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ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÂO INDUSTRIAL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO MARCÍLIO NEVES DA SILVA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ARDUINO NO CONTROLE DE ILUMINAÇÃO PELO CELULAR ITAPECERICA DA SERRA /SP 2022 ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÂO INDUSTRIAL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO MARCÍLIO NEVES DA SILVA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ARDUINO NO CONTROLE DE ILUMINAÇÃO PELO CELULAR Artigo Científico Apresentado à Escola Politécnica Brasileira, como Requisito parcial para a obtenção do Título de Técnico em AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Professor Orientador: THAÍS DANTAS ITAPECERICA DA SERRA /SP 2022 RESUMO Para quem já possui um conhecimento um pouco mais avançado e está a fim de fazer algo um pouco diferente, a minha sugestão é que invista em um assunto Automação Residencial Arduino no Controle de Iluminação pelo Celular. Cada vez mais presente nos mais diversos fóruns, a automação surge com o propósito de revolucionar o modo de viver em casa, garantindo melhor acessibilidade, segurança e qualidade de vida, por meio do emprego da tecnologia ao alcance das mãos. Já pensou que incrível seria controlar toda a sua casa com o simples toque da tela do seu celular? E se eu te dissesse que isto na verdade é algo extremamente simples e totalmente acessível para quem deseja realizar este investimento e controlar luzes, equipamentos, cortinas e demais equipamentos através de um simples aplicativo gratuito? Se você acha complicado acreditar nisto, saiba que você precisaria somente de um Arduino, alguns módulos reles e um módulo Bluetooth para realizar este projeto, demais equipamentos iriam depender da adaptação e do projeto que iria realizar. Palavras-chaves: Automação Residencial Arduino no Controle de Iluminação pelo Celular. ABSTRACT For those who already have a little more advanced knowledge and want to do something a little different, my suggestion is that you invest in an Arduino Home Automation subject in Cellular Lighting Control. Increasingly present in the most diverse forums, automation appears with the purpose of revolutionizing the way of living at home, ensuring better accessibility, safety and quality of life, through the use of technology within reach. Have you ever thought how amazing it would be to control your entire home with the simple touch of your cell phone screen? What if I told you that this is actually something extremely simple and totally accessible for those who want to make this investment and control lights, equipment, curtains and other equipment through a simple free application? If you find it difficult to believe this, know that you would only need an Arduino, some relay modules and a Bluetooth module to carry out this project, other equipment would depend on the adaptation and the project that you would carry out. Keywords: Arduino Home Automation in Cellular Lighting Control. SUMÁRIO 1. Introdução…………………………………………….............01 2. Produtos utilizados no teste…………………………….........02 3. Montagens Física (Hardware) ………………………………03 4. Funcionamento Logico do Programa do projeto...................04 5. Referências bibliográficas........................................................05 1. Introdução Nesse projeto, será necessário encontrar um aplicativo funcional e que se encaixe perfeitamente as nossas necessidades, para desenvolver o referente projeto utilizamos um app gratuito que pode ser facilmente baixado através do Play Store, o “Arduino Bluetooth Kawalan”, o qual possui algumas funcionalidades exclusivas e extremamente úteis