PROJETO DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO UM MICROCONTROLADOR DA FAMÍLIA 8051 E SUPERVISIONADO POR UMA PLATAFORMA DESENVOLVIDA NO ELIPSE E3

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1 Universidade Federal de Goiás Escola de Engenharia Elétrica e de Computação PROJETO DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO UM MICROCONTROLADOR DA FAMÍLIA 8051 E SUPERVISIONADO POR UMA PLATAFORMA DESENVOLVIDA NO ELIPSE E3 Charles de Souza Siqueira Pablo Pinheiro Batista Villas Boas Orientador: Prof. Dr. José Wilson Lima Nerys Goiânia 2011

2 Projeto de automação residencial utilizando um Microcontrolador da família 8051 e supervisionado por uma plataforma desenvolvida no Elipse E3 Monografia de Projeto Final apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Goiás, para obtenção do título de Engenheiro Eletricista. Área de concentração: Microprocessadores. Orientador: Prof. Dr. José Wilson Lima Nerys Goiânia P á g i n a

3 Projeto de automação residencial utilizando um Microcontrolador da família 8051 e supervisionado por uma plataforma desenvolvida no Elipse E3 Monografia defendida e aprovada em 19 de dezembro de 2011, pela Banca Examinadora constituída pelos professores. Prof. Dr. José Wilson Lima Nerys Prof. Me. Wanir José Medeiros Júnior Prof. Dr. Lourenço Matias 3 P á g i n a

4 AGRADECIMENTOS Aos nossos pais familiares pelo apoio dado durante os anos de curso. Ao professor, José Wilson Lima Nerys, pelo voto confiança para a orientação desse trabalho. 4 P á g i n a

5 SUMÁRIO LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS...7 LISTA DE FIGURAS...8 LISTA DE TABELAS...10 RESUMO...11 ABSTRACT INTRODUÇÃO OBJETIVOS HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Microcontroladores A família de Microcontroladores A comunicação serial da família MATERIAIS E MÉTODOS Interfaces entre Sistema e Usuário O Sistema de Supervisão e o Elipse E A Hierarquia no Elipse E Comunicação com o controlador Funcionamento do software de monitoramento Módulo de Controle Relé de Acionamento Fonte de Alimentação Outros dispositivos utilizados Circuito Integrado 74HC Circuito Integrado Circuito Integrado ULN Circuito Integrado MAX Sensor de Presença Proteus, o software de simulação RESULTADOS E DISCUSSÕES Inicialização do sistema Interrupção Externa Controle do motor da janela Simulações utilizando os softwares Proteus e Pequi P á g i n a

6 6.5. As placas de circuito Testes realizados com o Elipse E Teste Final CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS Código em linguagem Assembly do programa projetado P á g i n a

7 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ASCII CI PCB I/O LED ROM RAM m A V EEEC UFG American Standard Code for Information Interchange Circuito Integrado Printed Circuit Board Input/Output Diodo Emissor de Luz Read Only Memory Random Acess Memory mili Ampere Volt Escola de Engenharia Elétrica e Computação Universidade Federal de Goiás 7 P á g i n a

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Modelo de comunicação externa do microcontrolador Figura 2 Arquitetura Básica do chip Figura 3 Comunicação Serial do tipo RS Figura 4 Hierarquia no Elipse E Figura 5 Exemplo da utilização do comando de decisão If-Else...30 Figura 6 Exemplo da utilização do comando de decisão Select-Case...31 Figura 7 Tags de Comunicação Envia e SensorPresen...32 Figura 8 Tela definições do IOkit - ASCII...33 Figura 9 Tela de definições do IOkit Comunicação...34 Figura 10 Tela inicial de monitoramento...35 Figura 11 Tela de funções Opções...35 Figura 12 Tela de funções Exibir...36 Figura 13 Janela de definições do modo de operação...36 Figura 14 Tela de Monitoramento...37 Figura 15 Modelo da placa de controle...39 Figura 16 Relés de Acionamento...40 Figura 17 Fonte Chaveada de 5V...40 Figura 18 Circuito Integrado LM Figura 19 Fonte de Alimentação de 12V...41 Figura 20 Pinagem e Diagrama do CI74HC Figura 21 Pinagem do CI7404, chip de portas inversoras...43 Figura 22 Pinagem do CI driver ULN Figura 23 Diagrama e pinagem do CI MAX Figura 24 Sensor de Presença...45 Figura 25 Ambiente de simulação ISIS do software Proteus Figura 26 Ambiente de criação do PCB no software Proteus Ares...48 Figura 27 Modelo do ISIS usado para confeccionar a placa no Ares...48 Figura 28 Placa de Comando...51 Figura 29 Montagem final da placa da fonte...52 Figura 30 Placa de circuito impresso da fonte...52 Figura 31 Testes com o Hyperterminal do Windows XP P á g i n a

