Renato Leme Alves

Sou estudante de Engenharia Elétrica, vou falar um pouco de nosso conteúdo de estudo, a Engenharia Elétrica é o ramo da ciência que estuda os fenômenos da energia elétrica e do magnetismo para a construção de máquinas e equipamentos úteis para a humanidade equipamentos de comunicação, usinas de energia, sistemas de distribuição, circuitos eletrônicos, dentre outros. A Engenharia Elétrica se divide em dois grandes ramos: Eletrônica e Eletrotécnica. As principais diferenças entre estas duas áreas está no foco.
Enquanto a Eletrônica lida com equipamentos de alta tecnologia, sensibilidade e precisão tais como circuitos elétricos e sistemas de comunicação, a Eletrotécnica lida com sistemas grandes, pesados e essenciais tais como usinas de produção de eletricidade, motores elétricos e sistemas de transmissão elétrica, você está preparado para projetar equipamentos elétricos e eletrônicos que vão ser usados em novos produtos, você tem organização, disciplina e raciocínio lógico suficiente para entender conceitos complexos e de alta tecnologia.

Domótica: Automação Residencial

Messias de Oliveira Santos
Renato Leme Alves
Walmir Barbosa de Castro 

Projeto Integrador do curso de Engenharia Elétrica, Módulo Eletrônica Industrial - Centro Universitário Eniac

Professor: Fabio Vieira Santos 

Professor / Orientador

Resumo

A Domótica é uma tecnologia recente que permite a gestão de todos os recursos habitacionais, a domótica utiliza vários elementos, e uma forma sistêmica vai aliar as vantagens dos meios eletrônicos aos informáticos, de forma a obter uma utilização e uma gestão integrada dos diversos equipamentos de uma habitação, automação é programar tarefas diárias de uma forma automática permite reduzir o tempo gasto em rotinas e até permitindo acordar um pouco mais tarde, irrigação inteligente aspiração central, iluminação utilizado os módulos e aparelhos apropriados permite-lhe gerir os gastos de eletricidade, através das funções de regulação de intensidade controlo da Iluminação, climatização, programação de horários para ativar/desativar equipamentos de aquecimento, ventilação ou o ar condicionado, permitindo manter um nível de conforto. 

Pensando nisso desenvolvemos um  projeto para apresentar no final do semestre letivo, com o objeto de expor nosso conhecimento adquirido em sala de aula.

O trabalho consiste na automação residencial e controle de luz ambiente de uma casa, utilizando vários recursos e conceitos da domótica, para isso utilizaremos o conceito adquirido em todas as disciplinas do módulo corrente do curso a automação será controlada pelo software Elipse SCADA, onde junto com a programação realizada no software Arduíno, farão a interface com o usuário, onde fará o acionamento da luz (liga desliga) e o controle da iluminação, que será acionado pela placa Arduíno com o auxílio de um módulo de potência, essas são apenas algumas maneiras de se utilizar a domótica no nosso dia a dia, aqui representaremos alguns conceitos que farão nosso público alvo, mudar a maneira de imaginar o controle de sua residência.

Introdução

A Domótica é o último elemento que rentabiliza o sistema, simplificando a vida diária das pessoas, satisfazendo as suas necessidades de comunicação, de conforto e segurança.
Apesar de ainda ser cara e pouco conhecida e divulgada, mas pelo conforto e comodidade que pode proporcionar, a domótica promete vir e fazer uma grande revolução no mercado. Desta forma permite o uso de dispositivos para automatizar as rotinas e tarefas de nossas casas, tornando a nossa estadia domiciliar cada vez mais aconchegante e moderna.
O projeto de automação prevê todos os pontos de comunicação (Internet, telefone e TV), todos os pontos de áudio (som ambiente e home theater), todas as cargas que deverão ser controladas (luzes, cortinas, banheiras, Portas, etc.), a posição de todos os quadros de controle, lógicos e de automação, a posição de todas as tomadas e da central de aspiração e muitos outros itens que são estabelecidos com base na pesquisa de interesses realizada com sua família antes da execução do projeto, para obter uma vida mais confortável, mais segura e até mais divertida, vem permitir que as tarefas mais rotineiras e aborrecidas fossem executadas automaticamente. No manuseamento do sistema poderá fazê-lo de acordo com as suas próprias necessidades no dia a dia.

