PC_Muchanga_SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA E HUMIDADE PARA AUMENTAR A PRODUTIVIDADE DAS GALINHAS POEDEIRAS CRIADAS EM CATIVEIRO

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UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
FACULDADE DE ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA ELECTRÓNICA
Projecto do Curso
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA E HUMIDADE PARA AUMENTAR A PRODUTIVIDADE DAS GALINHAS POEDEIRAS CRIADAS EM CATIVEIRO
Enoque Estevão Muchanga
Supervisor:
Doutor Eng.º Acácio Zimbico 
Maputo, Abril de 2021.
UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
FACULDADE DE ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA ELECTRÓNICA
Projecto do Curso
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA E HUMIDADE PARA AUMENTAR A PRODUTIVIDADE DAS GALINHAS POEDEIRAS CRIADAS EM CATIVEIRO
 
Enoque Estevão Muchanga
Supervisor:
Doutor Eng.º Acácio Zimbico 
Maputo, Abril de 2021.
UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
FACULDADE DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA 
TERMO DE ENTREGA DE RELATÓRIO DO PROJECTO DO CURSO 
Declaro que o estudante Enoque Estevão Muchanga entregou no dia ___/_04__/2021 as --- cópias do relatório do seu do projecto do curso com a referência: ___________ intitulado: Desenvolvimento de um sistema de controle de temperatura e humidade para aumentar a produtividade das galinhas poedeiras criadas em cativeiro.
 Maputo, ____ de ____abril_____ de 2021
O Chefe de Secretaria
___________________________
Resumo 
A eficiência para maximizar a produtividade na avicultura de postura está relacionada a vários factores, sendo um deles o ambiente saudável e ajustado a necessidades das aves, considerando um investimento em automação do sistema produtivo. Diante deste cenário, o objectivo do presente trabalho foi desenvolver um sistema controle de temperatura e humidade para aumentar produtividade das galinhas poedeiras criadas em cativeiro com valores de temperatura e umidade pré-estabelecidos. Moçambique nos últimos anos tem investido na avicultura de postura como forma de melhorar a economia, por isso é importante e motivador fazer um trabalho voltado ao aumento da produtividade de ovos com um custo relativamente reduzido, usando componentes como Arduíno, sensor de temperatura e ventiladores. O protótipo proporcionará obter o controle adequado de um sistema térmico, podendo assim ser ajustado a temperaturas equilibradas quando implementado em um aviário de postura, aumentando a produtividade. Com a tecnologia implantada no protótipo, obteve-se resultados preliminares satisfatórios, pois foi possível a realização do controle de temperatura e humidade do ambiente.
Palavras Chaves: controle, avicultura de postura, ventiladores, Arduíno, sensores. 
Abstract
The efficiency to maximize the laying aviculture is related to several factors, being one of them the healthy environment and adjusted to the birds' needs, considering an investment in automation of the productive system. Given this scenario, the objective of the present work was to develop a temperature and humidity control system to increase productivity of laying hens raised in captivity with pre-established temperature and humidity values. Mozambique in recent years has been investing in laying poultry as a way to improve the economy, so it is important and motivating to do a work aimed at increasing egg productivity with a relatively low cost, using components such as Arduino, temperature sensor and fans. The prototype will provide the proper control of a thermal system, so that it can be adjusted to balanced temperatures when implemented in a laying house, increasing productivity. With the technology implemented in the prototype, satisfactory preliminary results were obtained, because it was possible to control the temperature and humidity of the environment.
Keywords: control, laying aviary, fans, Arduino, sensors. 
Índice 
Resumo	i
Abstract	ii
1	CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO	1
1.1	Contextualização	1
1.2	Definição do Problema	2
1.3	Relevância da pesquisa	2
1.4	Objectivos	2
1.4.1	Objectivo Geral	2
1.4.2	Objectivos Específicos	2
1.5	Metodologia	3
1.6	Estrutura do trabalho	3
2	CAPÍTULO II – REVISÃO DE LITERATURA	5
2.1	Galinhas poedeiras	5
2.1.1	Criação	5
2.1.2	Condições climatéricas para maior produtividade	8
2.1.3	Tipos de aviários	8
2.1.4	Produtividade das galinhas poedeiras	9
2.1.5	Ventilação para aviário de postura	10
2.2	Sistemas de controle	11
2.2.1	Conceito	11
2.2.2	Tipos de sistema de controle	12
2.2.3	Classificação do sistema de controle	13
2.2.4	Aplicações de sistemas de controle em engenharia	15
3	CAPÍTULO III – PROJECTO DESENVOLVIDO	16
3.1	Descrição do problema	16
3.2	Descrição da solução escolhida	17
3.3	Fluxograma do sistema	18
3.4	Diagrama de blocos do sistema	20
3.5	Circuito do sistema	21
3.5.1	Funcionamento do sistema em blocos	22
3.6	Especificações das matérias	25
3.6.1	Sensor DHT11	26
3.6.2	Arduíno Uno	26
3.6.3	Display 16x2	28
3.6.4	Interface I2C	28
3.6.5	Ventilador (cooler)	29
3.6.6	Fontes de Alimentação	30
3.7	Planta do protótipo	31
3.8	Orçamento do protótipo	32
4	CAPÍTULO IV – ANALISE E DISCURSÃO DE RESULTADOS	33
4.1	Testes do funcionamento	33
4.1.1	Simulação com proteus	33
4.1.2	Testes feitos na pratica	33
4.2	Vantagens do Sistema	36
4.3	Aplicações do Sistema	36
5	CAPÍTULO V – CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES	37
5.1	Conclusão	37
5.2	Recomendações	37
6	Bibliografia	38
Anexos	A1.1
Anexo 1: código do sistema	A1.1
Anexo 2: folha de dados	A2.1
Índice de figuras
Figura 2.1 disposição das gaiolas nos aviários	9
Figura 2.2 Sistema de controle	11
Figura 2.3 Controle Manual de um Sistema Térmico	12
Figura 2.4 - Controle Automático de um Sistema Térmico	13
Figura 2.5 Sistema de controle de malha aberta	13
Figura 2.6 Sistema de controle de malha fechada	14
Figura 3.1 sistema de controle de temperatura e humidade de um aviário	17
Figura 3.2 Fluxograma do sistema	19
Figura 3.3 Diagrama de blocos do sistema	20
Figura 3.4 circuito do sistema desenhado no proteus	22
Figura 3.5 fonte de alimentação do sistema	22
Figura 3.6 controlador do sistema	23
Figura 3.7 Interface homem maquina	24
Figura 3.8 atuadores do sistema	25
Figura 3.9 sensor do sistema	25
Figura 3.10 Sensor de temperatura e humidade DHT11	26
Figura 3.11 Arduino Uno	27
Figura 3.12 display 16x2	28
Figura 3.13 Interface I2C	29
Figura 3.14 ventilador( cooler)	30
figura 3.15 planta do protótipo	31
Figura 3.16 sistema montado	32
Figura 4.1 simulação do protótipo no proteus	33
Figura 4.2 variação de temperatura e humidade na caixa com sistema de controle automático	34
Figura 4.3 variação de temperatura e humidade na caixa sem um sistema de controle automático	35
Figura A2- 1 folha de dados do sensor DTH11	A2.1
Figura A2- 2 pinos de Arduíno Uno	A2.2
Figura A2- 3 folha de dados do cooler	A2.3
Índice de tabelas 
Tabela 3.1 Especificações técnicas do sensor DHT11	26
Tabela 3.2 Especificações técnicas do Arduíno UNO	27
Tabela 3.3 Especificações técnicas do Display 16x2	28
Tabela 3.4 Especificações técnicas da Interface I2C	29
Tabela 3.5 Especificações técnicas do cooler	30
Tabela 3.6 especificações técnicas de uma fonte de alimentação	30
Tabela 3.7 Orçamento do protótipo	32
Listas de abreviaturas e símbolos 
AC-corrente alternada;
°C-graus celsius; 
 CO -dióxido de carbono;
DC-corrente continua;
g-Grama;
Kg-kilo grama;
IHM-Interface Homem Máquina;
MZN-Metical;
RPM-rotações por minutos;
vi
1. CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO 
Contextualização
Segundo Afonso (2019) cada moçambicano consome apenas um ovo por mês, ou seja, 12 ovos por ano e destes, somente quatro são produzidos localmente, um dos factores o baixo consumo é a baixa produtividade local. Afonso (2019) afirma que só em 2018, o país produziu 15.6 milhões de dúzias de ovos, o que representa um défice de 29 por cento em relação às necessidades, a baixa produção não afecta só o preço final, mas também é um dos motivos para o baixo consumo.