9 Figura 32 Testes com o Hyperterminal do Windows XP - Modo Manual...54 Figura 33 Testes com o Hyperterminal do Windows XP - Modo Automático...55 Figura 33 Maquete de apresentação - Visão Frontal...56 Figura 34 Maquete de apresentação - Sala de Espera...57 Figura 35 Maquete de apresentação - Entrada P á g i n a

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Modos de funcionamento do canal serial...21 Tabela 2 Tabela de funções da plataforma P á g i n a

11 RESUMO Este projeto consiste na implementação de um circuito que controla dispositivos em uma residência, consultório ou qualquer ambiente de uso doméstico. O objetivo inicial é utilizá-lo na automação de consultórios médicos e odontológicos, mostrando sua aplicação no controle da iluminação ambiente bem como o controle de dispositivos como ar condicionado e abertura e fechamento de janelas blindex e etc. Para este controle foi desenvolvido uma plataforma de comunicação utilizando o - programa Elipse E3. A plataforma faz a comunicação do usuário com o sistema microcontrolado. Foram utilizados alguns equipamentos e componentes, dos quais os principais são: microcontrolador da família 8051, micro switches, sensores de presença e um microcomputador. O sistema fará o controle automático ou manual de alguns dispositivos da entrada e recepção de um consultório odontológico. Ele informará aos responsáveis sobre a chegada de uma pessoa e fará o acionamento dos dispositivos de acordo com a conveniência, considerando o modo de operação escolhido. Estes por sua vez, são definidos pelo usuário considerando as condições climáticas. O programa Elipse fará monitoramento e enviará as instruções à placa de controle via comunicação serial/serial ou usb/serial. Durante a operação do sistema todos os passos poderão ser visualizados na tela de um computador através de animações programadas. Palavras-chave: Automação residencial/comercial de pequeno porte, Microcontrolador 8051, Elipse E3, Comunicação Serial RS232, Fonte chaveada, relés. 11 P á g i n a

12 ABSTRACT This project is about the implementation of a circuit that controls the devices in a home, office or any environment for domestic use. The initial goal is to use it in the automation of medical and dental office, showing its application in control of ambient lighting as well as control devices such as air conditioning and opening and closing blindex windows, etc. For this control was developed a communication platform using the program Elipse E3. The platform makes the user's communication with the system controlled. We used some equipments and components, of which the main ones are: 8051 microcontroller family, micro switches, occupancy sensors and a microcomputer. The system will control automatically and manually some devices in a dental office. He will inform those responsible, the arrival of a person and make the drive device according to convenience, considering the chosen mode of operation. These in turn are defined by the user considering the weather conditions. The Elipse program will monitor and send the instructions to control board communication via serial/serial or usb/serial. During system operation every step could be viewed on a computer screen by programmed animations. Keywords: Automation residential/ small business, microcontroller 8051, E3, Serial Communication RS232, Power switches, relays 12 P á g i n a

13 1. INTRODUÇÃO A sociedade moderna tem vivido em meio a constantes avanços tecnológicos no campo da automação. A cada dia, automatização vem se tornado ferramenta indispensável na vida das pessoas. Após o surgimento da Automação Industrial, período anterior à criação dos famosos Controladores Lógico-Programáveis (CLP s), houve um crescimento no mercado de automação de pequeno porte. Introduziu-se o uso de microcontroladores diversos, com o objetivo de fomentar um luxo impulsionado pelo desenvolvimento econômico que aumenta o poder de aquisição das pessoas. A automação comercial e residencial se mostra um mercado cada vez mais promissor e interessante. E uma vez a sociedade tende a esse caminho, não há volta, pois a tendência é de que a automação seja peça essencial na vida de qualquer indivíduo moderno. Esse projeto baseou-se na idéia de automação de pequenos sistemas residenciais e comerciais. Ele foi desenvolvido utilizando um microcontrolador da família 8051 e sua supervisão realizada por uma plataforma desenvolvida no software Elipse E3. Um exemplo de aplicação são consultórios médicos e odontológicos. Existem no Brasil milhares desses consultórios. Por questões econômicas, muitos deles possuem um único funcionário trabalhando como auxiliar de consultório e recepcionista. Assim há necessidade dele se omitir do ambiente de recepção para fazer o auxílio no consultório. Isto deve acontecer sem que se perca o controle dos clientes que adentrem o ambiente de recepção do consultório. Toda esta situação pode ser otimizada com a implantação de sistema de automação residencial/comercial de pequeno porte, semelhante ao apresentado neste projeto. 13 P á g i n a

