eltricos conectados entre si, permitindo controlar a residncia

    remotamente, poupa tempo, energia, dinheiro e principalmente, dar conforto.

    No geral cada aparelho eltrico exerce apenas sua funo isolada. Bolzani,

    (2004) acredita-se que a automao residencial quer quebrar esse conceito, e

    conectar esses dispositivos a partir de um controlador centraliza do, denominado

    Integrador conforme ilustra a Figura 1.

    Figura 1 - Conceito de automao residencial

    Fonte: Bolzani (2004)

    A infraestrutura domstica padro composta por funes independes , redes

    no compatveis, falta de uniformidade e equipamentos limitados, responsveis

    por problemas como: multiplicidade de rede e cabos, manuteno cara e

    complicada, impossibilidade de automao global e dificuldade de interligar

    novos servios e redes, Bolzani, (2004).

    A proposta de infraestrutura automatizada centralizada relaciona alguns

    pontos positivos citados tambm por Bolzani, (2004), entre eles est o maior

    conforto e automatizao de servio, barateamento de equipamentos e processos,

    simplificao da rede, acesso a informao de qualquer ponto da casa, economia

  • 4

    de energia e auxilio na administrao da residncia com constante superviso do

    conjunto de equipamentos.

    Banzi, (2011) deixou bem claro que o Arduino foi criado no intudo de

    motivar o conhecimento, mas sua capacidade de aplicao vai muito alm, e ao

    discorrer deste capitulo veremos o quanto a plataforma se adapta perfeitamente

    ao sistema de automao residncia proposto. Pois o Arduino uma plataforma

    de computao fsica de cdigo fonte aberto, tendo como base uma placa simples

    de entrada/sada, possibilitando acionamento de atuadores e sensores necessrios

    para colher informaes do ambiente residencial.

    3. PLATAFORMA ARDUINO E COMPONENTES

    O Arduino surgiu em 2005 na Itlia, segundo Mcroberts, (2011)

    especificamente na Interaction Design Institute (Instituto Designer de interao)

    na cidade de Ivrea. Desenvolvido pelo professor Massimo Banzi que procurava

    uma forma mais fcil e barata para seus alunos estudarem tecnologia , e aps

    discutir sobre o problema com o David Cuartielles (pesquisador visitante da

    Universidade de Malm) o Arduino nasceu.

    A primeira verso do Arduino foi construdo baseado no microprocessador

    ATMEGA8 com memria flash de 8Kb segundo Mcroberts, (2011), com

    constante evoluo para o mais popular e mais vendido, Arduino UNO.

    O Arduino tem uma dualidade segundo Medeiros; Guimaraes; Placco, (2013)

    uma combinao de hardware e software capaz de controla r as entradas e

    sadas. Medeiros; Guimaraes; Placco, (2013) continuam afirmando que o software

    gerado em uma IDE programada em Java. Mas no existe apenas uma verso do

    Arduino, existem alguns modelos oficiais e inmeros criados por terceiros, j que

    se trata de um projeto com cdigo fonte aberto. Nesta pesquisa abordada apenas

    uma verso oficial, o Arduino Mega 2560.

    3.1. Arduino Mega

    O Arduino Mega segundo Mcroberts, (2011), lanado anteriormente com

    microprocessador ATmega1280 foi atualizado para o ATmega2560 juntamente

    como Arduino Uno. O ATmega2560 capacitado com memr ia flash de 256KB.

    Mcroberts, (2011) faz uma descrio dos componentes da verso Mega,

    que foi criada afim de servir grandes projetos que necessitam de muitas entradas

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    e sadas, capaz de comportar uma grande quantidade de leds. A verso conta com

    quatro portas serial de hardware, 54 pinos digitais de in/out, 14 com capacidade

    de fornecer sada analgica PWM, e 16 pinos de entrada analgica. A

    comunicao de suporte para dispositivos I2C/TWI e SPI esto disponveis, alm

    de possuir um conector ICSP e um boto reset, para limpar a programao

    gravada no Arduino. Mcroberts, (2011) no deixar esquecer que o Arduino Mega

    possuir o chiset ATmega8U2, possibilitando cominao USB.

    Na Figura 02 demonstra o esquema de pinos e demais com