Para aumentar a produtividade na produção avícola de postura alguns factores devem ser observados ,segundo Carcalho (2012) o sucesso da produção avícola depende, entre outros factores, da redução dos efeitos climáticos sobre os animais ,sendo que elevados valores de temperatura e umidade relativa do ar no interior das instalações, especialmente no Verão e nas horasmais quentes do dia, podem limitar a produtividade e o bem-estar das aves afectando o desempenho final do lote e comprometendo os aspectos económicos da actividade. Prado e Prado (2020) afirmam que as aves são classificadas como animais homeotermos e apresentam capacidade de manter a temperatura interna constante. De acordo com os princípios da termodinâmica, isso significa que estes animais estão em troca contínua de temperatura com o ambiente.
Além da baixa produtividade altas temperaturas influenciam também na qualidade dos ovos, segundo Vercese (2010) as galinhas poedeiras também são afectadas por alterações no equilíbrio acidobásico durante períodos de altas temperaturas, que desencadeiam um desequilíbrio electrolítico e mineral, podendo resultar em ovos pequenos e de casca fina.
Na literatura existem diversas pesquisas sobre limites de conforto térmico para galinhas de postura, com diferentes idades e linhagens. No entanto, no ambiente de criação, as aves estão expostas as mais variadas combinações de factores externos, como ruído, temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do ar, gases, poeiras, entre outros. Deste modo, faz se necessário o desenvolvimento de sistemas controle automático de malha fechada, através de metodologias de electrónica embarcadas, com uso de microcontroladores, sensores e ventiladores para ponderar a influência da acção conjunta destas variáveis no conforto das aves.
Uma forma de resolver o problema de altas temperatura e humidade é controlando automaticamente a temperatura e humidade do aviário, com esse sistema as poedeiras poderão maximizar a sua produtividade. 
No presente trabalho propõe-se o desenvolvimento de um sistema controle de temperatura e humidade para aumentar produtividade das galinhas poedeiras criadas em cativeiro e desta forma reduzindo problemas relacionados ao conforto térmico, comportamento das aves, dentre outros.
Definição do Problema
A temperatura e humidade do ar são uns dos factores importantes para maior produtividade na avicultura de postura. Sendo assim o controle dessas duas variáveis é de imensa importância. 
Moçambique sendo um País de clima tropical surge a necessidade de controlar a temperatura e humidade do ar do aviário. O presente projecto tem como finalidade desenvolver um protótipo que realiza o controle automático de temperatura e humidade do ar de um aviário para que em caso de altas temperaturas o sistema de ventilação seja activado e proporciona um conforto térmico para as galinhas poedeiras.
Relevância da pesquisa
O presente projecto é relevante para os pequenos produtores que poderão usar um sistema de controle de baixo custo, simples implementação e que aumenta a produtividade das galinhas poedeiras. Com a implementação do projecto além de aumentar a produtividade, há diminuição do consumo de energia eléctrica, pois os ventiladores são activados quando necessário.
Objectivos
Objectivo Geral 
· Desenvolver um sistema controle de temperatura e humidade para aumentar produtividade das galinhas poedeiras criadas em cativeiro.
Objectivos Específicos
· Estudar as condições de criação das galinhas poedeiras e os vários tipos de tratamento que a elas se dá;
· Dimensionar um sistema que possa ventilar de forma automática os aviários onde as galinhas são criadas;
· Conceber um protótipo funcional do sistema de ventilação dos aviários das galinhas poedeiras;
Metodologia
Para a realização deste trabalho uma série de etapas foi seguida que se descreve em:
· Pesquisa e revisão bibliográfica: que consistiu na busca de informação em livros, páginas web, artigos, revistas.
· Desenvolvimento do protótipo: que consistiu na programação do Arduíno UNO usando a linguem de programação C, no compilador ID de Arduíno, simulação e desenho de circuito no software Proteus. O protótipo foi montado em uma placa matricial. No protótipo teremos sensores de temperatura e umidade, DHT11, ventiladores que vão se comunicar com o Arduíno via cabos, um display que usa o protocolo I2C para a comunicação com o Arduíno.
Estrutura do trabalho 
O presente trabalho está organizado da seguinte maneira:
Capítulo I - Introdução 
Neste apresenta-se a parte introdutória do trabalho, sendo constituída por contextualização do tema, definição do problema, relevância da pesquisa, objectivos e metodologia usada.
Capítulo II - Revisão de literatura 
Neste capítulo apresenta-se tópicos importantes para a realização do presente
trabalho.
Capítulo III – Projecto desenvolvido 
Neste capítulo serão apresentados aspectos construtivos do protótipo.
Capítulo IV analise e discursão de resultados
Neste capítulo são feitos os testes do sistema de controle para avaliar seu funcionamento.
Capítulo V–Conclusões e Recomendações
Neste capítulo avalia-se o cumprimento dos objectivos do trabalho e propõe-se recomendações para trabalhos posteriores.
Bibliografia – Nesta parte do trabalho estão apresentadas as obras bibliográficas citadas no trabalho.
Anexos – Procede-se a apresentação de elementos adicionais que facilitem a compreensão do trabalho.
39
CAPÍTULO II – REVISÃO DE LITERATURA 
Galinhas poedeiras 
Galinhas poedeiras ou de postura para Prado e Prado (2020) são aquelas destinadas à produção de ovos, sendo este considerado de alto valor nutricional, podendo a sua qualidade ser influenciada por factores como condições de manejo, instalações, nutrição e ambiente.
Criação
O criador deve escolher o tipo de ave a ser criada, sendo que as poedeiras leves produzem ovos brancos e as semipesadas ovos vermelhos, uma boa linhagem, deve ter baixa taxa de mortalidade e postura acima de 240 ovos por ano, dentre outras características.
Segundo Prado e Prado (2020) o processo de criação deve obedecer às seguintes fases:
1ª Fase - Cria ou Inicial: de 1 dia até 6 semanas de idade 
 2ª Fase - Recria: de 7 a 17 semanas de idade
 3ª Fase - Produção: de 18 a 76 semanas de idade, podendo ainda se estender de 90 até 120 semanas se for realizada uma ou duas mudas forçadas. Geralmente esta prática está directamente ligada ao preço do ovo no mercado.
O presente projecto foca-se na 3º Fase de criação, é nessa fase que as galinhas são transferidas para aviário de postura para que a produção de ovos possa ocorrer.
Cuidados inicias 
Alguns cuidados inicias devem ser tomados ao receber as poedeiras na sua 3ª fase de produção, para Prado e Prado são os seguintes cuidados:
· Transferir as poedeiras de 15 e 16 semanas para o galpão de postura;
· Durante a transferência realizar a selecção e padronização das aves, agrupando as poedeiras pela conformação (peso corporal) e maturidade sexual (desenvolvimento da crista). Considerado um processo extremamente estressante para as poedeiras.
· Colocar ração à vontade nos comedouros;
· Orientar as aves como beber água, especialmente se o sistema de bebedouros for diferente daqueles usados durante a recria;
· Evitar práticas de manejo que causem estresse às aves, na semana que se segue a
transferência.
Formas ou Sistemas de criação 
A criação das galinhas poedeiras pode ser realizada de três formas. Uma delas é directamente sobre o piso pode ser usada por todas as fases, dentro da gaiola e, ainda, combinando piso na fase inicial e gaiola nas outras duas fases. Para Prado e Prado (2020) o último sistema de criação pode ser considerado o mais adequado, pois traz benefícios desde a facilidade da colecta dos ovos e redução dos números de ovos sujos.
Manejo
Durante sua fase de produção, definida como o ápice do processo, a galinha precisará de cuidados especiais, como mantença de um ambiente tranquilo e evitar movimentação no local onde elas estiverem alojadas. Geralmente a melhor forma de controlar o desenvolvimento corporal das aves segundo Prado e Prado (2020) é a pesagem semanal até a 30º semana. Este manejo é fundamental para manter a uniformidade dos lotes e consequentemente, uma maior produtividade.
Outro cuidado indispensável segundo Prado e Prado (2020) é o controle das moscas no recinto, principalmente quando o foco for esta fase de produção. Quanto à presençado esterco, este só deverá ser retirado do aviário junto com todo o lote ou quando for realizar a muda forçada. A retirada tardia do esterco torna este mais seco e de melhor qualidade.