14 2. OBJETIVOS O projeto desenvolvido visa demonstrar uma aplicação simplificada da automação residencial em consultórios dentários de pequeno porte. O ambiente simulado será um consultório de um odontólogo, que dispõe de uma secretária assistente. Foi desenvolvido um sistema utilizando o microcontrolador da família 8051 para receber instruções via entrada serial, vindas de um computador usando uma interface desenvolvida no programa Elipse E3. O microcontrolador 8051 deverá receber as instruções e executá-las controlando relés de acionamento. São realizadas leituras da entrada serial, e os bytes recebidos são comparados com os números hexadecimais de 41H ao 51H. Após a identificação destes números, o microcontrolador determina quais dispositivos serão acionados. 14 P á g i n a

15 3. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL A automação residencial e predial originou-se dos conceitos utilizados em automação industrial. Porém, em virtude da diferente realidade entre o uso dos dois tipos de arquiteturas, têm sido criadas tecnologias dedicadas para ambientes onde não se dispõe de espaço para grandes centrais controladoras e pesados sistemas de cabeamento. No entanto, no ambiente residencial não são necessárias lógicas complexas ou um grande número de sensores e atuadores para monitoramento de processos, porém são exigidos diversos tipos de interfaces, associadas à dispositivos de controle versáteis e confiáveis, de acordo com a necessidade de cada cliente. Segundo a AURESIDE (Associação Brasileira de Automação Residencial, 2011), a década de 70 foi considerada um marco na história da automação, quando foram lançados nos EUA os primeiros módulos inteligentes de automação, os chamados X- 10. O protocolo X-10 é uma linguagem de comunicação que permite que produtos compatíveis comuniquem-se através da linha elétrica existente. Para isso, não são necessários novos e custosos projetos de cabeamento. No mercado, existia uma gama enorme de produtos X-10, de diversos fabricantes. Pela sua característica básica, o sistema X-10 era recomendado para aplicações autônomas, não integradas. Uma de suas limitações era de operar apenas funções simples tipo liga/desliga e dimerização de luzes. É um sistema de fácil implantação, pois não precisa de intervenção. Em contrapartida, torna-se um sistema instável, visto que a rede elétrica pode ocasionar comportamentos falhos dos componentes seja por duplicidade de fase, falta de energia ou descargas eletromagnéticas. Outro empecilho para sua utilização em larga escala é sua baixa integração com os demais sistemas automatizados que utilizam cabeamentos dedicados (áudio, vídeo, alarmes). Porém, a tecnologia X-10 é apontada como a de maior sucesso comercial nessa década. O mercado americano foi o maior consumidor desta tecnologia onde se venderam dezenas de milhões de dispositivos X-10. Sua divulgação e simplicidade técnica fizeram com que estes dispositivos tivessem um baixo custo sendo facilmente adquiridos em vários locais. Já na década de 80, segundo AURESIDE (2011), com o desenvolvimento da informática pessoal (PC) com interfaces amigáveis e operações extremamente fáceis, novas possibilidades de automação surgiram no mercado. Porém, foi no final da 15 P á g i n a

