RELATÓRIO EXECUTIVO - Eletrônica Industrial

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Relatório Executivo de Projeto 
 Módulo de Eletrônica Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guarulhos 
2021 
 
 
Classificado como Uso Interno 
Bruno Alves dos Santos1 - 214972017 
Claudia Ermetti Jardim2 - 213062019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório Executivo de Projeto 
 Módulo de Eletrônica Industrial 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso 
Engenharia Elétrica do Centro Universitário 
ENIAC para a disciplina de Projeto de 
Eletrônica Industrial. 
 
Prof. Lucas Almeida Willenshofer / Sergio 
Fernandes de Freitas / Raimundo Santana. 
 
 
 
 
 
Guarulhos 
2021 
 
1 Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário ENIAC. e-mail: 214972017@eniac.edu.br 
2 Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário ENIAC. e-mail: 213062019@eniac.edu.br 
mailto:214972017@eniac.edu.br
mailto:213062019@eniac.edu.br
 
Classificado como Uso Interno 
RELATÓRIO EXECUTIVO DO PROJETO 
Módulo de Eletrônica Industrial 
 
Bruno Alves dos Santos3 
Claudia Ermetti Jardim4 
Sergio Fernandes de Freitas 5 
1. RESUMO 
Este artigo descreve o desenvolvimento de um projeto de automatização residencial, 
casa inteligente que contempla a montagem de uma maquete com diversos sensores, 
para demonstrar a possibilidade de prover soluções simples para melhorar a 
segurança e qualidade de vida das pessoas, como por exemplo: controle de 
luminosidade, temperatura e umidade. Monitoramento à distância de residências por 
meio de uma plataforma de controle conectado com a rede local e Internet. 
Compreende a utilização da plataforma de controle do Arduino Mega, como interface 
de controle com o usuário foi utilizado a plataforma Elipse Mobile Server, dotado para 
uso em Smartphones que possui o sistema operacional Android com a função de 
gerenciar todos os processos automatizados. Demonstrar os principais conceitos 
sobre microcontroladores. Englobando o aprendizado nas demais matérias do curso, 
como o estudo da automação, programação para computadores, dentro das 
aplicações empregue no projeto. 
Palavras-chave: Automação residencial. Arduino Mega. Elipse Mobile Server. 
 
 
 
3 Acadêmico do curso de engenharia elétrica do, Centro Universitário ENIAC. e-mail: 214972017@eniac.edu.br 
4 Acadêmico do curso de engenharia elétrica do, Centro Universitário ENIAC. e-mail: 213062019@eniac.edu.br 
5 Professor do curso de engenharia elétrica, Centro Universitário ENIAC. e-mail: sergio.fernandes@eniac.edu.br 
 
mailto:214972017@eniac.edu.br
mailto:213062019@eniac.edu.br
 
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2. INTRODUÇÃO 
Atualmente, a automação está sendo usada dentro do ambiente doméstico 
para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Os recursos tecnológicos disponíveis, 
abrem lugar para uma nova tendência de aplicações para automação residencial as 
casas inteligentes ou edifício inteligente. 
O conceito de domótica, introduzido na França nos anos 1980, refere-se à 
integração de diversas tecnologias no ambiente doméstico mediante o uso simultâneo 
de eletricidade, eletrônica, informática e telecomunicações. 
Seguindo esta linha, a justificativa deste trabalho, tem como finalidade a 
elaboração de um projeto de um sistema de controle de processos residências que 
estão presentes no cotidiano dos moradores como por exemplo: controle de acesso a 
residência, sensores de presença, luminosidade, temperatura, umidade e alarme 
residencial, todas estas funcionalidades podem serem feitas por meio de 
Smartphones, buscando como resultado melhorar aspectos como segurança, 
conforto, e, consequentemente, a qualidade de vida de seus moradores. 
 
3. OBJETIVOS 
Desenvolvimento do controle e o monitoramento em tempo real de uma 
residência automatizada a partir da própria ou de qualquer lugar que haja a 
disponibilidade de sistemas de comunicação móvel celular e de sinal de internet. 
Demonstrar que com recursos de eletrônica e de programação, existe a possibilidade 
de prover soluções simples para melhorar a qualidade de vida das pessoas com a 
utilização de tecnologias de baixo custo. 
 