Exigências Nutricionais e Manejo Alimentar
Segundo Prado e Prado (2020) os gastos com a alimentação representam aproximadamente 70% dos custos de produção. Assim, é preciso que os produtores tenham conhecimento técnico básico relacionado a formulação de rações, o que favorecerá o sucesso na produção de galinhas poedeiras.
Tanto o tipo de alimento quanto a frequência com que as galinhas o recebem, por exemplo, são factores essenciais para que as galinhas consigam desenvolver ao máximo sua capacidade produtiva. Por serem poedeiras, as galinhas precisam de ração adequada para que possam produzir ovos de qualidade.
Segundo Rodrigues (2020) alguns factores devem ser observados para a boa alimentação das galinhas poedeiras:
· Tipo de alimento e frequência 
As galinhas precisam receber alimento adequado para seu tipo a partir de 18 a 24 semanas de idade, quando já atingem maturidade suficiente para a produção de ovos. Tanto os alimentos quanto os nutrientes são fundamentais para que elas produzam ovos de qualidade.
· Cálcio
Aproximadamente 20 semanas após, deve-se aumentar o consumo de cálcio pelas galinhas, que necessitam de 2,5% a 3,5% em sua dieta, valor superior aos outros tipos de galinha. O cálcio é fundamental para a produção de ovos saudáveis e resistentes. É possível oferecê-lo a partir de conchas de ostra, cálcio granulado ou até rações que já venham fortificadas com cálcio.
· Proteína
A proteína deve ser oferecida na quantidade certa, cerca de 16% em sua dieta. Galinhas comuns necessitam, geralmente de 20% a 24%, mas as poedeiras não. Então, deve-se ficar atento à ração e aos alimentos oferecidos a ela para que não se ofereça proteína em excesso.
· Ração
Rações próprias para poedeiras já vêm com as propriedades necessárias e dão menos trabalho ao produtor durante o manejo. Porém, também há a possibilidade de formulação da própria ração, que deverá conter, como dito, 16% de proteína, 2,5% a 3,5% de cálcio. Geralmente, cada galinha consome 100g dessa ração por dia e é aconselhável que esse alimento seja oferecido todo de uma vez, com preferência para a parte da manhã.
· Areia
É importante acrescentar areia na alimentação das aves, uma vez que esses grãos auxiliam na digestão do animal. Esse passo é especialmente importante para galinhas criadas confiadas, sem acesso a áreas abertas. Sem a areia, as galinhas não conseguirão digerir o alimento e, consequentemente, não conseguirão obter os nutrientes necessários para a produção de ovos.
Condições climatéricas para maior produtividade
As aves quando se encontram termo neutras, temperatura ideal para produção, utilizam menos energia proveniente da dieta para a termorregulação (estabilizar a temperatura corporal). Porém, a relação de produção de calor pela ave e a temperatura ambiente (aviário) não mostra um comportamento linear. Acima de 27ºC as aves começam a utilizar a energia para dissipar o calor, com dilatação de vasos sanguíneos e perda de calor através da crista (Prado & Prado, 2020). Com o aumento da temperatura ambiente as aves ofegam muito e ficam com as asas abertas na tentativa de perder calor, também é observada a queda na produção de ovos.
Na 3ª fase de criação das galinhas poedeiras para Tinoco (2001) um ambiente confortável para a criação de aves é aquele que apresente temperaturas entre 18 e 28 °C e humidade relativa entre 50 e 70%, mas para Ferreira (2005), a temperatura ambiente indicada para fase produção poderá oscilar entre 15 e 28 °C, dependendo da Humidade relativa do ar, que pode variar de 40 a 80%. As duas bibliografias citadas concordam quanto a temperatura máxima que o ambiente deve ter, quanto a temperaturas mínimas cada autor tem sua posição, para Barbosa (2004) a baixas temperaturas, tem maior inconveniente no aumento do consumo de ração, como uma reacção natural para incrementar a ingestão da energia necessária à manutenção de todas as actividades vitais, considerando que para cidade de Matola, por exemplo, segundo Werther Spark(2020) a temperatura mínima media é de 15ºC e que nunca chega a temperaturas abaixo de 13ºC , e com isso torna-se desprezível acção das baixas temperaturas. O consumo mais alto é encontrado entre 5 e 10°C. sendo assim fica claro que as galinhas poedeiras são capazes de ter uma produtividade mesmo diante de baixas temperaturas por isso para o presente protótipo, foi considero um ambiente de conforto um aviário com temperatura e humidade abaixo de 28º C e 70%.
Tipos de aviários
Os aviários para postura são diferenciados de acordo com a distribuição das gaiolas dentro do aviário. Como pode ser visto na figura 2.1a um aviário com Gaiolas em fileira simples, 2 fileiras duplas de gaiolas separadas por um corredor de serviço e na figura 2.1b um aviário com Fileiras duplas, 4 fileiras duplas de gaiolas, dispostas de forma escalonada.
 
(a) (b)
Figura 2.1 disposição das gaiolas nos aviários
Fonte: Ferreira (2017)
As gaiolas podem ser:
· Tradicionais:
1 m comprimento x 0,5 m largura x 0,4 m altura= 8 aves/gaiola;
· Reversas:
1,08 m comprimento x 0,32 m largura x 0,4 m altura= 9 aves/gaiola;
Produtividade das galinhas poedeiras
A produtividade das galinhas poedeiras varia de linhagem, abaixo são apresentadas algumas linhagens, com as suas respectivas produtividades e consumo diário de ração e outras características importantes, esses dados foram disponibilizados por Sakomura (2020).
Linhagem hy-line Brown:
· Cor dos ovos= marrons escuros;
· Produção ovos por ano: 249 – 255;
· Pico de produção= 94 - 96%;
· Peso médio final= 1,97 kg;
· Consumo de ração (18-80sem.) = 107 g/dia;
· Conversão alimentar = 1,99 – 2,04 kg/kg MO;
· Peso médio do ovo 70 sem.= 64,1 g
· Idade a 50% produção= 14 dias;
· Viabilidade 60 semanas = 97%;
Linhagem Isa White
· Cor dos ovos= brancos;
· Produção ovos por ano. 80 sem.= 352;
· Pico de produção= 95%;
· Peso médio final= 1,75 kg;
· Consumo ração (18-80semanas) = 110 g/dia;
· Conversão alimentar= 2,16 kg/kg MO;
· Peso médio do ovo 80 sem.= 61,8 g;
· Idade a 50% produção= 141 dias;
· Viabilidade= 94%.
Ventilação para aviário de postura
São diversas as formas de se atingir as temperaturas de conforto dentro de um aviário e uma delas é a ventilação. Controlando-se convenientemente a entrada de calor no aviário, bem como facilitando a saída do calor produzido, a ventilação passa a ser uma complementação dos requisitos de conforto. Segundo Abreu e Abreu (2000) a ventilação adequada se faz necessária também para eliminar o excesso de humidade do ambiente e da cama, proveniente da água liberada pela respiração das aves e através dos dejectos, para permitir a renovação do ar regulando o nível de oxigénio necessário às aves, eliminando gás carbónico e gases de fermentação.
Existem dois tipos de sistema de ventilação que são aplicados em aviários a ventilação artificial e natural. A ventilação natural é o movimento normal do ar que pode ocorrer por diferenças de pressão causadas pela acção do vento (Ventilação dinâmica), ou de temperatura (Ventilação térmica) entre dois meios considerados (Abreu & Abreu, 2000).A ventilação artificial é dividida em ventilação positiva e negativa, tendo como diferença no uso de exautores para ventilação negativa e ventiladores na ventilação positiva.
Segundo Abreu e Abreu(2000) na ventilação negativa o ar é forçado por meio de exaustores de dentro para fora, criando um vácuo parcial dentro da instalação, o sistema cria uma diferença de pressão do ar do lado de dentro e do lado de fora e o ar sai por meio de aberturas e a ventilação positiva segundo Abreu e Abreu (2000) o ar é forçado por meio de ventiladores de fora para dentro, consequentemente o gradiente de pressão do ar é de fora para dentro da instalação, o ar entra por meio de aberturas laterais.
A ventilação também pode ser classificada de acordo com a disposiçãodos ventiladores, sendo classificados por ventilação com fluxo de ar transversal e fluxo de ar longitudinal.