16 década de 90 que ele se tornou o grande responsável pela vasta gama de novidades para o mercado da automação residencial. Algumas conquistas tecnológicas incorporadas ao nosso dia a dia, como o telefone celular e a Internet, despertaram no consumidor o gosto pelo conforto e a praticidade. Segundo o engenheiro José Roberto Muratori (Associação Brasileira de automação residencial, 2011), no Brasil ainda em seus primeiros passos, a automação residencial já envolve incorporadores, construtores, arquitetos e projetistas que oferecem várias opções para sistemas integrados em residências. A indústria de construção civil está começando a adequar seus projetos residenciais visando criar uma prévia infra-estrutura para uma possível implementação de um projeto de automação residencial. São constatadas consultas cada vez mais freqüentes de incorporadores imobiliários que desejam adotar soluções de tecnologia e sistemas em seus novos empreendimentos como: cabeamento estruturado para dados, voz e imagem, sistemas de segurança, áudio e vídeo, controle de iluminação, cortinas e venezianas automáticas, utilidades (como aspiração central, irrigação, piso aquecido e outras), o que aponta para um crescimento exponencial da oferta de novos imóveis preparados para receber automação. Pois, mais do que tecnologia por si só, a automação residencial, procura atender os aspectos tecnológicos que possam trazer mais conforto, economia e segurança ao usuário. Embora este seja um panorama otimista para o Brasil, é preciso atentar para algumas condições que podem dificultar o ritmo deste esperado crescimento. Conforme cita Marques (AURESIDE, 2011), as principais são: Falta de conhecimento específico dos projetistas: percebe-se um crescente interesse de arquitetos e projetistas pelo tema, no entanto muitos ainda se mostram inacessíveis às novidades e nem sempre contribuem positivamente no processo de melhoria dos projetos de infra-estrutura. Ausência da cultura da automação residencial entre os usuários finais, o que prejudica a percepção dos seus reais benefícios. Para afastar estas incertezas e reforçar os aspectos positivos da automação residencial, empresas brasileiras e profissionais têm se empenhado num trabalho de esclarecimento, divulgação e inovação, trazendo benefícios para este emergente mercado. 16 P á g i n a

17 4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4.1. Microcontroladores Os microcontroladores são circuitos integrados de baixo custo que contém em sua síntese: memória programável somente para leitura, que armazena permanentemente as instruções programadas; memória RAM, que trabalha armazenando variáveis utilizadas pelo programa; CPU, que interpreta e executa comandos desse programa. Existem também dispositivos de entradas e saídas, que tem a finalidade de controle de dispositivos externos ou de receber sinais pulsados de chaves e sensores. Possui temporizadores, contadores e canais de comunicação serial. Esse sistema diferencia os sistemas baseados em microcontroladores daqueles baseados em microprocessadores, onde normalmente se utilizam vários componentes para implementar essas funções. Em contrapartida, as CPUs dos microcontroladores são, em geral, menos poderosas do que a dos microprocessadores. A figura 1 mostra a comunicação do microcontrolador 80C51 com os dispositivos externos. Seu clock é mais baixo e o espaço de memória endereçável costuma ser bem menor. Com isso vê-se que a área de aplicação dos dois é um pouco distinta, o microcontrolador será usado em sistemas de menor complexidade e menor custo do que um sistema que exija a capacidade de processamento de um microprocessador. A programação dos microcontroladores é, em geral, mais simples do que a dos microprocessadores, ao menos no que diz respeito às exigências de conhecimento dos componentes periféricos. Isto acontece porque os periféricos on-chip dos microcontroladores são acessados de uma forma padronizada e integrada na própria linguagem de programação. Conforme o engenheiro GIANN BRAUNE REIS (2006, p. 8): Nos dias atuais os microcontroladores são elementos eletrônicos básicos para todos os engenheiros eletricistas, isso em função do seu grande número de aplicações. Com o avanço da tecnologia e a utilização da eletrônica digital por grande parte das empresas, o emprego dos microcontroladores vêm sendo muito requisitado para um melhor desenvolvimento da produção, diminuindo os custos e trazendo benefícios para as empresas que utilizam esse sistema. 17 P á g i n a

18 Figura 1: Modelo de comunicação externa do microcontrolador Considerando a relação custo/benefício, o uso dos microcontroladores não fica restrito somente às empresas de grande/médio porte, eles podem ser usados também em projetos eletrônicos, na substituição de vários componentes digitais, obtendo-se assim no final do projeto um melhor acabamento, pois o microcontrolador ocuparia um menor espaço físico, além de uma maior eficiência e praticidade. Alguns exemplos de sistemas onde os microcontroladores são aplicados são: Controle de semáforos; Balanças eletrônicas; Controle de acesso; Telefones públicos; Controle de carregadores de baterias; Inversores; Taxímetros; Eletrodomésticos em geral. Segundo Sousa (2001), O primeiro microcontrolador foi lançado pela Texas Instruments em 1972, o TMS 1000 de 4 bits, que inclui RAM, ROM e suporte a I/O em um único chip, permitindo o uso sem qualquer outro chip externo. Em 1977 a Intel lançou o microcontrolador 8048, que possuía memória de programa externa (ROM), e memória de dados interna de 256 kbytes (RAM). 18 P á g i n a

