MICROCONTROLADORES E INTERNET DAS COISAS - Seminário VIII (Reparado)

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MICROCONTROLADORES E INTERNET DAS COISAS
Flaviano José¹
Tarcísio ²
RESUMO 
	Insira neste quadro o resumo do seu trabalho (deve conter no máximo, 250 palavras, composto de um único parágrafo, sem recuo na primeira linha. Use fonte Times New Roman, espaçamento simples, justificado, tamanho 12). O resumo deve conter o tema a ser tratado, o objetivo geral, a metodologia adotada e as conclusões.
Palavras-chave
	Insira nesse campo três palavras chaves que remetem ao seu trabalho (Veja o exemplo na trilha de aprendizagem).
1. INTRODUÇÃO
Atualmente as pessoas vem se interagindo cada vez mais com as coisas, facilitando diversas atividades que melhoram a praticidade, a segurança e o conforto. Isso se tornou possível com a novas tecnologias que se conectam entre si. Onde num simples toque no volante do seu carro, você fala para seu celular abrir o portão da garagem, sem que ao menos você tire as mãos do volante. 
Com avanço da tecnologia nos vemos cada vez mais inseridos nesse mundo tecnológico. Buscando cada vez mais, a atender novas necessidades a cada tipo de usuários. Sendo assim o mercado tem procurado desenvolver mais objetos futurísticos, que antes apenas se imaginava através de filmes de ficção. (MAGRANI, 2018).
Os dispositivos ou “coisas” se comunicam através da atuação de sensores e os dados recebidos pelo microcontrolador, este último tomando as ações necessárias inerentes ao controle da residência, o qual realiza a função desejada. Um dos princípios que nortearam a pesquisa foi o binômio custo-benefício, pois existe um grande valor agregado nos benefícios oferecidos ao usuário, tais como: praticidade, conforto e segurança na execução das tarefas com baixo custo de investimento, este último sendo o principal estímulo em melhorias na automação residencial através desta plataforma open-source de prototipação eletrônica baseada na flexibilidade, com hardware e software fácil de usar e que a cada dia vem crescendo no mundo, que é a plataforma Arduino. (WANZELER, FÜLBER, & MERLIN, 2016, p.40)
A Internet das Coisas (do inglês Internet of Things (IoT)), surgiu através do avanço de sistemas embarcados, microeletrônica, comunicação e sensoriamento. Com isso tem chamado muita atenção pelo seu potencial de abranger qualquer área, atuando nas mais diversas atividades humanas. (SANTOS, 2016).
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo Oliviera (2017, p. 17) “Internet das Coisas é muito mais que apenas ligar lâmpadas pelo smartphone. Não é somente ligar as “coisas” pela internet, mas também torná-las inteligentes, capazes de coletar e processar informações do ambiente ou das redes às quais estão conectadas.” 
Ainda de acordo com o que apresenta Oliveira (2017, p. 17) O conceito de Internet das Coisas não é novo. Há vinte anos, com a popularização da internet, já se pensava em formas de interligar os equipamentos que usamos no dia a dia com a internet. Algumas tecnologias desenvolvidas nos últimos anos tornaram essa comunicação factível, e com a queda de preços dos elementos envolvidos, em alguns anos, será realidade em todo o mundo.
Conforme Magrane (2018) tecnologias que fazem a iluminação ascender quando você está chegando em casa depois do trabalho, compartilhamentos em redes sociais, dos percursos, velocidade e distâncias de caminhadas ou pedaladas de bicicleta que você fez, transmitidas através de pulseiras ou palmilhas de sapato inteligentes, ou sensores em fazendas que avisam automaticamente ao proprietário quando o animal está doente. Todos esses modelos de inteligência são classificados como tecnologia revolucionária agregada a ideia do que vem sendo desenvolvido da internet das coisas (internet of things, IoT). 
“Os principais avanços para as casas inteligentes é que poderemos dispensar o roteador (WiFi) e poderemos utilizar, ao mesmo tempo e sem prejuízo de velocidade e qualidade de sinal, vários computadores, laptops, aparelhos de games, smart TVs, smartphones, smartwatches”, observa o professor (CHANG, 2021, Online).
O Shang (2021) ainda complementa a importância da tecnologia 5G, para a automação residencial usando os dispositivos IoT (Internet das coisas), como iluminação ligadas a internet; aparelhos de segurança, como fechaduras, câmeras, vídeos porteiros; eletrodomésticos inteligentes que gerenciam itens e solicitam pedidos de compras aos supermercados, ou fazem limpeza como robôs aspiradores, aparelhos áudios visuais conectados a celulares, etc. 
