AP - Relatório - Automação Industrial

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO 
DISCIPLINA – AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO DE AUTOMAÇÃO COM ARDUINO 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARTHUR BEZERRA DE OLIVEIRA 
PROF. MARCOS WURZER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORTALEZA - CE 
2022 
 
 
 
 
 
 
RESUMO ................................................................................................................................... I 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................. 1 
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................... 2 
2 METODOLOGIA ............................................................................................................. 3 
2.1 EXPERIMENTO 1 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE ............................................... 3 
2.2 EXPERIMENTO 2 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE COM 1 LED INDICADOR ........... 5 
2.3 EXPERIMENTO 3 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE COM 3 LEDS INDICADORES ..... 7 
2.4 EXPERIMENTO 4 – SENSOR DE ULTRASSOM .................................................................... 11 
3 CONCLUSÕES ............................................................................................................... 13 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 14 
 
 
 
 
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RESUMO 
 
Este relatório descreve detalhadamente a realização de quatro experimentos, disponibi-
lizados no AVA Univirtus, na disciplina de Automação Industrial. Para a realização de todos 
os experimentos, foram utilizados o kit prático My Lab UNINTER Frederick Taylor e o sof-
tware Arduino IDE, o kit contém os hardwares necessários para a montagem das estruturas dos 
experimentos, e o Arduino todo o suporte necessário para programar as instruções dos experi-
mentos. Os experimentos descritos neste documento visam colocar em prática o conhecimento 
teórico adquirido durante o estudo da disciplina e propiciar a familiaridade do aluno com os 
equipamentos e peças de automação. 
 
Palavras-chave: Automação, Industrial, Arduino, Experimento, Prática. 
 
Abstract: This report describes in detail the performance of four experiments, available in 
AVA Univirtus, in the Industrial Automation discipline. For the accomplishment of all the ex-
periments, the practical kit My Lab UNIN TER Frederick Taylor and the Arduino IDE software 
were used, the kit contains the hardware of the experiments for the assembly of the structures 
of the experiments, and the Arduino all the necessary support to program as instructions from 
former experiments. The practical described in this document are intended to put the theoretical 
knowledge acquired during the study of the discipline and experienced the student's familiarity 
with automation equipment. 
 
Keywords: Automation, Industrial, Arduino, Experiment, Practice. 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
A Automação Industrial é um diferencial competitivo de grande relevância para as em-
presas existentes no mercado nos tempos atuais, a mão de obra especializada está se tornando 
a cada dia mais necessária para fazer acontecer as melhorias advindas de novas tecnologias 
(ROLLI, 2019), diante desta necessidade, as universidades incluíram em sua grade curricular 
práticas relacionadas a automação para ajudar a fixar os conhecimentos teóricos estudados pe-
los alunos. Esta atividade prática evidencia a aplicação dos conhecimentos adquiridos na disci-
plina de Automação Industrial por meio de quatro experimentos, no primeiro experimento, será 
demonstrado um exemplo de montagem, programação e funcionamento de um sensor de tem-
peratura e umidade do ambiente. No segundo experimento, será evidenciado a utilização de um 
sensor de temperatura junto com um LED, onde este será aceso caso o sensor identifique que o 
ambiente em questão atingiu uma temperatura mínima definida em programação. O terceiro 
experimento descreverá a realização de uma melhoria no segundo experimento, onde serão adi-
cionados mais dois LED’s que acenderão de acordo com as temperaturas mínima, média e má-
xima definidas em programação. O quarto e último experimento é composto pela montagem e 
programação de um sensor ultrassônico, que detecta a distância entre um objeto qualquer e o 
sensor. 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Desde os primórdios da humanidade há o que se falar sobre manufatura, a Manufatura 
nada mais é do que fazer com as mãos uma determinada tarefa, produto ou ferramenta (MA-
TIAS, 2022). Porém, após a Revolução Industrial que passamos a substituir significativamente, 
na prática, a manufatura pela automação. Conforme (RIBEIRO, 1999, p.14), a Automação é a 
substituição do trabalho humano ou animal por máquina. O século XVIII foi marcado pela pri-
meira fase da Revolução Industrial e pela descoberta da famosa máquina a vapor por James 
Watt, a descoberta deste maquinário impulsionou a mudança de todo o sistema produtivo da 
época para um processo mecanizado, com a utilização de máquinas a indústria atingiu níveis 
de produção nunca antes vistos, este fenômeno foi o início de uma série de mudanças na pro-
dução industrial, permitindo a criação da produção em série, por exemplo. Entre 1860 e 1900 o 
mundo entrou na segunda fase da Revolução Industrial, onde as grandes potências mundiais da 
época competiam pela melhor posição no mercado global e por grandes níveis de produção, a 
inovação advinda dessa competitividade possibilitou a utilização de novas formas de energia 
 