para o uso em nosso dia a dia ou pode se ser outros pois existem outros compatíveis. Você pode encontrar ele para download através do seguinte link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.app.control. Para a execução vamos utilizar um módulo relé de 2 canais e um módulo bluetooth para que junto a um Arduino possamos realizar o controle de cada rele forma independente, as quais estarão conectas as Lâmpadas para que através do acionamento pelo celular por uma distância possa ser feito o acionamento Liga, desliga. De modo geral, para assegurar maior segurança aos seus comandos, todo módulo bluetooth possui uma senha para poder se parear em dispositivos como celulares e tablets, o que irá assegurar que somente pessoas com permissão possam controlar o seu sistema de controle residencial. Sempre que pressionado algum comando junto aplicativo instalado em seu celular, o Arduino receberá através de ligação bluetooth um código pré-definido que resultará em um comando digital que acionará a rele em questão e acionará o seu equipamento, vale lembrar que a instalação pode ser feita de forma normalmente aberta (NA) ou normalmente fechada (NF). Ao montar o circuito deve-se observar a conexão do módulo bluetooth com a placa Arduino: a conexão TX do módulo deverá ser ligada ao RX do Arduino (porta digital 0), enquanto que a conexão do RX do módulo deverá ser ligada ao TX do Arduino (porta digital 1). •Como a conexão do módulo bluetooth também utiliza comunicação serial, isso pode interferir na comunicação com o computador, assim ao carregar o programa da CPU no arduino, deve-se desligar os cabos do módulo bluetooth com o arduino https://play.google.com/store/apps/details?id=com.app.control 2. Produtos utilizados no teste 1 Arduino UNO; 1 Módulo Rele 2 canais; 1 Módulo Bluetooth HC-05; Figura 1 arduino. Uno O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto baseada em hardware e software flexíveis e fáceis de usar. Destina-se a artistas, designers, amadores e qualquer pessoa interessada em criar projetos, objetos ou ambientes interativos... Arduino pode ter inúmeras finalidades, pois podemos adicionar sensores e módulos e programar qualquer coisa com ele. Na prática, qualquer pessoa pode desenvolver um software e inseri-lo na placa. Portanto, as possibilidades de uso dependem da imaginação e criatividade de cada um. Alguns projetos já desenvolvidos com o Arduino são: Acender e apagar lâmpadas ao bater palmas; Sistema de alarme com sensor de presença e teclado para ativar e desativar o sistema; Robô autônomo capaz de reconhecer o ambiente e desviar de obstáculos; Controle de acesso a ambientes com o uso de identificação por radiofrequência (RFID); Detector de vazamento de gazes inflamáveis. https://www.usinainfo.com.br/compativeis/arduino-uno-r3-cabo-usb-ab-arduino-3513.html https://www.usinainfo.com.br/modulos-para-arduino/modulo-rele-5v-10a-4-canais-com-optoacopladores-2534.html Figura 2 módulos Relé 5v para arduino Um relé permite que você ligue ou desligue um circuito usando tensão e/ou corrente muito maior do que o que o Arduino poderia suportar. O relé fornece isolamento completo entre o circuito de baixa tensão no lado do Arduino e o lado de alta tensão que controla a carga. É ativado usando 5V do Arduino, que, por sua vez, controla aparelhos elétricos como ventiladores, luzes e aparelhos de ar condicionado Relés são componente eletromecânicos que utilizam do princípio eletromagnético para fechar ou abrir contatos a partir de uma bobina em seu interior. Podemos assimilar seu funcionamento ao de uma chave, o ligamos quando queremos fechar o circuito e o desligamos quando desejamos abrir o circuito, impedindo o fluxo de corrente. No entanto, podemos diferenciaros relés Arduino em dois tipos diferentes: 1. Normais abertos (NO – Normal Open), ou seja, quando o relé for ligado, seus contatos serão fechados, e; 2. Normais fechados (NC – Normal Closed) pois, ao ser acionado, ele fará o papel de abrir o circuito. Alguns relés também possuem 2 contatos um NC e um NO no mesmo componente. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-corrente-eletrica.htm Figura 03 Módulos Bluetooth HC-05/ HC-06 O módulo Bluetooth usado neste projeto é o HC-05, que suporta as interfaces SPP e UART de comunicação serial nos modos mestre e escravo (9600-115200 bps). Usando esses recursos, ele pode se comunicar com outros dispositivos habilitados para Bluetooth, como telefones celulares, tabletes e laptops. O módulo funciona com fonte de alimentação de 3,3V a 5V. O módulo possui 4 pinos: –Vcc (alimentação de 3,6 à 6v e 10 mA), GND, RXD e TXD, sendo os dois últimos utilizados para comunicação com o Arduino via serial. –O nível lógico dos pinos RXD e TXD é de 3.3v, o que significa que, para o Arduino Uno, por exemplo, vamos precisar de um divisor de tensão no pino RX para evitar que o módulo seja danificado. Isso é necessário pois o Arduino Uno trabalha com nível de sinal de 5v. No mercado existem vários módulos que podem fazer o intermédio entre um dispositivo e outro, porém na mesma família deste módulo bluetooth Arduino que estamos utilizando, existem outros modelos extremamente semelhantes, o que pode gerar certa confusão na hora de utiliza-lo A maior semelhança está entre o módulo HC-05 e o HC-06, que são módulos com diferentes propostas, porém existe uma diferença que permite distingui-los que é a quantidade de pinos. Enquanto o modelo 05 tem 6 pinos, o 06 possui apenas 4 pinos como é mostrado na imagem a seguir. 3. Montagem Física (Hardware) Para o perfeito funcionamento do seu projeto Automação Residencial Arduino no Controle de Iluminação pelo Celular basta seguir de forma rigorosa a pinagem descrita na imagem abaixo, lembrando que alguns cuidados devem ser tomados levando em consideração que neste caso estamos trabalhando com tensão continua e alternada, pois há risco de choques Elétricos. Figura 4 esquema de ligação do projeto Com o circuito montado corretamente e o Arduino estiver gravado o nome do dispositivo no bluetooth será HC-05 e a senha de pareamento “1234”. Com o dispositivo pareado, podemos abrir o aplicativo, que já na primeira tela exibirá qual dispositivo você deseja conectar. Note que outros dispositivos que você já se conectou com seu celular aparecerão na lista. Escolha o HC-05 Neste momento o HC-05 estará piscando rapidamente, o que significa que nenhum dispositivo está conectado ainda. Quando for conectado, o módulo bluetooth começará a piscar lentamente e significa que o dispositivo está pronto para operar. No próprio app aparecerá uma bolinha vermelha ou verde sinalizando como está a situação da conexão. 4. Funcionamento Lógico do Programa do projeto Códigos do Software Serial 5. #include <SoftwareSerial.h> 6. 7. SoftwareSerial mySerial(0, 1); // 0-RX, 1-TX 8. 9. int rele = 9; // Define a porta Digital 9 como rele. 10. int rele1 = 8; // Define a porta Digital 8 como rele1. 11. int rele2 = 7; // Define a porta Digital 7 como rele2. 12. int rele3 = 6; // Define a porta Digital 6 como rele3. 13. 14. void setup() { 15. mySerial.begin(9600); // Define a comunicação serial em 9600. 16. pinMode(rele, OUTPUT); // Declara rele como um pino de saida. 17. pinMode(rele1, OUTPUT); // Declara rele1 como um pino de saida. 18. pinMode(rele2, OUTPUT); // Declara rele2 como um pino de saida. 19. pinMode(rele3, OUTPUT); // Declara rele3 como um pino de saida. 20. } 21. 22. void loop() { 23. char caracter = mySerial.read(); // Faz a leitura da caractere 24. 