	Segundo uma pesquisa apresentada pelo IHS Markit (LUCERO, 2016), exibe a quantidade de dispositivos conectados no mundo inteiro no período de 2015 a 2025 (gráfico 1). Baseando-se no gráfico é que temos mais de 42 bilhões de dispositivos da Internet de Coisas instalados no mundo.
	Gráfico 1 - Dispositivos conectados de Internet das Coisas instalados em todo o mundo de 2015 a 2025 (em bilhões). Fonte: Adaptado IHS Markit (2016)
Parafraseando, Moulin (2021) O advento da Internet das Coisas e do 5G em escala poderá representar uma transformação tão ou mais profunda do que está para nós mesmos, nossas empresas e a sociedade em geral.
3. METODOLOGIA
A composição deste Paper foi realizada através pesquisas de caráter descritivo e explicativo, realizando por várias fontes de informação com auxílio da internet. Tendo como objetivo, mostrar como os microcontroladores e a internet das coisas estão inseridos em nosso convívio. Nos auxiliando nas mais diversas tarefas, tendo como exemplo a automação residencial, e como ela pode ser melhorada se conectando com essas tecnologias.
Foi através de pesquisas na internet, artigos, livros, manuais de equipamentos e o entendimento prático do funcionamento das coisas. Com isso foi possível entender e contextualizar sobre o assunto atualizado, uma vez que a tecnologia se desenvolve bastante rápida.
Procurando maneiras de facilitar o progresso desta pesquisa, considerei exemplos a minha residência, que possui alguns dos itens mencionados em livros como “A Internet das Coisas” de Eduardo Magrani e “Internet das coisas com ESP8266, Arduino e Raspberry PI” de Sérgio Oliveira.
FIGURA 2 – CAPA DO LIVRO INTERNET DAS COISAS
FONTE: Magrini (2017)
FIGURA 2 – CAPA DO LIVRO INTERNET DAS COISAS COM ESP8266, ARDUINO E RASPBERRY PI
FONTE: Oliveira (2017)
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Com o crescimento do uso da Internet de toda as Coisas (do inglês Internet of Thinsgs (IoT)), neste sentido fica cada vez mais fácil e barato, conectar praticamente todos os objetos físicos a rede, pois, as informações podem ser desenvolvidas, compartilhadas e realizadas automaticamente com ajuda de sistemas identificação automática. Com isso surge uma grande gama de aplicações, como a de segurança e/ou automação residencial, que transmite uma imagem em tempo real a imagem e áudio de quem está tocando em seu interfone, e você pode atender e dar acesso a sua residência, no outro lado do planeta. (SUNDMAEKER,2010).
“Os dados exibidos abaixo, é sobre a propriedade de dispositivos de gerenciamento doméstico inteligente por marca mostram os resultados da Statista Global Consumer Survey realizada no Brasil em 2022. Cerca de 55% dos entrevistados responderam à pergunta "De quais desses provedores você possui dispositivos Smart Home?" com "Samsung"”. KUNST (2022)
Gráfico 2 - Propriedade de dispositivo de gerenciamento de casa inteligente por marca no Brasil em 2022
Fonte: Adaptado, Kunst, (2022)
Em busca de uma melhor qualidade de vida, com aplicabilidade de uma automatização residencial com poucos recursos, tendo que ser objetiva, segura e eficaz no consumo da energia elétrica, usando inclusive, recursos naturais. 
Com acesso cada vez mais fácil e barato às novas tecnologias, muitas automatizações podem ser melhoradas e conectadas à internet das coisas. 
Então já imaginou você chegando com seu carro em casa, apertar o botão de voz no volante e simplesmente falar “abra o portão da garagem” e o portão se abrir? Pois, bem! Isso já não é mais coisa de outro mundo. Basta apenas seu celular esta conectado ao carro, e seu celular estivercom um assistente de voz, que aciona um dispositivo consequentemente acionar o motor do portão da garagem. 
Figura 3, Módulo Rele WiFi, Fonte: Prória
Isso é possível realizar com um Módulo Rele WiFi 
O Módulo Rele WiFi ESP8266 é um dispositivo que consiste de um microprocessador ARM de 32 bits com suporte embutido à rede WIFI e memória flash integrada, o mesmo é compatível para funcionamento com ESP8266 e só funcionará por Wi-fi se utilizado em conjunto, sendo que é comercializado em dois modelos, ambos disponíveis em nossa loja. O ESP8266 pode ser programado em LUA (linguagem de programação desenvolvida no Brasil) ou através do ambiente de programação IDE do Arduino.