 
2 
 
no processo produtivo, como a energia elétrica e a derivada do petróleo (SELEME e SELEME, 
2013, p.15). Somente a partir de 1900 que a terceira fase da revolução industrial de fato começa, 
com grandes indústrias, empresas multinacionais e transacionais competindo em um mercado 
altamente competitivo e automatizando cada vez mais os seus processos e sua produção. 
A Automação continua sendo aprimorada até os dias atuais, a união de máquinas de úl-
tima geração com os mais recentes recursos de tecnologia da informação, como a internet e a 
Inteligência Artificial possibilitou a criação de processos de produção praticamente autônomos, 
fazendo com que as empresas se tornem cada vez mais competitivas, produzindo cada vez mais, 
com índices extremamente baixos de desperdícios ou de perdas e com uma margem de lucro 
cada vez mais elevada. Alguns teóricos da atualidade já defendem o conceito de quarta revolu-
ção industrial, desenvolvido pelo alemão Klaus Schwab, segundo o autor, na quarta fase da 
revolução industrial, em que nos encontramos, toda a forma de convivência, trabalho e relaci-
onamento está sendo fundamentalmente transformada e é marcada por uma mudança de para-
digmas, além do desenvolvimento tecnológico e altos níveis de automação. (ROCHA, LIMA e 
WALDMAN, 2020). Com a possibilidade de unir a Eletrônica, Mecânica e Tecnologia da in-
formação, o Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica muito versátil e amplamente 
utilizada por estudantes, hobbistas e profissionais das mais diversas áreas. O objetivo principal 
do Arduino é tornar o acesso à prototipagem eletrônica mais fácil, mais barata e flexível. As 
versões mais simples da placa utilizam um microcontrolador da família Atmel AVR e uma 
linguagem de programação baseada em C/C++. Com ele é possível criar projetos variados em 
eletrônica, desde os mais simples até aplicações intermediárias como Internet das Coisas (IoT), 
Robôs, Sistemas de Automação Residencial ou Industrial, Alarmes e outros (THOMSEN, 
2014). 
1.2 OBJETIVOS 
A reprodução dos experimentos propostos na disciplina de automação industrial da 
UNINTER visa identificar, utilizarna prática e descrever os conceitos e técnicas estudados 
nesta disciplina, fortalecendo o conhecimento adquirido. 
 
 
 
3 
 
2 METODOLOGIA 
Inicialmente, é importante entender que a placa do Arduino recebe e processa os coman-
dos através de um microcontrolador, os comandos podem ser programados em uma linguagem 
baseada em C/C++ através do software Arduino IDE. Com esses conceitos elucidados os expe-
rimentos ocorreram da seguinte forma: 
2.1 EXPERIMENTO 1 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE 
Com o objetivo de montar e programar um sensor de temperatura e umidade, para o ex-
perimento 1 foram utilizados os seguintes materiais: 
• Placar Arduino UNO; 
• Protoboard do Arduino; 
• Cabo USB do Arduino; 
• Sensor de temperatura e umidade; 
• 1 Jumper amarelo grande; 
• 1 Jumper vermelho grande; 
• 1 Jumper azul grande; 
• 1 Jumper vermelho pequeno; 
• 1 Jumper azul pequeno 
Organização e conexão dos componentes: 
O protoboard, como base dos equipamentos e distribuidor de circuitos elétricos, foi 
montado primeiramente com a ligação de um jumper vermelho grande e um jumper azul grande 
nas entradas GND e 5V da placa Arduino, respectivamente. Em seguida o sensor de temperatura 
e umidade foi encaixado no protoboard, no mesmo lado onde estavam localizadas os Jumpers 
azul e vermelho. O jumper azul pequeno foi ligado à saída GND mais próxima do sensor e 
conectado à linha azul do protoboard, a mesma onde o jumper azul grande foi ligado. Foi adi-
cionado o jumper vermelho pequeno na saída VCC mais próxima do sensor e conectado à linha 
vermelha do protoboard, a mesma onde foi ligado o jumper azul grande. 
O jumper amarelo grande foi ligado na linha central do sensor de temperatura e umidade 
e ligado à saída 2 da placa Arduino. A fonte de alimentação da placa foi realizada através da 
 
 
4 
 
conexão de um lado do cabo USB à placa Arduino e o outro lado do mesmo cabo à entrada 
USB do computador (FIGURA 1). 
 
