Automação Residencial

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AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
2
 Gisele Alves Santana
São Paulo
Platos Soluções Educacionais S.A 
2022
 AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
1ª edição
3
2022
Platos Soluções Educacionais S.A
Alameda Santos, n° 960 – Cerqueira César
CEP: 01418-002— São Paulo — SP
Homepage: https://www.platosedu.com.br/
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Conselho Acadêmico
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Priscila Pereira Silva
Tayra Carolina Nascimento Aleixo
Coordenador
Mariana Gerardi Mello
Revisor
Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues
Editorial
Beatriz Meloni Montefusco
Carolina Yaly
Márcia Regina Silva
Paola Andressa Machado Leal
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)_____________________________________________________________________________ 
Santana, Gisele Alves
Automação residencial / Gisele Alves Santana. – São 
Paulo: Platos Soluções Educacionais S.A., 2022.
32 p.
ISBN 978-65-5356-152-6
1. Automação. 2. Automação residencial. 3. Projetos de 
automação. I.Título.
CDD 629.8
_____________________________________________________________________________ 
 Evelyn Moraes – CRB: 010289/O
S232a 
© 2022 por Platos Soluções Educacionais S.A.
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou 
transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo 
fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de 
informação, sem prévia autorização, por escrito, da Platos Soluções Educacionais S.A.
https://www.platosedu.com.br/
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SUMÁRIO
Apresentação da disciplina __________________________________ 05
Automação Residencial e Internet das Coisas ________________ 06
Sensores, Atuadores e Protocolos da Automação Residencial __ 19
Sistemas Embarcados para Automação Residencial __________ 31
Projetos de Automação Residencial __________________________ 43
AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
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Apresentação da disciplina
Seja bem-vindo(a) à disciplina de Automação residencial!
Imagine que você chegou em casa e quer assistir ao seu filme preferido. 
Com a utilização da automação residencial, é possível programar o 
ambiente: ligar o home theater, apagar a luz, fechar as cortinas, ligar 
o ar-condicionado. A automação residencial abre um horizonte de 
possibilidades!
Nesta disciplina, discutiremos as principais características da automação 
residencial. Entender os conceitos de Internet das coisas (IoT) e suas 
principais aplicações. 
Faz parte da disciplina também conhecer as características principais dos 
sensores e atuadores utilizados em sistemas de automação residencial, 
entender o funcionamento deles e os principais protocolos usados para 
a comunicação em um sistema de automação residencial.
Conheceremos as características principais dos Sistemas Embarcados e 
discutiremos suas aplicações na automação residencial.
Você poderá apnder sobre as etapas fundamentais de um projeto de 
automação residencial, seus componentes essenciais e exemplos de 
projetos.
Esse campo de estudo, super útil, será valioso na construção de sua 
profissão. Você será guiado pelos principais conceitos para que possa 
continuar trilhando e criando possibilidades!
Ótimos estudos!
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Automação Residencial e Internet 
das Coisas
Autoria: Gisele Alves Santana
Leitura crítica: Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues
Objetivos
• Conhecer as características principais da Automação 
Residencial e Domótica.
• Entender os conceitos de Internet das Coisas (IOT).
• Conhecer as principais aplicações da IOT.
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Resumo
No Brasil, a abertura dos mercados de telecomunicações e informática, 
por volta dos anos 1990, possibilitou a popularização de várias 
tecnologias de controle e serviços de automação, que antes eram 
utilizados exclusivamente em ambientes empresariais e que, depois, 
passaram a ser projetados e usados nas residências.
O avanço tecnológico dos últimos anos e a redução do custo de 
produção dos equipamentos, proporcionou a automação de várias 
tarefas em uma residência, proporcionado maior conforto e segurança 
aos moradores.
Imagina você poder controlar tudo na sua casa por meio de um 
smartphone ou tablet conectado à Internet? Essa é a ideia central da 
Automação Residencial (AR).
O objetivo deste tópico é apresentar os aspectos fundamentais 
relacionados à Automação Residencial, como seus elementos básicos e, 
principalmente, o conceito de Domótica e Internet das Coisas.
Com a compreensão destes conceitos, é possível entender que a 
Automação Residencial já está presente em seu dia a dia e que muitas 
das tecnologias consideradas futurísticas estão acessíveis aos usuários 
domésticos.
1. Automação Residencial
Atualmente, a tecnologia está incorporada no cotidiano das pessoas, 
seja na realização de tarefas escolares, empresariais ou domésticas, 
sendo muito difícil encontrar um setor que não utilize recursos 
tecnológicos para a automatização de serviços.