O Arduino pode ser utilizado para desenvolver objetos interativos independentes, ou pode ser conectado a um computador, a uma rede, ou até mesmo à Internet para recuperar e enviar dados do Arduino e atuar sobre eles. Em outras palavras, ele pode enviar um conjunto de dados recebidos de alguns sensores para um site, dados estes que poderão, assim, ser exibidos na forma de um gráfico.

O Arduino e uma placa muito usada para fins acadêmicos, podendo realizar a automação de projetos eletrônicos por qualquer pessoas que tenha um conhecimento básico de seu funcionamento e programação. Descoberto o Arduino em 2008, enquanto procurava formas de conectar um sensor de temperatura a um computador e criar um detector de nuvens para seu outro hobby.

A linguagem C é considerada de propósito geral, ou seja, é uma linguagem capaz de ser usada para praticamente qualquer tipo de projeto. É extremamente portável, ou seja, um programa escrito em linguagem C pode ser facilmente usada em qualquer plataforma. Utilizando linguagem C podemos criar sistemas operacionais, aplicativos de todos os tipos, drivers e outros controladores de dispositivos, programar micro controladores, e etc. Além de toda essa flexibilidade, C é capaz de gerar programas extremamente rápidos em tempo de execução, possui uma síntese simples e poderosa, com instruções de alto nível.

Software de supervisão Elipse Scada um sistemas classificam-se em SCADA (Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados). O SCADA é constituído por toda a instrumentação e comunicação utilizada no sistema de controle e automação. Os sistemas HMI são aplicados em chão de fábrica, onde há a necessidade de acesso local à interface e robustez. SOFTWARE ELIPSE SCADA foi desenvolvido pela empresa brasileira Elipse Software é um sistema de supervisão e controle de processos desenvolvido para atender os atuais requisitos de conectividade, flexibilidade e confiabilidade, sendo ideal para uso em sistemas críticos. Com uma arquitetura de operação em rede que compõe um verdadeiro sistema multicamadas, o software oferece uma plataforma de rápido desenvolvimento de aplicações, alta capacidade de comunicação e garantia de expansão, preservando os investimentos. A solução permite a comunicação com inúmeros protocolos e equipamentos, podendo acomodar tanto os sistemas locais quanto os geograficamente distribuídos. 

Objetivo

O objetivo deste trabalho é a automação residencial utilizando o controle de acionamento das lâmpadas de uma residência, que será acionado pela interface hardware Arduíno e software elipse Scada. O processo de automatizar uma atividade apresenta inúmeras vantagens: precisão de ligar e desliga, controlando a iluminação, disponibilidade de trabalhos, aumento de qualidade entre outras. A automação desde a Revolução Industrial tem mudado constantemente a vida da indústria, tornando a mais competitiva, flexível, diminuindo custos, etc. Além disso, tarefas que eram realizadas por seres humanos com algum risco estão a cada dia diminuindo com a automação de máquinas, a partir daí começamos a levar isso para dentro de nossas casas com a domótica.

Desenvolvimento 

Para o desenvolvimento do projeto, começamos a traçar todas as nossas metas no cronograma inicial e focar sempre nos prazos para não atrasar o andamento e a apresentação final, que é nosso principal objetivo, onde apresentaremos um controle liga desliga automatizada e controlada pelo software Elipse SCADA e o controle de iluminação de uma casa, que também será controlado por este software. Como no semestre com a mudança de turma o grupo era composto por três integrantes, resolvemos nos reunir no na faculdade, para alinharmos as informações do novo projeto e decidirmos como seriam compostos os novos grupos e como cada um poderia colaborar. Nossa primeira reunião ocorreu no sábado, onde definimos algumas responsabilidades para cada integrante do grupo e começamos a esboçar a Maquete e o esboço do esquema elétrico de acionamento da lâmpada e como faríamos para posicioná-la melhor para apresentarmos no dia da banca final. Foi neste dia também que definimos os materiais a serem comprados e quem estaria comprando cada item para não sobrecarregar ninguém. Primeiramente decidimos por comprar o Arduíno Mega 2560, pois ele possui uma quantidade maior de pinos digitais e analógicos que o Uno. Compramos também a Maquete na internet. Nossa segunda reunião ocorreu após a aula, e assim fomos nos dedicando cada um para o desenvolvimento do projeto. Com os dados do projeto adquiridos pelo grupo e com o esboço do esquema elétrico de acionamento da lâmpada, começamos a desenvolver os cálculos elétricos, e por sua vez, acionará a lâmpada a fazendo ligar e desligar e o controle da iluminação.