Figura 1 
Programação do Sensor: 
As instruções de código digitadas no Arduino IDE começam com a inclusão da biblio-
teca DHT, utilizando a instrução #include <DHT.h>. Após a inclusão da biblioteca foi neces-
sário informar para o programa tipo de sensor utilizado através da instrução #define DHTYPE 
DHT11. Logo em seguida foram declaradas duas variáveis não inteiras, h e t, com as instruções 
float h=0 e float t=0, respectivamente. Com a instrução DHT dht(2, DHT11) foi informado 
ao Arduino que o sensor especificado está conectado à porta 2. 
O programa possui duas funções principais: setup() e loop(). No setup(), os comandos 
de inicialização do programa são executados. É configurada a comunicação do Arduino com o 
computador através do comando Serial.begin(), com a velocidade de 9600. Também ocorre a 
inicialização do sensor DHT através do comando dht.begin(). 
O loop() é uma função que é executada pelo Arduino repetidamente enquanto o pro-
grama estiver rodando. Para o experimento 1, o loop consiste em executar o comando delay() 
 
 
5 
 
para paralisar a execução por 2 segundos e na sequência os comandos dht.readHumidity() e 
dht.readTemperature() que executam a leitura dos valores medidos pelo sensor. Esses valo-
res são salvos nas variáveis h e t, respectivamente, e usados para imprimir textos no console do 
computador através do comando Serial.print(). Dessa forma, o programa faz a leitura de hu-
midade e temperatura do sensor a cada dois segundos e imprime na tela do computador os 
valores (FIGURA 2). 
 
Figura 2 
2.2 EXPERIMENTO 2 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE COM 1 LED 
INDICADOR 
O experimento 2 implementa no experimento 1 uma função adicional, fazendo com que 
além de detectar e exibir a temperatura do ambiente na tela do Arduino IDE, um LED seja aceso 
quando o sensor detectar uma temperatura mínima definida no programa. Os seguintes materi-
ais foram utilizados para o experimento 2: 
• Todos os materiais do experimento 1; 
• 1 LED vermelho; 
• 1 Resistor; 
• 1 Jumper laranja grande; 
 
 
6 
 
• 1 Jumper azul pequeno; 
• 1 Jumper vermelho pequeno 
Organização e conexão dos componentes: 
Aproveitando a montagem do protoboard realizada no experimento 1, foi adicionado 
um LED vermelho, o lado menor deste componente foi ligado na linha azul que representa a 
conexão negativa do protoboard e o lado de maior tamanho do componente foi ligado à linha 
vermelha que representa a conexão positiva do protoboard, na mesma direção e na mesma co-
luna da ligação positiva foi inserido um resistor que fez a conexão entre um lado e outro do 
protoboard, do outro lado do protoboard, logo após o resistor, foi inserido o jumper laranja 
grande e conectado à saída 3 do Arduino. Para que o LED fosse alimentado adequadamente 
foram inseridos dois jumpers pequenos, vermelho e azul, conectando as separações de linhas 
existentes entre o LED e os circuitos positivo e negativo, respectivamente, conforme a imagem 
abaixo (FIGURA 3). 
 
Figura 3 
Programação do Sensor: 
 A programação do experimento 1 foi reaproveitada e algumas modificações foram rea-
lizadas, sendo elas descritas abaixo. Na função setup() foi incluído o comando pinMode(3, 
OUTPUT) para configurar a porta digital 3 do Arduino como uma porta de saída (output). O 
loop() foi alterado para lermos a temperatura do sensor como antes (dht1.readTemperature()) 
e feita uma checagem da temperatura recebida para caso ela seja maior ou igual a 22°C, enviar 
 
 
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um sinal HIGH na porta 3 do Arduino através do comando digitalWrite(). No caso de a tem-
peratura ficar abaixo dos 22°C, o sinal na porta 3 é desligado (com o mesmo comando digital-
Write() mas passando um parâmetro LOW de sinal). Dessa forma, o programa vai a cada 2 
segundos, verificar a temperatura do sensor e ligar ou desligar o LED da placa (através da de-
finição do sinal na porta digital) dependendo do valor de temperatura obtido (FIGURA 4). 
 