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Neste contexto, a Automação Residencial (AR) pode ser definida como 
o processo que utiliza diferentes soluções e equipamentos tecnológicos 
para proporcionar ao usuário o máximo de qualidade de vida em sua 
residência (BÜCKER, 2006).
A Automação Residencial consiste em aplicar todas as tecnologias 
disponíveis em uma residência para facilitar a execução de tarefas que 
anteriormente dependiam exclusivamente do morador (PRUDENTE, 
2017).
Segundo Bücker (2006), a Automação Residencial pode ser definida 
como um conjunto de tecnologias que ajudam na gestão e execução de 
tarefas domésticas cotidianas.
Alguns exemplos de automatização são: sensores de fumaça, fechaduras 
eletrônicas e temporizadores. Assim, a AR integra todos esses sistemas 
eletrônicos, fazendo com que os mesmos possam funcionar como um 
único sistema.
A Automação Residencial tem como objetivo principal proporcionar 
maior nível de conforto, comodidade e segurança, além de garantir o 
consumo mais racional de energia elétrica em uma residência.
Com a utilização da AR, a intervenção humana nas rotinas 
contemporâneas é reduzida. Como exemplo destas rotinas, tem-se 
a operação de sistemas de segurança, iluminação, controle térmico, 
controle de TV, som, vídeo, ar-condicionado, entre outros.
Imagine que você chegou à sua casa e quer assistir ao seu filme 
preferido. Com a utilização da AR, é possível programar o ambiente de 
acordo com suas preferências e configurar uma função chamada filme, 
por exemplo. Então, quando você selecionar essa função, o home theater 
será ligado, a luz será apagada, as cortinas fechadas, e o ambiente será 
refrigerado ou aquecido conforme a temperatura predefinida.
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Os sistemas de AR podem ser divididos em três níveis de interação, 
onde a complexidade está relacionada ao grau de automatização e à 
intensidade na qual o usuário deve interagir com estes sistemas. Assim, 
tem-se os seguintes tipos de sistemas de AR (PRUDENTE, 2017):
a. Sistemas autônomos: são sistemas independentes, não existindo 
ligação entre os dispositivos. São projetados apenas para ligar ou 
desligar um subsistema ou dispositivo, conforme algum ajuste 
predefinido. Suas características principais são: independência, 
ausência de interação entre os dispositivos e ações de liga ou 
desliga dos dispositivos.
b. Sistemas integrados: possuem vários subsistemas que são 
integrados a um único controlador ou central de automação. 
Entretanto, cada subsistema deve funcionar da maneira 
estabelecida por seu fabricante. Como características destes 
sistemas, pode-se citar: vários sistemas integrados a um 
controlador, dispositivos ou equipamentos com controle remoto e 
central de automação distribuída.
c. Sistemas complexos (casa inteligente): são sistemas que podem 
ser personalizados de acordo com as necessidadesdo morador 
da casa. As características principais destes sistemas são: sistema 
como gerenciador, programação dos ambientes, e integração por 
meio de softwares.
A principal preocupação dos projetistas de sistemas de Automação 
Residencial é a integração entre estes sistemas (PRUDENTE, 2017). 
Embora a maioria dos produtos modernos ofereçam interfaces 
amigáveis, o funcionamento de vários equipamentos sem comunicação 
entre si pode resultar em um grande caos operacional.
Atualmente, o esforço para a integração de equipamentos (em nível de 
hardware) entre diferentes fabricantes é bem pequeno. Entretanto, com a 
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integração via software é possível integrar quase todos os equipamentos ou 
dispositivos eletrônicos de uma residência (JUNIOR, 2019).
A Automação Residencial é um mercado em crescente expansão 
e estima-se que, nos próximos anos, aproximadamente 40% das 
residências brasileiras de médio e alto padrão terão algum tipo de 
sistema de automação implementado (MURATORI; DAL BÓ, 2011).
Em relação ao mercado de trabalho nesta área, há o surgimento de 
um novo profissional, denominado integrador de sistemas de AR. Este 
profissional, como o próprio nome indica, é responsável pela integração 
(projeto, instalação e programação) de diferentes tecnologias em 
uma residência, de maneira a proporcionar que os equipamentos ou 
dispositivos sejam controlados de maneira fácil e personalizada, de 
acordo com as preferência dos moradores da casa.