19 A família de Microcontroladores 8051 Existem no mercado muitos tipos de microcontroladores sendo o 8051 o mais popular, o seu sucesso se dá devido a vários motivos, como: Baixo custo; Facilidade de uso e versatilidade; Amplo suporte; Rápido e eficaz; Vários fabricantes; Aperfeiçoamento constante; Entre outros. Porém a sua maior vantagem é o fato do CI 8051 possuir um conjunto de dispositivos que compartilha os mesmos elementos básicos, tendo também um conjunto de instruções básicas. A figura 2 mostra a distribuição dos pinos da maioria dos chips da família Figura 2 - Arquitetura básica do chip P á g i n a

20 Diversos fabricantes produzem microcontroladores da família 8051 (Intel, AMD, Atmel, Dallas, OKI, Matra, Philips, Siemens, SMC, SSI). A Intel iniciou a produção do 8051 em Em 1982 foram produzidos 2 milhões de unidades, em 1985 foram 18 milhões e em 1993, 126 milhões. A tendência atual é uma participação crescente dos microprocessadores de 8 bits e uma diminuição da fatia de mercado dos microcontroladores de 4 bits. Além do 8051 propriamente dito, existem variantes como o 8031 (sem memória ROM interna e com apenas 128 bytes de memória RAM), o 8751 (4 kb de memória EPROM) e o 8052 (8 kb de memória ROM, um terceiro timer e 256 bytes de memória RAM). Com exceção dessas diferenças, os modelos citados são idênticos. Em destaque as suas principais características: Freqüência de clock de 12 MHz, com algumas versões que alcançam os 40 MHz; Memória de dados externa podendo alcançar até 64 kb; Memória RAM interna de 128 bytes; Memória de programa configurável de duas formas mutuamente excludentes. Sendo 4 kb internos (ROM no 8051 e EPROM no 8751) e mais 60 kb externos; Possui 4 (quatro) portas bidirecionais de I/O, cada uma com 8 bits individualmente endereçáveis; duas dessas portas (P0 e P2) e parte de uma terceira (P3) ficam comprometidas no caso de se utilizar qualquer tipo de memória externa; Possui 2 (dois) temporizadores /contadores de 16 bits; Contém um canal de comunicação serial, utilizando comunicação RS232. O chip é equipado com cinco fontes de interrupção (dois timers, dois pinos externos e o canal de comunicação serial) com dois níveis de prioridade selecionáveis por software; Ele opera com oscilador de clock interno. As características citadas são básicas e formam o núcleo da família 8051, que pode ser acrescido de uma ou mais das características especiais. 20 P á g i n a

21 A Comunicação serial da família 8051 A interface serial do microcontrolador 8051 conta com dois registradores de dados, um deles utilizado na transmissão e outro na recepção. O conjunto de instruções, contudo, referencia ambos pelo nome SBUF. A distinção entre eles é feita de acordo com a natureza da operação, escrita ou leitura. Desta forma, escrever SBUF implica no envio do byte escrito através da interface serial; analogamente, a leitura desse registrador retorna o último byte recebido. O controle do canal serial é feito pelo registrador SCON e pelo bit SMOD do registrador PCON. Os bits SM0 e SM1 do registrador SCON selecionam o modo de funcionamento, de acordo com a Tabela 1. Tabela 1 - Modos de funcionamento do canal serial. Fonte: Adaptado de Mays (apud GREENHALG), A - Modo 0 (SM0 = 0 e SM1 = 0) Este modo aciona a comunicação síncrona de palavras de 8 bits. As palavras são transmitidas e recebidas através do pino RxD, o que significa que, neste modo, apenas a comunicação half-duplex (HD, transmissão nos dois sentidos, mas não simultânea) é possível. O sinal de clock necessário para o sincronismo é enviado pelo pino TxD. A taxa de transmissão é fixa e igual a 1/12 da freqüência do clock do sistema. 21 P á g i n a