O sistema de fluxo de ar transversal, os ventiladores são posicionados em uma das laterais do aviário, no sentido dos ventos dominantes, ligeiramente inclinados para baixo. Dessa forma, o ar é forçado lateralmente, de fora para dentro do aviário enquanto que no sistema de fluxo de ar longitudinal as cortinas laterais do aviário permanecem fechadas, e bem vedadas, para tornar a ventilação tipo túnel eficiente, o ar entra por uma das extremidades do aviário, é carregado pelos ventiladores, que são posicionados ao longo do comprimento, e pressionado a sair pela extremidade oposta que permanece aberta.
Sistemas de controle
Conceito
Um sistema de controle é uma interconexão de vários componentes resultando numa configuração que fornece um desempenho desejado. A descrição do sistema se refere à relação causal entre a entrada e a saída do sistema, em geral, descrita matematicamente através de equações diferenciais e funções de transferência (Maruyama, 2017).
Sistema de controle
Entradas
Saídas
Figura 2.2 Sistema de controle
Fonte: autor.
Na figura 2.2 é apresentado um sistema de controle, com entradas (sinais actuantes) e saídas (Variáveis controladas).
Tipos de sistema de controle
os sistemas de controle podem ser divididos em controle automático e controle manual.
Sistema de controle manual
Um sistema de controle manual é aquele que precisa de um operador para accionar certas variáveis como pode ser visto na figura 2.3, um termómetro está instalado na saída do sistema, medindo a temperatura da água quente. O operador observa a indicação do termómetro e baseado nela, efectua o fechamento ou abertura da válvula de controle de vapor para que a temperatura desejada seja mantida. Deste modo, o operador é que está efectuando o controle através de sua observação e de sua acção manual, sendo, portanto, um caso de controle manual.
Figura 2.3 Controle Manual de um Sistema Térmico
Fonte: SENAI (2017)
Sistema de controle automático 
Um sistema de controle automático é feito sem a interferência directa do homem, actuando então de maneira automática, na figura 2.4 onde no lugar do operador foi instalado um instrumento capaz de substituí-lo no trabalho de manter a temperatura da água quente em um valor desejado. Neste caso, este sistema actua de modo similar ao operador, tendo então um detector de erro, uma unidade de controle e um actuador junto à válvula, que substituem respectivamente os olhos do operador, seu cérebro e seus músculos.
Figura 2.4 - Controle Automático de um Sistema Térmico
Fonte: SENAI (2017).
Classificação do sistema de controle 
Os sistemas de controle podem ser classificados como de malha aberta e malha fechada.
Sistemas de controle de malha aberta
Segundo Ogata (2010) são aqueles em que o sinal de saída não exerce nenhuma acção de controle no sistema. Isso quer dizer que, em um sistema de controle de malha aberta, o sinal de saída não é medido nem realimentado para comparação com a entrada.
Figura 2.5 Sistema de controle de malha aberta
Fonte: Zimbico e Anselmo (2019)
Na figura 2.5 pode ser visto o diagrama de blocos de um sistema de malha aberta que utiliza um dispositivo actuador para controlar o processo directamente sem a utilização de realimentação. A saída do sistema não tem efeito sobre a Acão do controle (não se mede, nem se realimenta) (Zimbico & Anselmo, 2019).
Sistemas de controle de malha fechada
É um sistema que estabeleça uma relação de comparação entre a saída e a entrada de referência, utilizando a diferença como meio de controle. como pode ser visto através da figura 2.6 a saída é sempre medida e comparada com a entrada a fim de reduzir o erro e manter a saída do sistema em um valor desejado.
Figura 2.6 Sistema de controle de malha fechada
Fonte: Zimbico e Anselmo (2019)
Elementos de um sistema de malha fechada
Na figura 2.6 está expresso o diagrama de blocos de um sistema de controle de malha fechada e a discrição de cada elemento segundo Zimbico e Anselmo (2019) será mostrado abaixo:
Entrada de referência: é o sinal que terá que seguir, o valor que desejamos que tenha a variável controlada
Entrada Perturbadora: é o sinal que tende a afectar de maneira adversa o valor da variável de saída de um sistema.
Saída controlada: Variável que desejamos manter em uma fila de valores definidos
Planta: objecto que se pretende controlar
Elemento de medição: Sensor que mede o valor da variável controlada para que seja comparada com o valor que se deseja.
Controlador: Elemento que compara e corrige a diferença entre a referência e a saída através de um mando (Entrada).
Elemento de medição ou sensor: executa a acção de controle para corrigir a diferença.
Aplicações de sistemas de controle em engenharia
· Foguetes e naves espaciais; 
· Refrigeração em usinagens automáticas;
· Veículos autónomos;
· Aeronáutica;
· Processos químicos 
· Mecatrónica;
CAPÍTULO III – PROJECTO DESENVOLVIDO
Descrição do problema 
As aves quando se encontram termo neutras, temperatura ideal para produção, utilizam menos energia proveniente da dieta para a termorregulação (estabilizar a temperatura corporal). Porém, a relação de produção de calor pela ave e a temperatura ambiente (aviário) não mostra um comportamento linear. Acima de 27ºC as aves começam a utilizar a energia para dissipar o calor, com dilatação de vasos sanguíneos e perda de calor através da crista (Prado & Prado, 2020). Com o aumento da temperatura ambiente as aves ofegam muito e ficam com as asas abertas na tentativa de perder calor, também é observada a queda na produção de ovos.
O ambiente em que as aves são criadas compreende todos os elementos físicos, químicos, biológicos, sociais e climáticos que influenciam o seu desenvolvimento e crescimento. Segundo Baeta e Souza (2010) dentre os elementos citados os elementos climáticos, componentes do ambiente térmico do animal, incluem a temperatura, a humidade relativa, movimentação do ar e radiação, sendo estes os mais relevantes, por exercerem ação direta e imediata sobre as respostas comportamentais, produtivas e reprodutivas dos animais. 
A humidade relativa em conjunto com a temperatura ambiental possui papel importante na dissipação de calor pelos animais. Para Vercese (2010) altos valores de humidade relativa do ar há redução no desempenho produtivo. No interior das instalações zootécnicas, a humidade relativa pode variar em função da temperatura do ambiente de criação, do fluxo de vapor oriundo dos animais, das fezes e/ou da cama.
Além da baixa produtividade das galinhas poedeiras as altas temperaturas influenciam também na qualidade dos ovos, segundo Vercese (2010) As galinhas poedeiras também são afetadas por alterações no equilíbrio acidobásico durante períodos de altas temperaturas, que desencadeiam um desequilíbrio eletrolítico e mineral, podendo resultar em ovos pequenos e de casca fina.
O problema de temperaturas e humidade de ar elevados que afetam a produtividade das galinhas poedeiras pode ser resolvido com um sistema de ventilação, mas para que esse sistema seja eficiente e de baixo custo surge a necessidade do uso de um sistema de controle automatico temperatura e humidade para que os ventiladores sejam ativados quando necessário ,sem a presença de um operador. 
Descrição da solução escolhida 
A solução escolhida é sistema de controle automático de malha fechada que vai controlara temperatura e humidade de um aviário, activando ventiladores quando a temperatura e humidade forem maiores que o recomendável e com isso garantir maior produtividade das galinhas poedeiras.
O sistema fará uma leitura da temperatura e humidade de aviário e mostra-los em um display, em caso de temperaturas e humidades superiores que o recomendável os ventiladores são activados a figura 3.1 mostra o digrama de bloco do sistema controle.
Arduíno
Ventilador
Aviário 
Sensor DTH11
Temperatura e Humidade de referência
 Temperatura e Humidade Saída
Figura 3.1 sistema de controlede temperatura e humidade de um aviário
Fonte: autor.
Entrada de referência: Temperatura e humidade de referência 28ºC de temperatura e 70% de humidade;
Controlador: Arduíno;
Elemento de controle final: Ventilador;
Elemento de medição: Sensor DTH11;
Planta: Aviário;
Saída controlada: Temperatura e Humidade de saída;
Na figura 3.1 temos um sistema de controle automático de malha fechada que foi escolhida como solução do problema. O Arduíno compara os valores lidos pelo sensor DTH11 com os valores referencias. Em caso de temperaturas superiores a temperatura e humidade referência o Arduíno activa ventilador que por sua vez proporciona conforto térmico no aviário e de forma cíclica o sensor DTH11 continua fazendo leitura da temperatura e humidade do sistema e compara com os valores referência.