Para melhor compreensão da Automação Residencial e suas 
funcionalidades, a seguir são apresentados os conceitos principais deste 
tema, incluindo seus elementos básicos e focando no tipo de automação 
conhecido como Residência Inteligente ou Domótica.
1.1 Domótica
Também conhecida como Casa Inteligente, a Domótica pode ser 
definida como a integração de tecnologias e serviços (JUNIOR, 2019). O 
principal objetivo da Domótica é a integração e controle dos dispositivos 
eletrônicos e de informática de uma casa.
A origem da palavra Domótica provém de domus (casa) com robótica, 
o que significa a relação de ações automáticas em uma casa (JUNIOR, 
2019).
A Domótica está relacionada à implementação de tecnologia em 
residências, principalmente, por meio de dispositivos eletrônicos e 
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eletroeletrônicos, com a finalidade de melhorar a qualidade de vida, 
aumentar a segurança e viabilizar o uso racional dos recursos para seus 
moradores.
O gerenciamento eficiente dos dispositivos ou equipamentos de uma 
residência deve realizar o processamento de vários dados e a execução 
de tarefas complexas. Para tal, uma residência inteligente deve 
possuir um sistema responsável pelo gerenciamento do tráfego das 
informações, assim como um sistema de controle dos equipamentos 
(JUNIOR, 2019).
A Domótica aplicada em residências proporciona maior comodidade aos 
moradores com a operação dos recursos de suas casas, por meio de um 
software. Assim, é possível realizar a automatização de várias tarefas 
domésticas, sendo alguns exemplos (JUNIOR, 2019):
• Automação da iluminação: você pode apagar as luzes de maneira 
remota (por meio de um smartphone ou tablet) quando não 
estiver em casa, caso tenha esquecido alguma luz acesa. Se, por 
exemplo, você for viajar de férias e desejar que sua casa tenha 
uma aparência de estar habitada, basta programar as luzes para 
acender em determinados horários do dia. Além disso, é possível 
gerir os gastos com energia elétrica através de funções que 
realizam a regulação da intensidade luminosa. Com a utilização de 
sensores de movimento e luz solar, as luzes de um cômodo que 
se encontra vazio não permanecem acesas, e as luzes das áreas 
externas acendem automaticamente quando começa a escurecer.
• Automação do sistema de som: você pode controlar o som 
ambiente dos cômodos de sua casa, sendo possível escolher uma 
determinada música para o ambiente que se está presente em 
determinado momento. Além disso, é possível compartilhar a 
música do seu smartphone para a rede doméstica.
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• Cinema em casa: por meio de smarphones e tablets, é possível 
reunir todos os comandos do seu sistema de cinema e criar 
funções para realizar tarefas simples, como preparar o ambiente 
para assistir a um filme conforme suas preferências.
• Sistema de segurança: a Domótica pode oferecer vários níveis de 
segurança para a sua casa. Com o auxílio de sensores, é possível 
detectar fugas de gás, inundações, incêndios em fase inicial e, 
assim, cortar imediatamente as entradas e inclusive avisar aos 
bombeiros da situação. Em relação à detecção de intrusos, pode-se 
saber quem se encontra nas imediações da sua casa e, assim, ter 
sua moradia permanentemente vigiada.
• Controle de acesso: por meio de leitura de padrões biométricos é 
possível controlar o acesso às entradas da sua casa e personalizar 
o ambiente conforme o perfil de cada morador da mesma.
• Controle de cortinas ou persiana: por meio da utilização de 
sensores, é possível aproveitar o máximo da luz natural e evitar 
que as lâmpadas fiquem acesas de maneira desnecessária.
• Controle de temperatura: é possível programar horários para 
ativar ou desativar equipamentos de ventilação, aquecimento 
ou ar-condicionado, permitindo manter um nível de conforto no 
ambiente e economizar energia elétrica.
• Central de conectividade: utilizando uma única central, é realizado 
o controle da distribuição dos sinais de Internet (dados), telefone 
(voz) e TV (imagem).
O Sistema Domótico integra todos os dispositivos com a finalidade de 
automatizar e controlar uma residência, sendo composto por vários 
elementos, como: atuadores, sensores, controlador, rede de dados 
e interface do usuário. A seção a seguir explica resumidamente os 
elementos essenciais para um projeto de automação residencial.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Controle_de_acesso
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1.2 Elementos básicos da automação industrial
Os principais elementos da automação residencial, de acordo com 
Machado (2019) são:
• Controladores: responsáveis por controlar os dispositivos 
automatizados, como atuadores e sensores. Os controladores 
monitoram as informações dos sensores, enviando comandos 
para que um atuador ative ou desative algum dispositivo ou 
equipamento. Geralmente, os controladores possuem interfaces 
independentes ou centrais de automação sofisticadas.