Figura 4 
2.3 EXPERIMENTO 3 – SENSOR DE TEMPERATURA E UMIDADE COM 3 LEDS 
INDICADORES 
O experimento 3 consiste em uma melhoria no experimento 2, acrescentando a este 
mais dois LEDs e definindo em programação três faixas de temperatura. De acordo com a tem-
peratura medida pelo sensor, um ou outro LED acenderá para indicar a temperatura do ambi-
ente. Para este experimento foram usados os seguintes materiais: 
• Todos os materiais do experimento 2; 
• 1 LED verde; 
• 1 LED amarelo; 
• 2 Resistores; 
• 1 Jumper verde grande; 
 
 
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• 1 Jumper amarelo grande 
Organização e conexão dos componentes: 
Aproveitando a montagem do protoboard realizada no experimento 2, foi realizado no-
vamente o mesmo processo para adicionar mais dois LEDs, um de cor verde um de cor amarela, 
juntamente com os seus respectivos resistores e jumpers, conforme realizado a montagem do 
LED vermelho no experimento 2. O jumper amarelo alimentou o LED amarelo, ligado na saída 
5 da placa Arduino e o jumper verde alimentou o LED verde, ligado na saída 6 da placa Arduino 
(FIGURA 5, 6 e 7). 
 
Figura 5 
 
 
9 
 
 
Figura 6 
 
Figura 7 
Programação do Sensor: 
 
 
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 Utilizando a programação do experimento 2, foram realizadas algumas modificações, 
descritas abaixo: 
 Na função setup() foram incluídos dois comandos pinMod() adicionais para configurar 
as portas digitais 4 e 5 do Arduino como portas de saída (output). 
 No loop() foram adicionadas duas checagens de temperatura para definir o sinal (HIGH 
ou LOW) das portas digitais 4 e 5. A primeira condicional adicionada identifica se a temperatura 
é igual está entre 26 e 27ºC para ligar a porta 4 e a segunda condicional identifica se a tempe-
ratura é menor ou igual a 25ºC para ligar a porta 5, além disso, a temperatura mínima definida 
no experimento 2 foi alterada para 28ºC. Foi utilizado o mesmo comando digitalWrite() para 
definir o sinal HIGH ou LOW em ambas as portas. 
 Respeitando essas condições o programa verifica a temperaturaa cada 2 segundos e 
deixa uma das 3 portas com sinal em HIGH, de acordo com o valor da temperatura, e as outras 
duas com sinal em LOW, fazendo com que apenas um dos 3 LEDs seja ligado, verifique o 
código na imagem abaixo (FIGURA 8). 
 
Figura 8 
 
 
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2.4 EXPERIMENTO 4 – SENSOR DE ULTRASSOM 
No experimento 4 foi montado um sensor de ultrassom que mede a distância entre o 
sensor e um objeto qualquer posicionado na frente do sensor, para este experimento os 
seguintes materiais foram utilizados: 
• Placa Arduino UNO; 
• Protoboard do Arduino; 
• Cabo USB do Arduino; 
• Sensor de ultrassom; 
• 1 Jumper preto grande; 
• 1 Jumper vermelho grande; 
• 1 Jumper azul pequeno; 
• 1 Jumper vermelho pequeno; 
• 1 Jumper verde grande; 
• 1 Jumper amarelo grande 
Organização e conexão dos componentes: 
Foi realizado a ligação de um lado do jumper preto grande na linha azul do protoboard 
e o outro lado na entrada GND da placa Arduino. Um lado do jumper vermelho grande foi 
conectado à entrada 5V da placa Arduino e o outro na linha vermelha do protoboard. 
O sensor de ultrassom foi fixado, centralizado no protoboard, no mesmo lado onde fi-
caram localizados os jumpers grandes preto e vermelho. Um lado do jumper azul pequeno 
foi ligado na saída GND do sensor de ultrassom e o outro na linha azul do protoboard. Para 
o jumper vermelho pequeno, um lado foi ligado na saída VCC do sensor de ultrassom e o 
outro na linha vermelha do protoboard. 
Foi conectado um lado do jumper amarelo grande na saída Trig do sensor e o outro lado 
na saída 12 da placa Arduino. O jumper verde grande teve um dos lados ligado na saída 
Echo do sensor e o outro lado ligado na saída 13 da placa Arduino. 
Além disso, o cabo USB foi conectado em um dos lados à placa Arduino e do outro lado 
na entrada USB do computador (FIGURA 9). 
 