Objetivos específicos 
Foi projetado uma automatização residencial e com a utilização de uma 
maquete equipada com uma série de componentes eletrônicos altamente 
tecnológicos e um software de desenvolvimento de aplicativos. 
 
 
 
 
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4. METODOLOGIA 
A metodologia adotada para este trabalho será um estudo através de artigos, 
livros e trabalhos relacionados a automação residencial. 
A pesquisa exploratória tem como base trazer um melhor entendimento sobre 
o problema, a fim de deixá-lo mais claro, essas pesquisas geralmente são realizadas 
através de levantamentos bibliográficos através de trabalho correlatos. 
 
 
5. DESENVOLVIMENTO 
Neste capítulo será apresentado todo o embasamento teórico que existe por 
trás do funcionamento dos processos para o desenvolvimento deste trabalho. A Figura 
1 demonstra como o sistema irá atuar de forma simplificada. 
 
Figura 1 – Projeto de automação residencial com interface Arduino. 
 
 
Fonte: Autores do projeto. 
 
 
O Smartphone, com sistema operacional Android, com a plataforma Elipse 
Mobile instalado, conectado à Internet ou à rede local, enviará o comando ao Arduino 
que será transmitido, e então o Arduino irá executar o comando dado pelo Smartphone 
diretamente no atuador a ser controlado. Ao mesmo tempo que o usuário atua usando 
 
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as funcionalidades do controlador, o Arduino monitora constantemente e 
automaticamente os processos, através dos sensores, como por exemplo, a medição 
da temperatura e da umidade local, informando ao usuário através da plataforma as 
condições em tempo real do ambiente. 
 
5.1 Arduino Mega 2560 
 
O Arduino foi desenvolvido na Itália, em 2005, pelo professor associado do 
“Interaction Design Institue Ivrea”, Massimo Banzi por seu desejo de ensinar 
programação aos seus alunos. Em razão de não existirem placas de custo acessíveis 
no mercado, Massimo decidiu criar uma placa pouco custosa que se assemelhasse à 
estrutura de um computador, nasceu então o Arduino que é uma plataforma de código 
aberto usada para a construção de projetos eletrônicos. (McRoberts, 2015). 
Consiste tanto de uma PCB física programável (muitas vezes referida como um 
microcontrolador) quanto de um software embarcado, ou IDE (Integrated Development 
Environment), que é executado no computador, utilizado para escrever e fazer upload 
de códigos do computador para a placa física. Em sua essência, devido as suas 
caracteristicas, o Arduino faz com que muitos projetos de eletronica sejam acessíveis 
a muitas pessoas que desejam aprender mais sobre eletrônica. 
A Figura 2 mostra o Arduino Mega 2560, o segundo com mais capacidade 
disponível já desenvolvido pela empresa ATMEL e também o que será usado neste 
trabalho. 
 
Figura 2 – Placa Placa do Arduino Mega 2560. 
 
Fonte: (ARDUINO, 2016). 
 
 
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O Arduino Mega 2560 é uma PCB baseada no microcontrolador ATmega2560. 
Ela possui 54 pinos digitais de entrada / saída dos quais 15 podem ser usados como 
saídas Pulse with modulation (PWM), 16 entradas analógicas, 4 UARTs (portas seriais 
de hardware), um cristal oscilador de 16 MHz, uma conexão USB, uma conexão Jack, 
um cabeçalho ICSP, e um botão de reset. 
Esta versão do Arduino, por ser a mais recente é compatível com a maioria das 
shields desenvolvidas para o Uno e os antigos projetos Duemilanove ou Diecimila. As 
características do sistema são as seguintes, segundo o site robocore (ROBOCORE, 
2019). 
 
Tabela 1 – Especificações Arduino Mega 2560. 
 
Tamanho 5,3cm x 10,2cm x 1,0cm 
Microcontrolador ATmega2560 
Tensão de operação 5V 
Tensão de entrada (recomendada) 7-12V 
Tensão de entrada (limites) 6-20V 
Pinos de entrada/saída (I/O)digitais 54 (14 são saídas PWM) 
Pinos de entrada analógicas 16 
Corrente DC por pino I/O 40mA 
Corrente DC para pino de 3,3V 50mA 
Memória Flash 256KB 
SRAM 8KB 
EEPROM 4KB 
Velocidade de Clock 16MHz 
 
Fonte: (ROBOCORE, 2019). 
 