22 Nos demais modos, os dados são enviados através do pino TxD e recebidos através do pino RxD. Assim, esses modos permitem comunicação full-duplex (FD, transmissão simultânea nos dois sentidos). B - Modo 1 (SM0 = 0 e SM1 = 1) A palavra transmitida é composta por 10 bits: um start bit (nível lógico 0), oito bits de dados, e um stop bit (nível lógico 1). A taxa de transmissão é dada pela equação: Tx = (1) Onde SMOD é o bit 7 do registrador PCON e TH1 é o registrador mais significativo da contagem do timer 1. C - Modo 2 (SM0 = 1 e SM1 = 0) Cada palavra de dados é composta de 11 bits. O bit adicional enviado é o bit TB8 de SCON. Na recepção, é este bit que se lê em RB8. A taxa de transmissão pode ser escolhida entre 1/64 (SMOD = 0) ou 1/32 (SMOD = 1) da freqüência de clock do sistema. D - Modo 3 (SM0 = 1 e SM1 = 1) Igual ao modo 2, exceto pela taxa de transmissão, dada também pela equação (1). O bit SM2 do registrador SCON tem diferentes interpretações, dependendo do modo de operação selecionado. O modo 0, não tem qualquer efeito, devendo permanecer em zero, e o modo 1 inibe (SM2 = 1) ou habilita a geração de um pedido de interrupção da porta serial no caso da recepção de um stop bit inválido. Por fim, os modos 2 e 3, permitem habilitar a comunicação entre vários REN (Reception ENable) habilita a recepção. Quando está em 1, o primeiro start bit em RxD implica recepção de um dado em SBUF. 22 P á g i n a

23 TI é o bit de requisição de interrupção da transmissão. É setado pelo hardware após a transmissão do oitavo bit de dados quando no modo 0, e no início da transmissão do stop bit nos outros modos. O bit RI é o bit de requisição de interrupção na recepção. É setado pelo hardware no momento da recepção do oitavo bit de dados no modo 0, ou durante a recepção de um stop bit nos outros modos. TI e RI devem ser reinicializados pelas rotinas de tratamento das respectivas interrupções de modo a habilitar novas interrupções. A figura 3, mostra os tipos de conexões de cabos para comunicação serial do tipo RS com o microcontrolador da família Figura 3 - Comunicação serial tipo RS P á g i n a

24 5. MATERIAIS E MÉTODOS 5.1. Interfaces entre Sistema e Usuário Para que exista uma interação entre o usuário foi desenvolvido um programa com uma interface visual e estética e de fácil operação. A plataforma usada na criação desta interface foi o Elipse E3. O programa foi arquitetado para que o usuário opere o sistema facilmente, usando o mouse ou o teclado do computador com simples clique nos botões virtuais na tela de apresentação. Poderá ser escolhido pelo usuário os modos de operação manual, automático 1 e automático 2. No modo manual o operador acionará os dispositivos diretamente conforme decisão de sua conveniência, podendo acionar qualquer um dos dispositivos, sejam eles os dispositivos de iluminação, climatização e abertura da janela blindex. No modo automático 1 o programa opera considerando as condições climáticas de um dia quente. Desta forma, quando o sensor de presença da entrada detectar a chegada de cliente, ele aciona o fechamento da janela blindex, ligando a iluminação da entrada, sala de espera e lâmpadas decorativas dicróicas que iluminam quadros e espaços decorativos deste ambiente. Semelhante ao modo 1, o modo automático 2 aciona estes dispositivos considerando um dia com clima normal ou frio. Assim ele aciona as lâmpadas, abre ou mantém a janela aberta e não aciona os equipamentos de climatização. São enviados os bytes que serão interpretados como instruções pela plataforma de controle. Estas instruções são enviadas via USB/serial ou via serial/serial ao sistema de controle. O controle implementado utiliza um microcontrolador da família Esse controle consiste na recepção das instruções vindas da plataforma de interação, via comunicação serial RS232. Os bytes recebidos são interpretados como instruções pelo microcontrolador conforme os seguintes critérios: O número hexadecimal 41h, correspondente ao caractere ASCII A, que determina o modo de operação automático 1 para ser escolhido pelo usuário em dias quentes conforme sua conveniência. Neste modo, o programa aguarda o sensor de presença detectar alguma movimentação na entrada do consultório, esta informação chega via cabeamento ao pino P0.3 do 24 P á g i n a