Fluxograma do sistema
O fluxograma do sistema que pode ser visto na figura 3.2 explica o processo de programação do Arduíno. quando o Arduíno é alimentado as variáveis e as T e H são obtidas do sensor DTH11 e os seus valores são comparados com valores referência de temperatura e humidade. Em caso de temperatura ou humidade superiores a 28ºC e 70% respectivamente os reles são activados, primeiramente o Relay1 e depois de 3segundos o Relay2 e depois disso os valores de temperatura e humidade são mostrados no display. Depois desse processo de varredura, um Loop infinito é feito e em caso de temperaturas e humidades menores que os valores de referência os Relay1 e Relay2 são desactivados e os valores de temperatura e umidade são mostrado no display.
Figura 3.2 Fluxograma do sistema
Fonte: autor.
Diagrama de blocos do sistema
Figura 3.3 Diagrama de blocos do sistema
Fonte: autor.
Na figura 3.1, temos o diagrama de bloco do sistema de controle de temperatura e Humidade em um aviário. o diagrama de bloco mostra a apresentação construção geral do circuito electrónico onde a função de cada bloco pode ser descrita abaixo:
Sensores são os elementos transdutores, que transforma a temperatura e humidade do meio em sinal eléctrico para que possa ser processado pelo Arduíno. No protótipo será usado o sensor de temperatura e Humidade DTH11.
Arduíno é o microcontrolador do sistema, tem a função de ler os dados obtidos do sensor DHT11 e com isso fazer o controle do sistema, em caso de temperaturas e humidade acima de 28ºC e 78% respetivamente, accionar o relé, que por sua vez, acciona o ventilador. Durante todo o processo de controle o Arduíno envia dados, de temperatura e humidade, para o display através da interface I2C.
Actuadores no protótipo serão usados dois actuadores:
· Relé é o elemento interruptor, assim que o ventilador não pode ser directamente accionado com a tensão de saída do Arduíno por ser baixa, é usado o relé no modo normalmente aberto, assim que o Arduíno accionar a saída o relé fecha e o ventilador é accionado.
· Ventilador é transdutor de saída, transforma a energia eléctrica em mecânica, é elemento que facilita a circulação do ar no aviário e assim diminuir a temperatura e Humidade. É accionado sempre que a temperatura e Humidade do ambiente forem acima de 28ºC e 70%, respectivamente, até o aviário atingir temperatura e Humidade abaixo ou iguais a 28ºC e 70%, atingindo esses valores, o ventilador é desligado.
Interface homem máquina (IHM) é o elemento que proporciona a supervisão do sistema, nesse caso observar os valores de temperatura e humidade. Essa etapa é constituída por dois elementos apresentados abaixo. 
· Interface I2C é o elemento que proporciona a comunicação entre o Display 16x2 com o Arduíno, tem como vantagem a diminuição de pinos de interligação entre o Arduíno e o display 16x2.
· Display 16x2 é o elemento que proporciona a interacção homem-máquina, com o display 16x2 o utilizador poderá ver os dados de temperatura e Humidade a tempo real.
Fonte de Alimentação é o elemento que vai alimentar o Arduíno e ventiladores, já os sensores, relé, interface I2C e relé serão alimentados por uma fonte interna do Arduíno. 
Circuito do sistema 
A figura 3.4 apresenta o circuito do sistema, dividido pelos principais blocos que são o Arduíno, Interface homem máquina, actuadores, sensores e a fonte de alimentação. O circuito foi desenhado usando o simulador proteu 8 profissional.
Figura 3.4 circuito do sistema desenhado no proteus 
Fonte: autor
Funcionamento do sistema em blocos 
A figura 3.4 apresenta o circuito do sistema, e o seu funcionamento será explicado abaixo em blocos:
Fonte de alimentação 	
Figura 3.5 fonte de alimentação do sistema
Fonte: autor
A fonte de alimentação recebe o sinal sinusoidal da rede eléctrica de 220V e com o auxílio de um transformador abaixador, que baixa a tensão de 220V para 12V, como os circuitos são alimentados por uma tensão continua o sinal é rectificado por uma ponte de rectificação, composto por 4 díodos. Para garantir que o sinal continuo não sofra pequenas variações foi usado o regulador de tensão de 12V e o led foi usado para mostrar que a fonte está funcionando.
O Arduíno tem uma entrada de 12V de tensão continua, como o microcontrolador é alimentado por uma tensão de 5V, o Arduíno tem um regulador de tensão interno que fornece na saída uma tensão de 5V.
No protótipo o rele, sensor e interface I2C são alimentados pela tensão interna do Arduíno. O Arduíno e os ventiladores são alimentados pela tensão da fonte de alimentação.
Arduíno Uno
Figura 3.6 controlador do sistema
Fonte: autor
Na figura 3.6 está presente o Arduíno uno, sua representação nos proteus, com um oscilador interno e microcontrolador Atmega328. o Arduíno vai receber dados do DTH11 no pino 15 através de um sinal serial de uma única via, recebidos os dados de temperatura e humidade serão processados para activar actuadores quando a temperatura for maior que 28ºC e humidade maior que 70% e sempre enviar dados ao Display 16x2 para que sejam mostrados. Para enviar os dados ao Display 16x2 usa o protocolo I2C, usando a interface I2C através dos pinos 18 e 19 que correspondem aos pinos A4 e A5, usando o endereço 0x20, e esse fara a comunicação com o display 16x2.O Arduíno através da sua fonte interna terá a função de controlar e alimentar o display 16x2, modulo de relé e sensor DTH11.
Interface Homem Máquina
Esse bloco é composto pela interface I2C e display 16x2. Através dos pinos 18 e 19 com o enderenço 0x20, a interface I2C se comunica com o Arduíno, e por sua vez transfere os dados para que sejam vistos no display 16x2.A figura 3.7 mostra a representação da interface I2C e do display 16x2 nos proteus.
Figura 3.7 Interface homem maquina
Fonte: autor
Actuadores 
Esse bloco é composto por rele (e seu circuito de proteção) e ventilador( que é representado por uma lâmpada) como pode ser visto na figura 3.8 . para fonte de alimentação em um caso real será a rede elétrica, mas no protótipo será uma fonte de 12V . Quando a temperatura e Humidade forem maiores que os valores recomendados o Arduino ativara os relés usando os pinos 7 e 8, e com isso os ventiladores conectados ao pino normalmente aberto do relé serão ativados, funcionando até que a temperatura e humidade estejam nos valores recomendados.
Figura 3.8 actuadores do sistema
Fonte: autor
Sensores
Na figura 3.9 tem a representação do sensor DTH11 no Proteus, que tem 3 pinos de alimentação, terra e o pino que contém os dados de temperatura e Humidade. O circuito do sensor será alimentado por uma tensão de 5 volts oferecida pelo Arduíno, energizado faz a leitura da temperatura e humidade do ambiente e manda um sinal de uma via para o Arduíno através do pino A1, que corresponde ao pino 15 no Microcontrolador Atmega328. 
Figura 3.9 sensor do sistema
Especificações das matérias 
A folha de dados dos principais componentes está presente no anexo 2.
Sensor DHT11
 DHT11 é um sensor de temperatura e humidade que pode ser visto na figura 3.10, permite fazer leituras de temperaturas entre 0 a 50 °C e humidade entre 20 a 90%. O elemento sensor de temperatura é um termístor do tipo NTC e o sensor de humidade é do tipo HR202, o circuito interno faza leitura dos sensores e se comunica a um microcontrolador através de um sinal serial de uma via. É o sensor que será responsável providenciar dados de temperatura e humidade ao Arduíno, as suas especificações técnicas estão presentes na tabela 3.1. 
Figura 3.10 Sensor de temperatura e humidade DHT11
Fonte: filipeflop(2020)
Tabela 3.1 Especificações técnicas do sensor DHT11
	Características
	Especificações técnicas
	Modelo
	DHT11
	Faixa de medição de Humidade
	20 a 90% UR
	Faixa de medição de temperatura
	0º a 50ºC
	Alimentação
	3-5VDC (5,5VDC máximo)
	Corrente
	200uA a 500mA, em stand boy de 100uA a 150 uA
	Precisão de Humidade de medição
	± 5,0% UR
	Precisão de medição de temperatura
	± 2.0 °C
	Tempo de resposta
	2s
Fonte: filipeflop (2020).