Todos os 54 pinos podem ser utilizados como entrada ou saída, através das 
funções pinMode, digitalWrite e digitalRead, no trecho de código abaixo a função 
pinMode aciona os pinos analógicos A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 e A8 para 
trabalharem como entrada e saída de dados. 
Os 15 pinos que podem ser utilizados como saídas PWM, operam por 
modulação de largura de pulso em ciclos (duty cicle), ou seja, quando uma onda 
quadrada alterna seu estado em nível lógico alto ou baixo (ou sistema binário 0 e 1). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 3 – Funcionamento das portas PWM. 
 
 
Fonte: (HeKilledMyWire, 2011). 
 
Alguns pinos possuem funções especiais, como por exemplo, TX e RX que 
transmitem e recebem dados seriais. A Fgura 6 ilustra onde estão localizados os pinos 
e quais as suas funções. 
 
 
Figura 4 – Pinagem do Arduino Mega. 
 
 
Fonte: (ARDUINO, 2016). 
 
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5.2 IDE do Arduino 
 
Para que se possa programar o Arduino, é necessária a utilização do IDE 
(Integrated Development Environment) do Arduino, ou seja, um ambiente integrado 
ao próprio Arduino para desenvolvimento de softwares e aplicações. 
O IDE do Arduino é uma plataforma de desenvolvimento de software livre, 
escrita em Java, resultante dos projetos Proccessing e Wiring, no qual nela podem ser 
escritos os códigos na linguagem em que o microcontrolador compreende (linguagem 
C/C++) (ARDUINO-4, 2015). 
O IDE permite que pessoas com pouco conhecimento em desenvolvimento de 
software ou programação, escrevam um programa com mais facilidade do que em 
outras plataformas de desenvolvimento de aplicações de outros microcontroladores, 
como é o caso do PIC. 
O programa desenvolvido pelo usuário, nada mais é do que um conjunto de 
instruções passo a passo, das quais pode-se fazer o download para o Arduino na sua 
própria interface de programação. Através da biblioteca Wiring é possível desenvolver 
com certa facilidade operações de entrada e saída de códigos, o único requisito é ter 
que definir duas funções na interface de programação para elaborar um programa 
funcional. 
As funções necessárias para elaborar o código de um programa é a setup que 
é inserida no começo de cada programa como meio de inicializar a configuração do 
programa, e a função loop que é usada para repetir determinados comandos até que 
se chame uma função para desligar. 
Após o desenvolvimento e download do programa, o Arduino executará essas 
instruções interagindo com os componentes a ele conectados por meio de suas portas 
digitas e analógicas. A Figura 5 demostra a interface do IDE do Arduino. 
 
 
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Figura 5 – Interface de programação Arduino (IDE). 
 
Fonte: Autores do projeto. 
 
 
5.3 Bibliotecas de Software 
 
As bibliotecas são conglomeradas de códigos pré-disponibilizados pela 
desenvolvedora do projeto Arduino, que têm a finalidade de facilitar a escrita dos 
códigos para desenvolver determinadas tarefas em conjunto com os componentes 
acoplados à placa. 
O software do Arduino, quando baixado já contém muitas bibliotecas 
disponíveis que são frequentemente usadas por serem bibliotecas compatíveis com 
uma variedade grande de número de projetos, estas são as bibliotecas internas. No 
desenvolvimento deste sistema de automação residencial foram utilizadas algumas 
bibliotecas, como por exemplo, DHT e EthernetServer, outras bibliotecas são 
disponibilizadas para download e podem ser instaladas facilmente. 
Abaixo exemplo de como adiciona-se uma biblioteca ao código: 
#include <DHT.h> 
#include <EthernetServer.h> 
 
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5.4 Elipse Mobile Server 
 
O Elipse Mobile Server é um software web criado pela empresa brasileira que 
permite desenvolver aplicativos usando um navegador da Web e um telefone ou 
emulador conectados. 
Você cria aplicativos selecionando componentes para o seu aplicativo e 
montando blocos que especificam como os componentes devem se comportar. Toda 
criação do aplicativo é feita de forma visual, juntando peças com peças como se fosse 
um quebra-cabeça. 
Seu aplicativo aparece no telefone à medida que você adiciona peças a ele, 
para que você possa testar seu projeto à medida que você cria. Quando terminar o 
projeto, você pode empacotar tudo e produzir um aplicativo executável para instalar 
em outros celulares. 
A Elipse Software disponibilizou uma infraestrutura que permite abrigar, 
gratuitamente na nuvem, aplicativos de sua solução Elipse Mobile que usem o Arduino 
como plataforma para projetos acadêmicos, protótipos e pequenas automações. 
Assim, é possível conectar o Arduino diretamente ao Elipse Mobile na nuvem, 
controlando-o via celular, tablet ou navegador. Para isto, o Arduino necessita apenas 
ter um shield Ethernet/Wifi conectado à internet, dispensando, assim, o uso de um 
computador para acessar o Elipse Mobile Server. 
 