25 microcontrolador. O microcontrolador aciona o grupo de lâmpadas controladas pelos relés 1, 2, 3. A janela blindex deverá ser fechada e a climatização ligada. O número hexadecimal 42h, que correspondente ao caractere ASCII B, determina o modo de operação automático 2 para ser acionado pelo usuario em dias normais ou frios. Neste modo o programa aguarda o sensor de presença detectar alguma movimentação na entrada do consultório. Esta informação chega via cabeamento ao pino P0.3 do microcontrolador. O microcontrolador aciona o grupo de lâmpadas usando os relés 1, 2 e 3. A janela blindex deverá ser aberta e a climatização deverá se manter desligada. Caso não se tenha optado por uma das duas configurações do modo automático, o programa seguirá no modo manual, conforme a seguir. O número hexadecimal 43h, correspondente ao caractere ASCII C que será enviado via comunicação serial para o programa Elipse avisando que a última instrução principal, que envolve a abertura e fechamento da janela, já foi executada e que poderá ser enviada uma nova instrução para o microcontrolador. Esta restrição visa evitar que alguma instrução enviada pelo computador via programa Elipse seja ignorada no momento da execução de outro procedimento. O número hexadecimal 44h correspondente ao caractere ASCII D e cancela o modo automático e retorna o programa para o início, podendo novamente optar pelo modo manual e escolher entre as duas possibilidades do modo automático. O número hexadecimal 45h, que correspondente ao caractere ASCII E, aciona a lâmpada da entrada da recepção do consultório e o número hexadecimal 4BH, caractere ASCII L desliga a mesma. O número hexadecimal 46h, que correspondente ao caractere ASCII F, liga a lâmpada da sala, e o número hexadecimal 4CH, correspondente ao caractere ASCII M, desliga esta lâmpada. 25 P á g i n a

26 O número hexadecimal 47h, correspondente ao caractere ASCII G, liga as lâmpadas dicroicas decorativas e o número hexadecimal 4DH, caractere ASCII N, desliga as lâmpadas. O número hexadecimal 48H, caractere ASCII H, liga o climatizador e o número hexadecimal 4EH, caractere ASCII O, desliga o equipamento. O número hexadecimal 49H, caractere ASCII I, liga o motor no modo de rotação direta (abre janela) e o hexadecimal 4AH, caractere ASCII J, desliga o motor com rotação invertida (fecha janela). O número hexadecimal 50H, caractere ASCII P, será enviado para o programa elipse via comunicação serial quando o sensor de presença detectar a presença de alguém na entrada do consultório. No modo manual, a subrotina de envio do caractere será acionada pela interrupção externa INT0 que está conectada ao sensor de presença. Operando em modo automático, o procedimento será realizado via monitoramento do pino P0.3, que está conectado ao sensor de presença, e enviado via serial. O número hexadecimal 51h, caractere ASCII Q, desliga todos os dispositivos. A Tabela 2 resume estas informações: 26 P á g i n a

27 CARACTERE CÓDIGO ASCII FUNÇÃO A 41H Modo automático 1 B 42H Modo automático 2 C 43H Avisa ao software que já pode enviar outra instrução D 44H Cancela o modo automático e volta para o inicio E 45H Liga lâmpada entrada da recepção F 46H Liga lâmpada da Sala G 47H Liga lâmpadas de decoração H 48H Liga o Ar condicionado I 49H Abre janela blindex J 4AH Fecha janela blindex L 4CH Desliga lâmpada da entrada da recepção M 4DH Desliga lâmpada da Sala N 4EH Desliga as lâmpadas de decoração O 4FH Desliga o Ar condicionado P 50H Avisa ao software sobre chegada de alguém na entrada Q 51H Desliga todos os dispositivos Tabela 2 - Tabela de funções da plataforma 5.2. O Sistema de Supervisão e o Elipse E3 A interface de monitoramento foi construída utilizando o programa Elipse E3, desenvolvido pela Elipse Software. Como um dos softwares mais populares e utilizados no ramo de automação, principalmente industrial (onde o número de processos monitorados exige uma rede complexa de parâmetros de controle), o Elipse E3 é baseado na plataforma VBScript da Microsoft, uma plataforma confiável e versátil. A grande vantagem da utilização do Elipse E3 é sua flexibilidade frente às novas tecnologias de controladores. Hoje, qualquer driver de comunicação, específico de 27 P á g i n a

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