     O Módulo Relé WiFi ESP8266 é um dispositivo que integra o grupo dos IoT (Internet of Things ou Internet das Coisas), ou seja, o mesmo permite o acionamento remoto de componentes.
outros objetos via acionamento de botoeiras e/ou interruptores, e principalmente via internet através de aplicativos de celular, Alexa (um assistente virtual). etc..
A Alexa pode interagir com dispositivos tais como geladeiras, lâmpadas inteligentes, micro-ondas, fechaduras, termostatos, controles remotos, TVs, sensores de movimento, interruptores, entre outros. Tanto por comandos de voz ditos pelos usuários quanto por interação com os aplicativos dedicados à automação de tarefas, como o IFTTT. (GOGONI, 2019) 
Com uso de dispositivos que possuem microcontroladores podemos criar uma enorme variedade de aplicações pra uma automação residencial. Como exemplo utilizarei a minha própria residência onde feito o uso dispositivos com entradas e saídas digitais como: central de cerca elétrica; central de alarmes que se conectada a internet; vídeo porteiro; DVR de câmeras que também tem conexão com internet e um acessório chamado MULTBOX que possui entradas e saídas digitais. E para enviar as informações para esses dispositivos, foi usado sensores de presença, sensores de porta, fins de curso, controle remoto e vídeo porteiro. E são esses dispositivos que mandam ou recebem comandos para atuar, motores, lâmpadas, sirenes e fechaduras. Tudo isso podendo ser monitorado e controlado via aplicativos no celular. 
A Central de cerca elétrica utilizada é High Power ELC 5002 da Eletrobras, ela não se conecta com a internet, mas, ela tem duas de saídas digitais PGM1 e PGM2 5Vdc, informando que a cerca elétrica disparou (PGM1), que a cerca elétrica está ativada ou desativada (PGM2), mais a saída 12Vdc da sirene, que emite sinais sonoros quando a central ativa e desativa a cerca elétrica. No dispositivo também tem entradas digitais com fio e sem fio. No caso da entrada a fio chamada de Z1, essa entrada pode ser configurada através de combinações de jumpers, uma entrada de atuação de zona através de sensores com fio, ou para ativar ou desativar a cerca com uma botoeira (um contato aberto). E para realizar os acionamentos padrões é através de controle remoto, que possui 3 botões, 1 ativar desativar cerca elétrica, 2 para ativar e desativar zonas de alarmes, e 3 ativar e desativar cerca elétrica e zonas de alarmes (tudo)
Figura 3. Imagem interna da placa da central High Power ELC 5002 (Manual do usuário - ELC 5002, 5003 e 5112) 
Um outro dispositivo é o vídeo porteiro IV 4010 HS que também não possui conexão com internet, mas, tem entradas e saídas para interagir com outros dispositivos e pode mandar informações que auxiliam no monitoramento de segurança.
A central de alarmes ANM 24 Net é um dos dispositivos que recebe os sinais digitais que vem da central High Power ELC 5002, esta central de alarmes e possui 4 entradas através de fios, e 20 sem fios, também possui 2 saídas uma programada de 5Vdc e outra para sirene. Estas entradas e saídas podem ser configuradas de acordo com que deseja que seja feito o monitoramento destes sinais.
No caso das saídas PGM1 e PGM2 da central de cerca elétrica, estão conectadas as entradas 1 e 2, que são monitoradas 24h por dia, pois caso a cerca dispare (PGM1) ela atuará a entrada 1 da central de alarmes, e se alguém desativar a cerca (PGM2), atuará na entrada 2. Nas entradas 3 e 4 foram conectados outros dispositivos, a 3 foi conectada à informação de que o interfone está chamando e a 4 recebe a informação do contato fechado de um fim-de-curso instalado na extremidade do portão da garagem. 
Algumas das entradas foram destinadas a dispositivos sem fios instalados em portas e janelas, que identificando se estão abertas ou fechadas, e outras entradas são de sensores de presença, que estão instalados em setores externos como quintal, jardim…, nessa área tem presença de animais, necessitando de um dispositivo mais específico que foi o sensor (IVP 5002 PET), que diferencia o ser humano dos animais. Já na saída PGM da central de alarmes foi conectado a entrada Z1 da cerca elétrica que pode ser como uma botoeira para ativar e desativar a central de cerca elétrica.