• Sensores: responsáveis por detectar estímulos, medir e monitorar 
grandezas físicas e eventos, como temperatura e umidade, 
convertendo os mesmos para valores passíveis de manipulação 
por sistemas computacionais. Os sensores encaminham as 
informações sobre algum evento aos controladores, para que 
estes enviem os comandos adequados aos atuadores.
• Atuadores: recebem os comandos do sistema de automação 
e ativam os equipamentos automatizados. Os atuadores são 
responsáveis pelo acionamento e interligação dos equipamentos à 
rede elétrica.
• Barramentos: são os meios físicos que realizam o transporte das 
informações.
• Interfaces: são os mecanismos ou dispositivos que possibilitam 
que o usuário visualize as informações e interaja com o Sistema 
Domótico. Exemplos de interface: smartphones, controles 
remotos, navegadores de Internet etc.
A Figura 1 ilustra um exemplo de comunicação entre os elementos 
básicos de um sistema de Automação Residencial. Pode-se perceber 
que os sensores são responsáveis por encaminhar as informações 
sobre eventos, como: vento, calor ou chuva, para os controladores. Os 
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controladores acionam os ativadores, para que sejam executadas as 
tarefas pré-programadas para aquele evento. Por sua vez, as interfaces 
ficam conectadas diretamente aos controladores para permitir que o 
usuário visualize as informações e tenha interação com o sistema de 
automação. Além disso, os barramentos realizam comunicação dos 
elementos básicos (rede elétrica ou telefônica).
Figura 1 – Elementos básicos de um sistema de AR
Fonte: Muratori; Dal Bó (2011, p. 93).
Vale ressaltar que automações mais complexas necessitam de uma 
central de automaçãopara realizar o controle de todos os sistemas de 
uma residência.
Como você pode perceber, com a Domótica, tem-se o controle e a 
automatização das funções dos equipamentos elétricos e eletrônicos de 
maneira integrada a uma central de comando inteligente, que pode ser 
controlada localmente ou remotamente.
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Além disso, com a utilização da Internet das Coisas, é possível fazer 
a programação do GPS de seu automóvel ou smartphone para que 
tarefas domésticas (ligação do ar-condicionado, preparação de seu café 
ou abertura do portão) sejam executadas assim que você estiver se 
aproximando de sua residência.
2. Internet das Coisas
Antigamente, era muito difícil imaginar que aparelhos domésticos, como 
geladeira, fogão, cafeteira e ar-condicionado pudessem ser conectados 
e controlados via Internet. Entretanto, hoje em dia, essas possibilidades 
são reais e coisas que você menos imaginava podem se conectar à 
Internet e funcionar de maneira autônoma.
A Internet das Coisas é exatamente isso: qualquer tecnologia que 
possibilita que diferentes objetos se conectem à Internet e interajam por 
meio desta rede.
Com a Internet das Coisas, o que você já vê no seu smartphone, 
tablet ou computador, são aplicadas em seus eletrodomésticos e até 
mesmo em seu automóvel. Por exemplo, se, em sua casa, os aparelhos 
estiverem conectados à Internet, é possível que você acorde com o 
café da manhã já preparado e que uma assistente virtual informe as 
principais notícias do dia enquanto você toma seu café.
Então, a Internet das coisas (Internet of Things – IoT) pode ser definida 
como a interconexão digital de objetos cotidianos com a Internet 
(MAGRANI, 2018). Neste contexto, a IoT é uma rede de objetos físicos 
(casas, veículos, e outras coisas que possuem tecnologia embarcada, 
sensores e conexão com a rede) capaz de reunir e transmitir dados 
(MAGRANI, 2018).
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rede_de_computadores
https://pt.wikipedia.org/wiki/Digital
https://pt.wikipedia.org/wiki/Internet
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Um dispositivo ou equipamento com a tecnologia IoT consegue se 
comunicar com outros sistemas, por meio de uma conexão wireless (sem 
fio). Assim, este dispositivo tem a capacidade de transmissão de dados 
para uma solução digital, como já acontece com dispositivos conectados 
à Internet (MAGRANI, 2018).
Como exemplo, imagine uma máquina que esteja instalada em um 
ambiente de difícil acesso. Neste caso, com a utilização da tecnologia 
IoT, um sensor de temperatura pode ser acoplado nesta máquina e, por 
meio da rede sem fio, enviar os dados coletados em tempo real para um 
software que faz o monitoramento com alta precisão.