25. if (caracter == 'A') { // Se identificada caractere 'A'. 26. digitalWrite(rele, HIGH); // Liga rele. 27. } 28. if (caracter == 'a') { // Se identificada caractere 'a'. 29. digitalWrite(rele, LOW); // Desliga rele. 30. } 31. if (caracter == 'B') { // Se identificada caractere 'B'. 32. digitalWrite(rele1, HIGH); // Liga rele1. 33. } 34. if (caracter == 'b') { // Se identificada caractere 'b'. 35. digitalWrite(rele1, LOW); // Desliga rele1. 36. } 37. if (caracter == 'C') { // Se identificada caractere 'C'. 38. digitalWrite(rele2, HIGH); // Liga rele2. 39. } 40. if (caracter == 'c') { // Se identificada caractere 'c'. 41. digitalWrite(rele2, LOW); // Desliga rele2. 42. } 43. if (caracter == 'D') { // Se identificada caractere 'D'. 44. digitalWrite(rele3, HIGH); // Liga rele3. 45. } 46. if (caracter == 'd') { // Se identificada caractere 'd'. 47. digitalWrite(rele3, LOW); // Desliga rele3. 48. } 49. } Ao instalar o aplicativo em seu celular, observe que o mesmo possui a capacidade de controlar até oito diferentes equipamentos, com um total de 18 comandos este aplicativo também pode ser utilizado para controlar LEDs, motores e demais equipamentos, não se limitando somente a reles. Para seu perfeito funcionamento junto ao Arduino, o referente aplicativo possui diferentes caracteres para cada comando de atuação, comandos os quais são representados por letras alfabéticas minúsculas e maiúsculas de A a H, assim como na imagem demonstrada a baixo: Figura 5 plataforma do APP bluetooth Além de ser um aplicativo de fácil utilização e pareamento junto a dispositivos móveis, o Arduino Bluetooth Kawalan possui algumas ferramentas extremamente úteis que possibilitam, por exemplo, a autoprogramação para horário de desligamento e a possibilidade de configurar o nome das seções em uso. Para configurar o nome das seções em uso e agregar ainda maior organização e identificação ao seu projeto, basta abrir o menu principal e após na entrar em Button Name Settings, porém ressaltamos que para salvar as suas alterações e as tornarem funcionais, você deve clicar em SAVE e após em RESTART para reinicializar o sistema. Figura 6 plataforma do APP bluetooth controle Figura 07 APP controle de tempo e programação. Quanto a função de autoprogramação para horário de desligamento, possibilita que você programe seu equipamento para se desligar após 1, 15 ou 30 minutos e 1, 2 ou 4 horas de forma precisa e com um exclusivo timer para melhor controle do tempo transcorrido, além de gerar automaticamente ao seu celular uma notificação quando finalizado o tempo. Referências bibliográficas ARDUINO HOMEPAGE, DISPON ÍVEL EM: HTTP://WW W.ARDUINO.CC/, ACESSA DO EM: JANEIRO DE 2014. BRIAN EVANS, BEG INNING ARDU INO PROGRA MMING, 1ª ED IÇÃO, APRE SS, 2011. NEW YORK CITY. FRITZING-ELETR ONIC MADE EAS Y, D ISPONÍVEL EM: HTTP:// FRITZING.ORG/HOME/, ACES SADO EM: JANE IRO DE 2014. HAROLD TIMMIS, PRACTICAL ARD UINO ENG INEER ING, 1ª ED IÇÃO, APRE SS, 2011. NEW YORK CITY. JACK PURDU M, BEGINNING C F OR ARDU INO-L EARN C PROGRA MMING FOR THE ARDUINO, 1ª EDIÇÃO, APRES S, 2012. NEW YORK CITY. JULIEN BAYLE, C PR OGRAMMING FOR ARDUINO, 1ª EDIÇÃO, PACKT PUBLISHING, 2013. BIRMINGHAM. MICHAEL MCROBERTS, ARDUINO BÁSICO, 1ª ED IÇÃO, ED ITORA NOVATEC. 2011. SÃO PAULO-SP. MASSIMO BANZ I, PRIMEIROS PASSOS COM O ARDU INO, 1ª EDIÇÃ O, EDITORA NOVA TEC, 2011. SÃO PAULO-SP. SPARKFUN, DISPONÍVEL EM: HTTPS://LEARN.SPARKFUN.CO M/TUTOR IALS/, ACE SSADO EM: JANE IRO DE 2014. UNICA MP-COMPONENTES SEMICONDUTORES RÁPIDOS DE POTÊNCIA, D ISPONÍVEL E M: HTTP://WWW.DSCE.FEE.UNICAMP.BR/~ANTE NOR/HTMLFILE/HAR MO/FPCAP3/CAP 3.HTML, ACESSADO EM: JANEIRO DE 2014.
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