Todas as informações e ações das entradas e saídas, são exibidas e atuadas através das teclas alfanuméricas da central de alarmes, que acendem quando atuados. E como a central de alarmes é conectada a internet, faz o uso do aplicativo Guardian da Intelbras, onde é possível ver o que está atuando, ativar ou desativar as entradas, programar quantas vezes as entradas devem atuar para mandar o sinal de alarme, ativar ou desativar parcialmente e total os alarmes. E ativar ou desativar saída PGM, que no caso ativa, desativa a cerca elétrica. Em qualquer alarme ou anomalia, a central envia notificação para celular.
Além da central de alarmes, também é feito o uso de um acessório do DVR, que é o MULTIBOX, um dispositivo com várias entradas e saídas, que se conecta com o DVR, e todo seu funcionamento é feito através da internet com o aplicativo ISIC lite. Através dele, foram repetidas algumas entradas (a fio) da central de alarmes, apenas para mais uma fonte de informação adicional, como a informação de que está situada a cerca elétrica, se o portão está aberto, entre outros. Mas, uma das maiores vantagens do MULTIBOX é que ele tem várias saídas e você pode configurar para acionar diversas coisas, como uma botoeira (pulso) ou uma chave seletora (mantém o contato), tudo remotamente. A exemplo, foi usada em 3 saídas conectadas aos contatos de comando de um controle remoto, ou seja, funciona como um botão de pulso, e aciona o controle remoto da central da cerca elétrica, realizando as 3 opções, diferente da central de alarme que só possui uma saída, desativando ou ativando a cerca elétrica. Outra saída foi usada para abrir e fechar o portão da garagem, pois o motor que faz a porta abrir e fechar, também é tem, microcontrolador que recebe sinais para seu acionamento, tanto através de controle remoto ou de botoeira, nesse caso foi através de uma saída de contato seco aberto do multbox. Mais uma saída foi destinada para entrada do vídeo porteiro, onde é acionada para abertura da fechadura eletrônica do portão de entrada principal. Com este dispositivo, pode ser aplicada variedade de aplicações.
Muitas outras aplicações automatizadas estão instaladas na residência, porém uns com dispositivo simples como, temporizadores, relés fotoelétricos, bóias de níveis, com sensores de presença, mas todos sem estarem conectados à internet. E desafio tornar essa automatização mais confiante e supervisionada através da rede juntamente com alguns outros objetos. 
Uma dessas automatizações é a alimentação dos animais, são 3 os cães que ficam na parte externa da casa, cada um deles têm sua casinha e são alimentados diariamente 2 vezes por dia, através de um dispositivo feito artesanalmente com tubos de PVC, motor de microondas e um temporizador, que faz com que, caia uma quantidade de ração num tempo (50 segundos), no intervalo de 12 horas por dia. Esse período é estimado na porção/kg do animal, indica na embalagem ração.
Acionamento de bomba d'água, é feito apenas com o uso de bóia elétrica que faz com que a bomba funcione na falta de água da caixa d'água na parte superior da casa ou seja, se abóia estiver para baixo ela fecha um contato acionando a bomba, mas caso não haja água na cisterna que também possui outra bóia que se ela estiver para baixo abre um contato interno a ela, impedindo que a funcione sem água.
Iluminação externa e de acesso a casa funciona também de maneira automática, que faz uso de um relé fotoelétrico que é acionado ao anoitecer, com isso a iluminação é acesa, e também alimenta os relés de presença que alimenta as lâmpadas que ficam na passagem do caminho. 
Com acesso cada vez mais fácil e barato às novas tecnologias, todas essas automatizações podem ser melhoradas e conectadas à internet das coisas. 
Adquirindo um dispositivo capaz de acionar outros objetos, no próprio dispositivo, via acionamento de botoeiras e interruptores, também via internet através de aplicativos de celular, Alexa (um assistente virtual. etc..
A Alexa pode interagir com dispositivos tais como geladeiras, lâmpadas inteligentes, micro-ondas, fechaduras, termostatos, controles remotos, TVs, sensores de movimento, interruptores, entre outros. Tanto por comandos de voz ditos pelos usuários quanto por interação com os aplicativos dedicados à automação de tarefas, como o IFTTT. (GOGONI, 2019) 
Para executarmos esse desafio, utilizaremos um dispositivo bem simples, que é o módulo comutador wi-fi (WiFi-Switch Module), com ele você pode programar de várias maneiras para ligar ou desligar qualquer objeto. Sendo assim, 
 
As saídas PGM1 e PGM2, foram conectadas em outros dispositivos qu são a Central de alarmes ANM 24 Net (Intelbras) e o MULT BOX (Intelbras) que se conecta com o DVR MHDX 3108.