Figura 6 – Diagrama Elipse Mobile Server. 
 
 
Fonte: Blog Elipse. 
 
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6. RESULTADOS 
Todos os circuitos implementados funcionaram, no entanto, cabem algumas 
considerações a respeito de suas limitações. 
No sensor DHT11 cabem algumas considerações com relação as limitações de 
sua medição de umidade, o sensor só é capaz de captar a umidade do ar a partir de 
20% até 90%, em ambientes climatizados, quando é ligado o ar-condicionado e por 
consequência, a umidade do ar diminui a níveis menores do que 20%, o sensor não é 
capaz de detectar. 
 Em relação a temperatura foi utilizando um secador de cabelo ao lado do 
sensor, pode-se observar que o sensor começa interceptar a temperatura ambiente 
de 24 graus e começa a mudar o seu comportamento aos 15 segundos quando 
começa a se aquecer como secador. 
 
 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Neste trabalho foi desenvolvido o projeto de automação residencial, com 
controle de iluminação e monitoramento de temperatura e umidade. A incorporação 
de diversas etapas de projeto em composição de apenas um hardware para 
desempenhar as funções, acabou por se tornar um projeto robusto de maneira que 
pode ser aplicado em uma residência real. 
No contexto geral este trabalho é uma real demonstração de que este campo, 
está se expandindo exponencialmente e chegando cada vez mais perto do 
consumidor com baixo poder aquisitivo, através de plataformas de controladores e 
softwares de código aberto e componentes pouco custosos. De modo que, o custo de 
um projeto de automação através dos meios apresentados neste projeto, fica abaixo 
do custo praticado no mercado por empresas especializadas em automação 
residencial. 
Aliado às plataformas open-source e a projetos inovadores como o Elipse 
Mobile Server, estes projetos abrem um grande espaço no mercado de trabalho para 
que desenvolvedores inovem cada vez mais em projetos de automação, de forma a 
melhorar a qualidade das ideias já desenvolvidas e criando novas tecnologias, o 
mesmo vale para jovens profissionais e estudantes, que com esse tipo de recurso de 
 
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baixo custo e com um retorno de conhecimento rápido estimula o aprendizado e o 
desenvolvimento da tecnologia em um contexto global em todas as classes da 
sociedade. 
 
 
8. FONTES CONSULTADAS 
 
BORTOLUZZI, Matias. Histórico da automação residencial. Disponível em: 
<http://www.sraengenharia.blogspot.com.br/2013/01/historico-da-automacao-
residencial_10.html/2013/01/historico-da-automacaoresidencial_10.html>Acesso em: 
setembro/2021. 
 
ARDUINO. Arduino Mega 2560. Disponível em: 
<http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560> Acesso em 
setembro/2021. 
 
ARDUINO. Atmega25670 – Arduino Pin Mapping.Disponível 
em:<https://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560 > Acesso em 
setembro/2021. 
 
ARDUINO. Arduino Software Ide. Disponível em: 
<https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield> Acesso em outubro/2021. 
 
ARDUINO. Arduino Fórum. Disponível em: 
<https://forum.arduino.cc/index.php?topic=163829.0> Acesso em outubro/2021. 
 
ARDUINO & CIA, 2014. Sensor de presença com módulo PIR DYP-ME003 
Disponível em: <http://www.arduinoecia.com.br/2014/06/sensor-presenca-modulo-pir- 
dyp-me003.html>. Acesso em outubro/2021. 
 
AURESIDE. Desmistificando a domótica. Disponível em: 
<http://www.aureside.org.br/artigos/default.asp?file=01.asp&id=74>. 
Acesso em outubro/2021. 
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560
http://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560
http://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield
http://www.arduinoecia.com.br/2014/06/sensor-presenca-modulo-pir-
http://www.aureside.org.br/artigos/default.asp?file=01.asp&amp;id=74