Ambientes Inteligentes
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- Marcos Faria Malheiro
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1 Ambientes Inteligentes APRESENTAÇÃO Com a grande inovação tecnológica e a evidente demanda por segurança e comodidade, o gerenciamento de todos os processos e máquinas que nos rodeia torna-se indispensável. Em 1914, Henry Ford dá início a linhas de produção em massa, automatizando a produção de carros e melhor gerenciando cada etapa da produção para que o produto final fosse produzido mais rapidamente e em maior quantidade. Naquela época a segurança de funcionários, a redução de custos e o monitoramento nessas linhas de produção não eram prioridade, porém, foi o pontapé para que os processos fossem melhorados e hoje resultou na segurança de pessoas e equipamentos e na comodidade e facilidade de monitorar, gerando estatísticas e melhorias proporcionais. Para que todo o processo seja possível, sensores e atuadores, que são a base para este tipo de monitoramento, tornam possível a interação com o ambiente. Indústrias e residências se rendem a este tipo de serviço para manter todo o controle disponível, principalmente quando se está distante dos processos controlados. O projeto é um dos protótipos para automação residencial que visa demonstrar como uma casa pode ser controlada através de comandos de voz ou através de um simples click de um botão. PROBLEMÁTICA Com o aumento da violência, a automatização em sistemas de segurança vem crescendo de forma bastante significativa. Na indústria, o maior problema é a segurança dos seus operários e equipamentos; a busca pela comodidade e praticidade nas famílias está fazendo com que investimentos em ambientes residências aumentem a cada dia, contando com o interfaceamento automático e a tomada de decisões derivante de situações ocorridas, assim como é praticado pelos PLC s. Controlar a abertura de um portão, acionar o acendimento de lâmpadas e outras atividades são alguns recursos possíveis através da automatização em ambientes. OBJETIVOS O objetivo principal é modificar ambientes seja ele de trabalho ou residencial proporcionando maior praticidade nas atividades ali executadas, visando, principalmente, o melhor aproveitamento dos recursos antes usados, sejam eles trabalhos manuais, monitoramento ou acionamento de equipamentos de risco, ou simplesmente o ligar e desligar de uma lâmpada e aparelhos domésticos. Deixando o ambiente mais confortável e seguro. O ato de acender lâmpadas e controlar a temperatura automaticamente, o acionamento de portão com
2 comandos de voz, por celular, via cartões com tecnologia NFC, ainda pouco aplicado no mercado e até pela identificação do veículo não são mais cenas vistas apenas em filmes. Iremos mostrar como é possível ter estes tipos de serviço a baixo custo e acessível ao usuário comum devido à alta disponibilidade de tecnologia para a sociedade, e que poderá ser controlado através de painéis configuráveis, através de celulares e até por simples controle remoto, como os das TV s. Toda essa reconfiguração de ambiente tem foco na economia de energia e água, recursos que estão ficando cada vez mais caros. O próximo passo será gerenciar ações rotineiras, como marcar a hora de chegada das pessoas e guardar informações do que é costumeiro fazer; Exemplo: Já é possível identificar qual a pessoa que chega e que horas a mesma chega, se a pessoa chega sempre as 22h e liga a luz da sala e a TV em pelo menos 80% das vezes, então o sistema irá guardar esta ação e executar automaticamente quando esta pessoa chegar. METODOLOGIA Esse projeto terá a implementação de técnicas de automatização para ambientes residências. Com a utilização de microcontrolador e atuadores serão desenvolvidos suportes para melhorias nas residências. COMO FAZER: Com técnicas simples e com o uso do microcontrolador arduino, torna-se muito fácil a montagem do protótipo. Para a base do projeto foi utilizado papelão reciclado de caixas, com espessura maior que as caixas comuns. Para colar, utilizados cola especial para madeira. Ela serve para fazer a caixa para organizar os circuitos e fios. Todos os comandos são dados a partir de um aplicativo android que se comunica através do bluetooth. Disponível para download no link: usp=sharing. E para controle da abertura da porta usamos a tecnologia NFC a partir dos cartões da faculdade.
3 Para facilitar a utilização do arduino uno com os demais materiais utilizados, um shield foi confeccionado; a 1ª versão foi feita para suportar especificamente os materiais utilizados mas o projeto cresceu durante a semana de montagem e foi preciso utilizar o arduino mega devido a quantidade de portas suportadas.
4 O controle do portão é feito através de um motor servo 9g. O controle da porta também é feito através de um motor servo, só que a referência é diferente: Um motor DC ficou responsável por movimentar a cortina, usando um shield ponte H:
5 Colocamos um circuito relé dentro do suporte da lâmpada para não precisar fazer nova fiação, devido a este projeto não possuir uma central de comandos físicos ainda. Esta lâmpada é ligada diretamente em 110/220v. Foi colocada uma porta lógica para que eu pudesse controlar através do comando de dois botões localizados na casa. Exemplo: Um quarto pode possuir dois interruptores para a mesma lâmpada, caso não tenha um sistema via voz, vc pode colocar um interruptor perto da cama e um na saída/entrada do quarto.
6 A implementação para controlar a irrigação das plantas foi feita através de um esguicho retirado de um carro usado. O aproveitamento da água da piscina, ainda não implementado, foi pensado para irrigar as plantas ao filtrar o cloro. Ainda não implementado pois estamos desenvolvendo um filtro para limpar a água, deixando-a apta para esta tarefa, afinal o cloro deixa o solo ácido, que é prejudicial às plantas, porém deixam as plantas livres de germes e micróbios como o mosquito da dengue que muitas vezes prejudica as plantações. Colocamos como tanque a garrafa de smirnoff e para compor a piscina foi colocado um pote que vem o pão de queijo. Ainda não implementado, também temos o sensor de gases inflamáveis e fumaça (MQ-2) para maior segurança na cozinha ou qualquer área que possa ter o risco de vazamento de gases ou ter sinais de fumaça como forma de risco.
7 Projeto sendo montado: A LÓGICA DA PROGRAMAÇÃO A garagem cabe dois carros, ou melhor, coube dois mini-robôs. A cada ativação da abertura do portão, a luminosidade é verificada e acende ou não o led que está na garagem. A luz do quarto também segue esta lógica; Ao enviar o comando de acender a lâmpada, é verificada a luminosidade. A cortina não está funcionando com a lógica esperada, o mais viável é que ela contabilize quanto a cortina foi aberta ou fechada para percorrer apenas a dimensão dela. Atualmente, ela apenas abre, fecha ou para mas não verificada se já está aberta, meio aberta. O esguicho também será programado de acordo com um estudo ainda a ser feito para irrigar em um tempo adequado a depender da temperatura e umidade do ar. O sistema de temporizador já está feito, só falta defini-lo corretamente com o pessoal de engenharia ambiental. O cooler tem a função de ligar quando a temperatura aumenta e desligar quando a mesma diminui.
8 PROGRAMAÇÃO Pinos da programação
9 O código está comentado, caso tenha dúvidas, pode entrar em contato através do O projeto da confecção da placa foi feito no Proteus 8 e está disponível para download em anexo. Os pinos do NFC não foram linchados devido a indecisão referente ao tempo. Pois talvez não desse tempo de implementar, mas deu! A programação também está em anexo. Caso não possua as bibliotecas, elas são encontradas facilmente no google.
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