Manual - ANM 24 NET
 também foi crido outras automações independentes sem o uso de controladores ou internte que futuramente passaram para 
Além do sistema para segurança, já se faz o uso de relés wi-fi, que pode atuar dispositivo através de aplicativos.
A internet das coisas esta relecionada diretamente aos microcontroladores, 
É por meio da combinação da IoT com microcontroladores 
É através dos microcontroladores 
É através de um pequeno dispositivo eletrônico que utilizamos para executarmos alguns comandos controlarmos controlador que nos auxilia nas mais diversas maneiras dispositivo 
	Utilize este campo para fazer a ligação da teoria com a prática de seu trabalho. Relacione o que você encontrou e evidenciou durante a aplicação prática com os autores consultados e utilizados na sua fundamentação teórica. 
Você deverá apresentar dois parágrafos de discussão a respeito das contribuições do trabalho.
5. CONCLUSÃO
	Utilize este campo para fazer a finalização do seu trabalho. Aproveite para expor suas conclusões sobre a pesquisa. 
Você deverá apresentar três parágrafos de conclusão 
REFERÊNCIAS
LUCERO, Sam. - IoT Platforms: Enabling the Internet of Things. In: HIS Technology, 2016. 
Disponível em <https://cdn.ihs.com/www/pdf/enabling-IOT.pdf>
Acessado em 04 de jul. de 2022.
MOULIN, Fernando  - Internet das Coisas e 5G: entendendo um pouco melhor suas diferenças e possibilidades.
Disponível em: <https://itforum.com.br/noticias/razer-cria-fundo-de-us-50-mi-para-startups-focadas-em-sustentabilidade/>
Acessado em 06 de jul. de 2022.
SUNDMAEKER, Harald - Visão e desafios para a realização da Internet das Coisas. Cluster de projetos de pesquisa europeus na internet das coisas, Comissão Europeia, 2010.
MAGRANI, Eduardo – Internet das Coisas, Editora FGV, Rio de Janeiro, 2018.
SANTOS, Bruno P. et al. Internet das coisas: da teoria à prática. Belo Horizonte, 2016.
 WANZELER, Tiago; FÜLBER, Heleno & MERLIN, Bruno - Desenvolvimento de um sistema de automação residencial de baixo custo aliado ao conceito de Internet das Coisas (IoT). Santarém, 2016.
OLIVEIRA, Sérgio. - Internet das coisas com ESP8266, Arduino e Raspberry PI. Novatec Editora, São Paulo, 2017.
CHANG, João. - O futuro das casas inteligentes com o 5G: Como funciona a tecnologia das casas inteligentes?
Disponível em: < https://digital.futurecom.com.br/tendencias/o-futuro-das-casas-inteligentes-com-o-5g>
Acessado em 06 de jul. de 2022.
 
KUNST, Alexander - Propriedade de dispositivo de gerenciamento de casa inteligente por marca no Brasil 2022
Disponível em:< https://www.statista.com/forecasts/1226594/smart-home-management-device-ownership-by-brand-in-brazil>
Acessado em 07 de jul. de 2022
LOCATELLI, Caroline - 
	Agora chegou a vez de referenciar os autores utilizados nas citações. Insira nesse quadro as referências utilizadas de acordo com as configurações apresentadas.
Lembre-se: As referências devem ser classificadas em ordem alfabética. 
Série 1	Samsung	Philips	Google Nest	Xiaomi/Mi	TP-Link	Ihouse	Irobot	BASS Automação	Belkin	ABB	Beluni	Henry	Munddo	Somfy	Warmup	Outros	0.55000000000000004	0.2	0.16	0.16	0.1	0.06	0.06	0.04	0.04	0.03	0.02	0.02	0.02	0.01	0.01	0.13	
Dispositivos conectados em bilhões 
Coluna1	
2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023	2024	2025	15.41	17.68	20.350000000000001	23.14	26.66	30.73	35.82	42.62	51.11	62.12	75.44	
1 Nome dos acadêmicos
2 Nome do Professor tutor externo
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI - Curso (Código da Turma) – Prática do Módulo I - dd/mm/aa