Arduíno Uno
Arduíno Uno é uma placa microcontrolador baseada no ATmega328P. Possui 14 pinos de entrada / saída digital (dos quais 6 podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um ressonador de cerâmica de 16 MHz, uma conexão USB, um conector de alimentação, um conector ICSP e um botão de reinicialização. O Arduíno Uno, figura 3.11, será responsável por ler os dados obtidos pelo sensor DHT11, mostra-los no display usando a interface I2C e fazer o accionamento dos ventiladores através dos relés em caso de temperatura superior a 28ºC e humidade de ar maior que 70%. A tabela 3.2, mostra as especificações técnicas do Arduíno.
Figura 3.11 Arduíno Uno
Fonte: Arduíno (2021).
Tabela 3.2 Especificações técnicas do Arduíno UNO
	Características 
	Especificações técnicas 
	Microcontrolador
	ATmega328
	Tensão de operação 
	5V
	Tensão de entrada(recomendada)
	7-12V
	Tensão de entrada (Limite)
	6-20V
	Pinos digitais (entrada e saída)
	14 (o 6 para Saída PWM)
	Pinos analógicos de entrada
	6
	Corrente CC de (entrada e saída)
	40 mA
	Memória Flash
	32 KB
	SRAM
	2 KB
	EEPROM
	1 KB
	Clock Speed
	16 MHz
Fonte: Arduíno (2021).
Display 16x2 
 O display 16x2, como pode ser visto na figura 3.11, é um modelo de display vastamente utilizado em projectos onde se necessita uma interface homem-máquina (IHM). Ele é composto por 16 colunas e 2 linhas com a escrita na cor branca e sua backlight (luz de fundo) azul para exibição de caracteres, letras e números de forma clara e nítida, melhorando a visibilidade para quem recebe a informação. O display 16x2 terá a função de mostrar em tempo real os valores de temperatura e humidade do aviário na tabela 3.3 tem o resumo das suas especificações técnicas. 
Figura 3.12 display 16x2
Fonte: curtocircuito (2018).
Tabela 3.3 Especificações técnicas do Display 16x2
	Características
	Especificações técnicas
	Tensão de trabalho
	 4,5V ~ 5,5V
	Corrente de trabalho
	1,0mA ~ 1,5mA
	Corrente do backlight
	75mA ~ 200mA
	Controlador
	HD447780
	Tamanho do ponto
	 0,52 x 0,54 mm
	 Tamanho do caractere
	3 x 5,02 mm
	Área do visor
	64,5 x 14 mm
	Interface
	I2C
Fonte: curtocircuito (2018).
Interface I2C
 O Módulo Serial I2C para Display - PCF8574, figura 3.13, é um módulo cujo a função é transformar a ligação paralela dos displays Alfanuméricos para serial, assim, trabalhando de forma mais fácil e economizando diversas portas (curtocircuito, 2018).com a Interface I2C teremos a possibilidade de usar poucos pinos para fazer a interface entre Arduíno e Display 16x2. As suas especificações técnicas estão presentes na tabela 2.6. 
Figura 3.13 Interface I2C
Fonte: curtocircuito (2018).
Tabela 3.4 Especificações técnicas da Interface I2C
	Características
	Especificações técnicas
	Tensão de trabalho
	+5V
	Suporte de protocolo
	I2C
	Compatibilidade
	Telas LCD de 16x2 e 20x4
	Endereço I2C
	0x20 a 0x27 
	Controlador 
	PCF8574
Fonte: curtocircuito (2018).
Ventilador (cooler)
 É um sistema de arrefecimento usado em diversos tipos de hardwares electrónicos com o objectivo de evitar a sobrecarga de calor que estes componentes geram. O cooler, como pode ser visto na figura 3.14, será usando de forma análoga ao um ventilador, será accionado pelo Arduíno quando em temperaturas e humidade do ar superior a 28ºc e 70%, respectivamente e terá a função de fazer a troca de ar no ambiente, a tabela 3.4 tem as especificações técnicas do cooler. 
Figura 3.14 ventilador(cooler)
 Fonte: Wikipédia (2020)
Tabela 3.5 Especificações técnicas do cooler
	Características
	Especificações técnicas
	Tensão
	DC12V
	Corrente
	 0.22A 
	Potencia
	 3.36w
	Nível
	35db
	Velocidade
	2200RMP ± 10%
	 Volume
	 75CFM
	Vida
	Vida: 30000H
Fonte: Wikipédia (2020)
Fontes de Alimentação 
É um equipamento usado para alimentar as cargas eléctricas. No protótipo será usado uma fonte de corrente continua de 12V com as especificações técnicas presente na tabela 3.6.
Tabela 3.6 especificações técnicas de uma fonte de alimentação
	Características
	Especificações técnicas
	Tensão de saída
	12V DC
	Corrente de saída
	 DC4000mA DC
	Tensão de entrada
	220V AC
	Corrente de entrada
	1.5A AC
Fonte: autor
Planta do protótipo 
figura 3.15 planta do protótipo
fonte: autor.
A planta do protótipo, figura 3.15, que foi feito com uma caixa de madeira. No protótipo teremos um ambiente fechado usando a ventilação positiva de fluxo de ar longitudinal.
O sensor de temperatura ficara dentro da planta e os componentes serão fixados numa placa de montagem como pode ser visto na figura 3.16 
Figura 3.16 sistema montado
Fonte: autor
Orçamento do protótipo 
Tabela 3.7 Orçamento do protótipo
	Material electrónico 
	Quantidade 
	Preço por unidade (MZN) 
	Preço total (MZN)
	Arduíno Uno
	1
	1400
	1400
	Sensor DTH11
	1
	350
	350
	jumper
	10
	10
	100
	Caixa de madeira
	1
	600
	600
	cooler
	3
	-
	-
	Display 16x2
	1
	400
	400
	Interface I2C
	1
	400
	400
	Relés
	1
	380
	380
	Total
	
	
	3630
Fonte: autor
CAPÍTULO IV – ANALISE E DISCURSÃO DE RESULTADOS 
Testes do funcionamento
Os testes do sistema serão feitos com o auxílio do simulador proteus e testes feitos na pratica. A simulação feita no proteus tem como objectivo verificar se o algoritmo foi bem programado antes de inserir o código no Arduíno. 
Simulação com proteus 
Na figura 4.1 temos a simulação do sistema no proteus, que ocorreu sem nenhum problema, como pode ser visto na figura 4.1, a temperatura é superior a valores pré-estabelecido e com isso o controlador accionou o ventilador, que são as lâmpadas. Também pode ser observado que o display apresenta na sua tela os valores de temperatura e humidade. 
Figura 4.1 simulação do protótipo no proteus
Testes feitos na pratica 
Os resultados apresentados foram adquiridos no dia 03 de abril de 2021, das 16:17 a 16:21 minutos e segundo a televisão miramar a temperatura máxima seria de 28ºC e a mínima 20ºC. os dados desenhar os gráficos foram obtidos com o auxílio do Monitor serial do programa Arduíno IDE que variava no intervalo de 8.12 segundos. Como a temperatura era de 27ºC foi necessário aumentar a temperatura da caixa, usando uma lâmpada com 100W de potência.
Testes feitos com sistema de controle
Ligada a lâmpada a temperatura da caixa aumentou e os resultados foram apresentado no display e no momento que a temperatura excedeu o limite pré-estabelecido os ventiladores foram activados, mostrando que o sistema de controle funciona correctamente. Nesse momento a lâmpada foi desligada e os ventiladores continuaram em funcionamento, mas quando a temperatura diminuiu, com ajuda dos actuadores os ventiladores foram desligados, mostrando mais uma vez que o sistema de controle automático funciona. A variação da temperatura e humidade durante o funcionamento do sistema estão apresentados no gráfico da figura 4.2. 
Figura 4.2 variação de temperatura e humidade na caixa com sistema de controle automático 
Fonte: autor
Testes feitos sem sistema de controle automático 
Ligada a lâmpada, a temperatura da caixa aumentou e os resultados foram apresentado no display e no momento que a operador observou que a temperatura excedeu o limite pré-estabelecido, ligou os ventiladores, e nesse mesmo momento desliga a lâmpada. os ventiladores continuaram em funcionamento, até quandoo operador observou que a temperatura diminuiu, desligou os ventiladores. A variação da temperatura e humidade na caixa sem a presença de um sistema de controle automático é apresentado no gráfico da figura 4.3.