Ao longo deste mês, entre uma reunião e outra, começamos a desenvolver as estruturas da programação a ser utilizada nos dois controles que teríamos que fazer, junto com o andamento das aulas, onde em cada aula descobríamos maneiras diferentes de executar algumas tarefas, como por exemplo, a utilização de módulos de potência para acionamento do motor de passo e da utilização do software que fará todo o controle do projeto, o Elipse SCADA, que junto com a programação que foi executada no Arduíno farão todos os controles requisitados e necessários. Foi assim que finalizamos a montagem das placas planejar a fixação das placas e acessórios que irá controla-la. Ficamos o restante do dia focado na programação para o acionamento e controle das lâmpadas. Neste dia também definimos todas as telas de integração e controle da Elipse SCADA. Tivemos algumas dúvidas para darmos continuidade na programação onde esclareceremos as duvidas em sala de aula, para depois prosseguirmos com a execução do projeto. Tiradas as dúvidas sobre as configurações das placas utilizadas e da programação realizada no Arduíno, voltamos todos nossos esforços para a continuidade do projeto. Em outro dia, foi o dia mais interessante do projeto, onde com todos os circuitos, maquete e programações finalizadas, podemos dedicar todo o tempo a acabamento e testes finais, concluindo assim nossa meta do semestre. 

Resultados

Nos primeiros testes de programação e confecção das Placas, tivemos algumas dúvidas, principalmente no circuito, assim fazendo a melhor escolha com o auxílio dos professores obtivemos sucessos tanto no desenvolvimento do projeto, quanto na programação do Arduíno. No início não conseguimos realizar a comunicação do Arduíno com a Elipse Scada. Já com todas as dúvidas esclarecidas, realizamos várias simulações, até que finalmente funcionou tudo corretamente.

Durante todo o processo de desenvolvimento do projeto, em cada etapa de sua realização, o grupo se agarrou a oportunidade de fazer um projeto em que nos agregaria não somente a nota desejada, mas também o conhecimento necessário para realizar algo que ajudaria em um problema do nosso dia a dia, a alta taxa de energia. Para que isso fosse possível não nos acomodamos apenas aos conteúdos passados em sala pelos professores, corremos atrás de sites, livros e estudos realizados por outros, para sabermos como se dava o funcionamento. Usamos como base o pensamento de não nos apegarmos a qualquer que fosse a informação adquirida, sempre teríamos que ir atrás de mais para comprovar sua autenticidade. Assim podemos dizer que isso nos fez engenheiros melhores, engenheiros que possam se destacar perante outros. 

 

Conclusões 

Com o aprendizado que obtivemos em sala de aula, com as pesquisas realizadas pelo grupo e com a ajuda dos professores, neste semestre estamos aptos a implementar a domótica no nosso dia a dia, e investirmos nessa tecnologia, que hoje são para poucos e vimos que pode ser acessível para qualquer um. Já começamos até a realizar algumas experiências em nossos lares, a fim de, nos aperfeiçoamos e estamos preparados para novos desafios do semestre que nos espera.

Referencias Bibliográficas

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172002000300006&lang=pt
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/57-artigos-e-projetos/6594-dimmer-art791
http://www.elipse.com.br/port/scada.aspx
https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

Livro Projetos com arduíno e andróid, Autor Simon Monk 

Livro Practical Arduíno: Cool Projects for Opem Seurce Hardware (Technology in Action) – Jonathan Oxer, Hugh Blemings