Um sensor inteligente que utiliza a tecnologia RFID (Identificação por Radio 
Frequência), por exemplo, também pode ser aplicado em mercadorias 
estocadas em centros de distribuição (MAGRANI, 2018). Conforme os 
produtos são movimentados, as etiquetas com os sensores são rastreadas 
pelo seu sistema. Assim, é possível saber exatamente onde estão seus 
produtos e, consequentemente, melhorar o controle de estoque.
De maneira resumida, os dispositivos de IoT são equipados com sensores 
que capturam os dados e compartilham os mesmos para que possam ser 
analisados e, assim, obter informações e automatizar ações ou decisões.
Para seu bom funcionamento, um dispositivo IoT possui as seguintes 
fases: captura de dados, compartilhamento dos dados, processamento 
do dados e atuação com base nos dados (MAGRANI, 2018).
2.1 Aplicações da IoT
As principais aplicações da tecnologia IoT são (MAGRANI, 2018):
• Smart Watches: quando conectado ao smartphone via IoT, este 
relógio pode otimizar as funções do celular e até mesmo monitorar 
https://www.totvs.com/blog/atacadista-distribuidor/centro-de-distribuicao/
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os batimentos cardíacos de um usuário durante as atividades 
físicas.
• Smart Homes nas casas inteligentes, os eletrodomésticos ou 
eletrônicos podem se comunicar com um smartphone para 
permitir que o morador gerencie os ambientes de sua residência.
• Carros Inteligente: a tecnologia IoT proporciona que seu carro 
possa se comunicar e trocar dados com seu smartphone. Dessa 
maneira, você pode ter o trajeto para um determinado local 
otimizado em tempo real, proporcionado maior economia de 
combustível e direção mais segura.
• Sensores industriais: por meio de sensores conectados às 
máquinas industriais, os dados coletados podem ser enviados a 
algum sistema de gestão, para que o desempenho da produção 
seja otimizado e, consequentemente, reduza custos.
• Automação no varejo: é possível identificar os horários de maior 
fluxo de clientes e levantar quais áreas de uma loja são mais 
frequentadas. Também pode-se otimizar a gestão de estoque 
através do monitoramento em tempo real da quantidade de 
produtos disponíveis nas prateleiras.
• Smart Cities: nas cidades inteligentes, a tecnologia IoT é utilizada 
para melhorar o bem-estar da população. Em algumas cidades 
do mundo, incluindo no Brasil, existem sensores que garantem 
o funcionamento de vários serviços, como metrô e ônibus. Além 
disso, estes sensores armazenam informações de tráfego que 
são utilizados por alguns aplicativos móveis de GPS, traçando 
rotas inteligentes, auxiliando o policiamento e rastreando veículos 
furtados, por exemplo.
• Drones: com base em algoritmos, os drones permitem realizar 
voos de maneira completamente autônoma e podem ser aplicados 
18
em diversas tarefas, como: construção civil, segurança, agricultura 
e tráfego de automóveis.
Existem outras aplicações da tecnologia IoT, como a automação de 
processos industriais, operações cirúrgicas, identificações de padrões de 
dados em várias área do conhecimento, otimização de processos, entre 
outras.
Como você pode perceber, a Automação Residencial está 
intrinsicamente relacionada à tecnologia IoT, pois utiliza de recursos da 
mesma para oferecer comodidade, segurança, praticidade e agilidade 
em tarefas que antes eram apenas executadas manualmente.
Com a utilização desta automação, o usuário pode controlar sua 
residência de maneira remota, poupando tempo com tarefas repetitivas, 
economia de energia elétrica e consequentemente redução de custo. 
Além disso, a AR proporciona maior segurança, pois mesmo distante 
da residência, o morador tem acesso às imagens em tempo real do que 
está acontecendo em sua casa.
Referências
BÜCKER, T. Sistemas de automação residencial. Salão de iniciação Científica. Livro 
de resumos. Porto Alegre: UFRGS, 2006.
JUNIOR, S. L. S.; FARINELLI, F. A. Domótica: automação residencial e casas 
inteligentes com Arduino e ESP8266. 1. ed. São Paulo: Érica, 2019.
MACHADO, R. Projetos elétricos. 1. ed. São Paulo: Érica, 2017.
MAGRANI, E. A internet das coisas. São Paulo: FGV, 2018.