 
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Figura 9 
Programação do Sensor: 
 Para identificação adequada do sensor utilizado foi incluído a biblioteca Ultrasonic atra-
vés do comando #include <Ultrasonic.h> e definida a função ultrasonic() da biblioteca para 
configurar as conexões das entradas 12 e 13 do Arduino e utilizá-las com o sensor. Na função 
setup() o comando Serial.begin() configura a comunicação serial do Arduino com o computa-
dor, as portas 12 e 13 foram configuradas como entrada e saída, respectivamente, o comando 
pinMode() define a porta 13 como saída. Na função loop() foi utilizado o comando digital-
Write() para alternar o sinal na porta 12 (trigPin) de LOW para HIGH e para LOW no final, 
com comandos de delayMicroseconds() entre essas mudanças de sinal. Com essa configuração 
o sensor de ultrassom consegue capturar o tempo de resposta e fazer a medição de distância. 
 
 
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Em seguida foi utilizado o comando ultrasonic.Ranging() para obter essa distância em centí-
metros e armazenar na variável distancia. Feito isto, a informação obtida é impressa na tela 
com o comando Serial.print() e o comando delay() define uma espera 1 segundo para executar 
novamente o loop. Desta forma, o programa verifica a cada segundo a distância medida pelo 
sensor de ultrassom e exibe esse valor no console do computador (FIGURA 10). 
 
Figura 10 
3 CONCLUSÕES 
 
A utilização de sistemas automatizados necessita de tecnologias para que haja uma con-
versação dos dados com os equipamentos, com os seres humanos e a interação com os processos 
de forma que haja uma real integração entre esses atores fazendo com que o processo possa 
realmente ocorrer de forma autônoma, com decisões precisas e em tempo hábil. 
Por meio dos experimentos foi possível notar a crescente acessibilidade de sistemas au-
tomatizados à população em geral, um exemplo disso é o Arduino, que pode ser utilizado para 
automação de tarefas rotineiras, desenvolvimento de pequenos projetos e até a criação de pro-
tótipos, sem a necessidade de grandes instalações ou equipamentos e com uma interação em 
tempo real. 
 
 
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4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
RIBEIRO, Marco Antônio. Automação Industrial. 4ª ed. Salvador-BA, 1999. P. 10-20. 
ROCHA, LIMA e WALDMAN, MUDANÇAS NO PAPEL DO INDIVÍDUO PÓS-REVO-
LUÇÃO INDUSTRIAL E O MERCADO DE TRABALHO NA SOCIEDADE DA IN-
FORMAÇÃO. Revista Pensamento Jurídico – São Paulo – Vol. 14, Nº 1, jan./jul. 2020. 
ROLLI, C. Indústria 4.0 pode gerar economia de R$ 73 bilhões ao ano. Disponível em: < 
https://www1.folha.uol.com.br/seminariosfolha/2019/02/industria-40-pode-gerar-economia-
de-r-73-bilhoes-ao-ano.shtml> Acesso em: 25 out. 2022. 
MATIAS, S. Entenda o Que Significa Manufatura e Quais Seus Principais Tipos! Dispo-
nível em: < https://webmaissistemas.com.br/blog/manufatura/> Acesso em: 25 out. 2022. 
THOMSEN, Adilson. O que é Arduino, para que serve e primeiros passos Disponível em: 
< https://www.filipeflop.com/blog/o-que-e-Arduino/> Acesso em: 25 out. 2022. 
SANTOS, Guilherme. O que é Automação Industrial? Disponível em: < https://www.auto-
macaoindustrial.info/o-que-e-automacao-industrial/> Acesso em: 26 out. 2022.