Figura 4.3 variação de temperatura e humidade na caixa sem um sistema de controle automático
Comparação dos resultados obtidos
Conclusões tiradas observando os dois gráficos, considerando que o gráfico da figura 4.2 seja considerado gráfico “A” e gráfico da figura 4.3, gráfico “B”:
· O gráfico “A” o menor tempo de acomodação que segundo Ogata (2010) é o tempo necessário para que a curva de resposta alcance valores em uma faixa ou seja o tempo que o sistema leva até atingir a estabilidade;
· O gráfico “A” tem menor Máximo sobressinal que segundo Ogata (2010) é o valor máximo de pico da curva de resposta, medido a partir da unidade nesse caso medido a partir da temperatura de 28ºC.
Com isso pode ser concluído que o sistema de controle automático tem melhor resposta transitória. Alguns factores podem ser levados em consideração para que a resposta do gráfico “A” seja melhor que o gráfico” B” como a possível demora para o operador desligar a lâmpada. Mesmo com os possíveis erros, todos os cuidados foram tomados para que fosse feito uma boa amostragem.
Vantagens do Sistema
· Menor consumo energético, pois os ventiladores são ligados quando necessário;
· Maior produtividade de ovos;
· Longevidade das aves de postura, com um sistema de controle de temperatura e humidade além de ter maior produtividade poderão estender o tempo de produção;
· Sistema mais exacto;
Aplicações do Sistema
Esse sistema pode ser aplicado em aviários de postura e de corte, ate mesmo no controle de um sistema de ventilação de residências, efectuando pequenas modificações.
CAPÍTULO V – CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 
 Conclusão 
Os resultados da simulação e dos testes feitos com o protótipo mostram que os objectivos foram alcançados. Com o software de simulação proteus foi possível comprovar que o sistema activa os ventiladores quando os valores de humidade ou temperatura forem maiores que os recomendados e o desactivava em caso da diminuição dos valores. 
O protótipo implementado funciona correctamente, efectuando a leitura da temperatura e humidade do aviário (nesse caso uma caixa fechada), quando os valores de temperatura e humidade são superiores aos pré-estabelecidos os ventiladores são activados. No caso de valores de temperatura e humidade inferiores aos pré-estabelecidos os ventiladores são desactivados, cumprindo com um dos objectivos do trabalho.
Recomendações 
Para futuros trabalhos de controle de temperatura e humidade faço as seguintes recomendações:
· Adição de um sistema de nebulização;
· Adicionar um sistema de monitoramento sem fio, usando telefone, para que o operador possa fazer o controle a distância do aviário;
· Para uma ventilação eficiente é necessário que o aviário seja totalmente vedado;
Bibliografia
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[2] Afanso, M. (2019). carta de Moçambique. Obtido em 28 de Fevereiro de 2021, de cartamz: https://cartamz.com/index.php/empresas-marcas-e-pessoas/item/3664-gain-e-cta-apostam-na-producao-de-ovos-para-combater-desnutricao-cronica
[3] Baeta, F., e Souza, C. (2010). Ambiência em edificações rurais, conforto animal. Viçosa, MG: UFV.
[4] Barbosa, J. A. (2004). Avaliação do bem-estar de aves poedeiras em diferentes sistemas de produção e condições ambientais, utilizando análise de imagens. Piracicaba: José Antonio Delfino Barbosa Filho.
[5] Carcalho, L. S. (2012). Nutrição de poedeiras em clima quente. Revista Científica Eletrônica de Medicina Veterinária, v.18,.
[6] curtocircuito. (2018). curtocircuito. Obtido em 2021 de fevereiro de 2021, de curtocircuito: https://www.curtocircuito.com.br/display-lcd-16x2-backlight-azul.html
[7] Ferreira, R. A. (2005). Maior produção com melhor ambiente para aves, suínos e bovinos. Viçosa: Aprenda Fácil.
[8] Ferreira, R. C. (2017). slideshare. Obtido em 8 de abril de 2021, de lideshare net: https://www.slideshare.net/LayaneRibeiroMascare/instalaes-de-aves
[9] filipeflop. (2021). filipeflop. Obtido em 13 de fevereiro de 2021, de filipeflop: https://www.filipeflop.com/produto/sensor-de-umidade-e-temperatura-dht11/
[10] Maruyama, N. (2017). edisciplinas.usp.br. Obtido de edisciplinas.usp.br: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4183182/mod_resource/content/1/Aula1V2017.pdf
[11] Ogata, K. (2010). engenharia de controle moderno (5ª ed.). são Paulo: Pearson Prentice Hall.
[12] Prado, G. A., e Prado, G. F. (2020). bigsal. Obtido em 8 de abril de 2021, de www.bigsal.com.br: http://www.bigsal.com.br/cartilha/CRIACAO-E-MANEJO-DE-AVES-POEDEIRAS.pdf
[13] Rodrigues, R. (2020). afe. Obtido em 10 de Abril de 2021, de afe: https://www.afe.com.br/artigos/dicas-para-alimentar-galinhas-poedeiras
[14] SENAI. (2017). dequi.eel.usp.br. Obtido de dequi.eel.usp.br: http://www.dequi.eel.usp.br/~felix/Controle.pdf
[15] Tinoco, I. F. (2001). Avicultura industrial: novos conceitos de materiais, concepções e técnicas construtivas disponíveis para galpões avícolas brasileiros. Campinas: Revista Brasileira de Ciência Avícola.
[16] Vercese, F. (2010). Efeito da temperatura sobre o desempenho e a qualidade dos ovos de codornas japonesas. Botucatu: Francine Vercese.
[17] weather spark. (2020). weather spark. Obtido em 7 de abril de 2021, de pt.weatherspark: https://pt.weatherspark.com/y/97167/Clima-caracter%C3%ADstico-em-Matola-Mo%C3%A7ambique-durante-o-ano
[18] wikipedia.org. (2020). wikipedia. Obtido em 13 de fevereiro de 2021, de wikipedia.org: https://pt.wikipedia.org/wiki/Cooler
[19] Zimbico, A., e Anselmo, A. (2019). AT1 - Introdução dos sistemas de controle. 
Anexos
Anexo 1: código do sistema 
 #include <dht11.h> //biblioteca do sensor DTH11
 #include <LiquidCrystal_I2C.h>//biblioteca LCD 16x2 e interface I2C
 #include <Wire.h> //biblioteca da interface I2C
 #define RELAY1 7 //Ligar o "IN1"do Relé no "pino 7" do Arduíno
 #define RELAY2 8// Ligar o "IN2"do Relé no "pino 8" do Arduíno
 dht11 DHT; // cria um objecto que o sensor DHT11
 String temper;// variável responsável por pegar a situação dos ventiladores: Ligado ouDesligad 
 int dhtpin = A1; // Pino analógico em que o sensor DHT11 está conectado
 /*** Configuração do LCD ***/
 LiquidCrystal_I2C LCD (0x20,2,1,0,4,5,6,7,3, POSITIVE);
 
 void setup () {
 Wire.begin(); // inicia a porta I2C
 Serial.begin(9600);
 /*** Configurando o "pino 7" e "pino 8" do Arduíno como Saída (OUTPUT) ***/
 pinMode (RELAY1, OUTPUT); 
 pinMode (RELAY2, OUTPUT);
 lcd. begin (16,2); // define o display com 16 colunas e 2 linhas
 }
A1.1
void loop () {	
 DHT.read(dhtpin);					 //lê as informações do sensor
 if (DHT.temperature > 28 || DHT.humidity > 70){ //condicoes para que os ventiladores sejam ativados 
 digitalWrite(RELAY1, HIGH); 		 //ativa o primeiro ventilador 
 delay(10000); //espera 10segundos para que o segundo ventilador seja ativados
 digitalWrite(RELAY2, HIGH); //ativa o segundo ventilador 
 temper = "Ligados"; // mostra na tela que os ventiladores foram ativados 
 } 
 else {
 /*------------------ ventiladores desligados --------------*/
 digitalWrite(RELAY1, LOW);
 digitalWrite(RELAY2, LOW);
 temper = "Desligados"; 
 }
 /*------------------ Impressões LCD --------------*/
 lcd.clear();
 lcd.setCursor(0,0);
 lcd.print("Projeto de Eletronica");
 lcd.setCursor(0,1);
 lcd.print("Controle de Aviario");
 delay(2000);
 lcd.clear();
A1.2
 
 lcd.setCursor(0,0);
 lcd.print("Humidade: ");
 lcd.print(DHT.humidity);
 //Serial.println(DHT.humidity); //usado para colher os dados no monitor serial
 Serial.println(" ");
 lcd.print("%");
 lcd.setCursor(0,1);
 lcd.print("Temperatura:");
 //Serial.println(DHT.temperature); //usado para colher os dados no monitor serial
 lcd.setCursor(0,0);
 lcd.print("Status :");
 lcd.setCursor(0,1);
 lcd.print(temper);
 delay(1000); 
 lcd.clear();
 lcd.print(DHT.temperature);
 lcd.write(B11011111);
 delay(5000);
 }
A1.3
Anexo 2: folha de dados 
Figura A2- 1 folha de dados do sensor DTH11
A2.1
Arduino
Figura A2- 2 pinos de Arduíno Uno
A2.2
Ventilador(cooler)
Figura A2- 3 folha de dados do cooler
Temperatura e Humidade em função do tempo
Temperatura(ºC)	0	8.12	35.288	16.24	24.36	32.48	40.06	48.72	56.84	64.96	73.08	81.2	89.32	97.44	105.56	113.68	121.8	129.92	138.04	146.16	154.28	162.24	170.52	178.64	186.76	194.88	27	27	27	27	28	29	29	31	31	32	33	33	32	31	31	30	29	29	29	28	28	28	28	28	28	28	Humidade(%)	0	8.12	35.288	16.24	24.36	32.48	40.06	48.72	56.84	64.96	73.08	81.2	89.32	97.44	105.56	113.68	121.8	129.92	138.04	146.16	154.28	162.24	170.52	178.64	186.76	194.88	41	41	41	41	41	38	31	28	27	26	23	24	26	28	28	31	32	33	34	35	36	36	37	37	38	38	
Temperatura e Humidade em função do tempo
Temperatura(ºC)	0	8.12	35.288	16.24	24.36	32.48	40.06	48.72	56.84	64.96	73.08	81.2	89.32	97.44	105.56	113.68	121.8	129.92	138.04	146.16	154.28	162.24	170.52	178.64	186.76	194.88	27	28	29	30	33	35	37	37	37	36	35	35	34	33	32	31	31	30	30	30	30	30	30	29	29	29	Humidade(%)	0	8.12	35.288	16.24	24.36	32.48	40.06	48.72	56.84	64.96	73.08	81.2	89.32	97.44	105.56	113.68	121.8	129.92	138.04	146.16	154.28	162.24	170.52	178.64	186.76	194.88	36	35	32	25	21	16	12	12	13	15	16	18	20	22	24	26	26	24	26	27	28	29	30	28	28	33	
A2.3
 
Inicio 
T=temperatura 
H=umidade 
T>28 ou H>70 
Relay1=ativo 
Delay (3000) 
Relay2=ativo 
Relay1=desativo 
Relay2=desativo 
SIM
MM
m 
Nao 
“temperatura”
, T 
“umidade”, H 
 
Fim 
ABCDEFGHJK
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sistema circuito2.pdsprj
10/04/2021
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C:\Users\Enoque Muchanga\OneDrive\PROJETO DO CURSO\sistema circuito2.pdsprj
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1of1
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DESIGN TITLE:
sistema circuito2.pdsprj
PB0/ICP1/CLKO/PCINT0
PB1/OC1A/PCINT1
PB3/MOSI/OC2A/PCINT3
PB2/SS/OC1B/PCINT2
PD6/AIN0/OC0A/PCINT22
PD5/T1/OC0B/PCINT21
PD4/T0/XCK/PCINT20
PD3/INT1/OC2B/PCINT19
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PD1/TXD/PCINT17
PD0/RXD/PCINT16
PB4/MISO/PCINT4
PB5/SCK/PCINT5
PB7/TOSC2/XTAL2/PCINT7
PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6
PC6/RESET/PCINT14
PC5/ADC5/SCL/PCINT13
PC4/ADC4/SDA/PCINT12
PC3/ADC3/PCINT11
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AVCC
AREF
PD7/AIN1/PCINT23
ARDUINO UNO
IO7
IO6
IO5
IO4
IO3
IO2
IO1
IO0 IO8
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
RESET
AREF
+
5
V
SS
MOSI
MISO
SCK
+5V
LED & Reset
RXD
TXD
IO10
IO11
IO12
IO13
IO13
IO0
IO1
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
IO14
IO15
IO16
IO17
IO18
IO19
RESET
Arduino 328
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SCL
67
29
%RH
>
°C
DATA
2
VDD
1
GND
4
U2
DHT11
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C
L
1
4
S
D
A
1
5
I
N
T
1
3
A
0
1
A
1
2
A
2
3
P
0
4
P
1
5
P
2
6
P
3
7
P
4
9
P
5
1
0
P
6
1
1
P
7
1
2
U4
PCF8574
D
7
1
4
D
6
1
3
D
5
1
2
D
4
1
1
D
3
1
0
D
2
9
D
1
8
D
0
7
E
6
R
W
5
R
S
4
V
S
S
1
V
D
D
2
V
E
E
3
LCD1
LM016L
I
O
1
9
I
O
1
8
IO15
RL2
5V
L2
12V
V2
VSINE
IO8
+5V
D2
1N4007
R5
10k
Q1
2N2222
+5V
RL1
5V
L1
12V
V1
VSINE
IO7
D3
1N4007
R6
10k
Q2
2N2222
+5V
Atuadores
Sensor
D4
1N4007
D5
1N4007
D6
1N4007
D7
1N4007
V3
220V
VI
1
VO
3
G
N
D
2
U3
7812
TR1
TRAN-2P2S
C1
47uF
C2
10uF
R7
330
D8
LED
1
2
V
VI
1
VO
3
G
N
D
2
U5
7805
C3
47uF
C4
10uF
R8
330
D9
LED
5
V
1
2
V
IHM
Fonte de alimentacao
D4
1N4007
D5
1N4007
D6
1N4007
D7
1N4007
V3
220V
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1
VO
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N
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2
U3
7812
TR1
TRAN-2P2S
C1
47uF
C2
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R7
330
D8
LED
1
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V
VI
1
VO
3
G
N
D
2
U5
7805
C3
47uF
C4
10uF
R8
330
D9
LED
5
V
1
2
V
Fonte de alimentacao
PB0/ICP1/CLKO/PCINT0
PB1/OC1A/PCINT1
PB3/MOSI/OC2A/PCINT3
PB2/SS/OC1B/PCINT2
PD6/AIN0/OC0A/PCINT22
PD5/T1/OC0B/PCINT21
PD4/T0/XCK/PCINT20
PD3/INT1/OC2B/PCINT19
PD2/INT0/PCINT18
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PD0/RXD/PCINT16
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PB5/SCK/PCINT5
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PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6
PC6/RESET/PCINT14
PC5/ADC5/SCL/PCINT13
PC4/ADC4/SDA/PCINT12
PC3/ADC3/PCINT11
PC2/ADC2/PCINT10
PC1/ADC1/PCINT9
PC0/ADC0/PCINT8
AVCC
AREF
PD7/AIN1/PCINT23
ARDUINO UNO
IO7
IO6
IO5
IO4
IO3
IO2
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IO0 IO8
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
RESET
AREF
+
5
V
SS
MOSI
MISO
SCK
+5V
LED & Reset
RXD
TXD
IO10
IO11
IO12
IO13
IO13
IO0
IO1
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
IO14
IO15
IO16
IO17
IO18
IO19
RESET
Arduino 328
SDA
SCL
HJK
S
C
L
1
4
S
D
A
1
5
I
N
T
1
3
A
0
1
A
1
2
A
2
3
P
0
4
P
1
5
P
2
6
P
3
7
P
4
9
P
5
1
0
P
6
1
1
P
7
1
2
U4
PCF8574
D
7
1
4
D
6
1
3
D
5
1
2
D
4
1
1
D
3
1
0
D
2
9
D
1
8
D
0
7
E
6
R
W
5
R
S
4
V
S
S
1
V
D
D
2
V
E
E
3
LCD1
LM016L
I
O
1
9
I
O
1
8
IHM
RL2
5V
L2
12V
V2
VSINE
IO8
D2
1N4007
R5
10k
Q1
2N2222
+5V
RL1
5V
L1
12V
V1
VSINE
IO7
D3
1N4007
R6
10k
Q2
2N2222
+5V
Atuadores
67
29
%RH
>
°C
DATA
2
VDD
1
GND
4
U2
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IO15
+5V
Sensor