MURATORI, J. R.; DAL BÓ, P. H. Automação residencial: histórico, definições e 
conceitos. In: O Setor elétrico, p. 70-77, cap. 1. São Paulo, 2011.
PRUDENTE, F. Automação Predial e Residencial: uma Introdução. 1ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2017.
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Sensores, Atuadores e Protocolos 
da Automação Residencial
Autoria: Gisele Alves Santana
Leitura crítica: Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues
Objetivos
• Conhecer as características dos principais dos 
sensores e atuadores utilizados em sistemas de 
Automação Residencial.
• Entender o funcionamento dos sensores e 
atuadores.
• Conhecer os principais protocolos usados para 
a comunicação em um sistema de Automação 
Residencial.
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Resumo
O sistema de Automação Residencial (AR), ou Rede Domótica, possibilita 
a comunicação entre diferentes dispositivos existentes em uma 
residência. Este sistema permite a realização de várias funções, com o 
objetivo de simplificar a complexidade de instalação.
Para realizar a automação de tarefas domésticas, os sistemas de 
AR necessitam de alguns dispositivos, como atuadores e sensores. 
Além disso, deve existir uma maneira para que a comunicação entre 
diferentes dispositivos seja realizada. Assim, a comunicação entre 
dispositivos é realizada por meio de protocolos.Neste tema, você conhecerá os dispositivos essenciais para o bom 
funcionamento de um sistema de Automação Residencial, assim como 
os principais protocolos utilizados para garantir a comunicação entre os 
equipamentos eletroeletrônicos e eletrodomésticos de uma residência.
Quer conhecer sobre os principais elementos da AR e os protocolos que 
permitem a comunicação entre diferentes dispositivos?
Então, vamos lá!
1. Sensores e atuadores
Os sistemas de Automação Residencial (AR) são baseados em aplicações 
e possuem uma rede independente e separada destinada para cada 
função (BÜCKER, 2006), por exemplo: rede para detecção de incêndios, 
rede para segurança, rede para controle de acessos etc.
O funcionamento básico de um sistema de AR necessita de alguns 
dispositivos e etapas de funcionamento. Suponha que, em uma 
residência, esteja sendo implementado o controle de temperatura 
e conforme o ambiente atinge uma determinada temperatura, por 
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exemplo 30 graus, a função ligar do ar-condicionado é automaticamente 
acionada. Neste caso, algumas etapas são executadas pelos seguintes 
dispositivos (PRUDENTE, 2017):
• Sensor de temperatura: este sensor faz a coleta periódica dos 
dados do ambiente (temperatura) e realiza a transmissão destes 
dados.
• Central de controle (controlador): este dispositivo recebe as 
informações do sensor de temperatura e decide, conforme sua 
programação, que deve acionar o ar-condicionado.
• Atuador: este dispositivo é responsável por acionar o ar-
condicionado.
• Equipamento de ar-condicionado: este equipamento é ligado 
automaticamente na temperatura programada, por meio de um 
comando enviado pela central de controle.
A Figura 1 ilustra o fluxograma das etapas necessárias para esse 
controle de temperatura. Você pode observar que, dependendo da 
temperatura medida pelo sensor e a interpretação deste valor pelo 
controlador, é feita a decisão de ligar ou não o ar-condicionado.
Figura 1 – Fluxograma de controle de temperatura
Fonte: elaborada pela autora.
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Neste caso, você pode reparar que existem alguns elementos, como: 
atuadores, sensores e central de controle. Estes elementos podem ser 
interligados conforme duas arquiteturas: centralizada e descentralizada 
(MACHADO, 2019).
A Figura 2 ilustra o tipo de arquitetura centralizada, na qual todos 
os dispositivos estão interligados a um controlador ou dispositivo 
central. Este controlador deve possuir desempenho e inteligência 
suficiente para o recebimento e tratamento das informações 
recebidas dos sensores e, então, realizar o envio dos comandos 
apropriados aos atuadores. Além disso, tem-se as interfaces, 
responsáveis por proporcionar a visualização das informações e 
interação do usuário com o sistema de AR.
Figura 2 – Tipo de arquitetura centralizada
Fonte: elaborada pela autora.
Por outro lado, no tipo de arquitetura descentralizada, existem vários 
controladores que compartilham o controle dos atuadores, sensores 
e interfaces, conforme ilustrado na Figura 3. Repare que neste tipo de 
arquitetura existe um elemento chamado barramento, que é meio físico 
responsável por interligar os controladores.
23
Figura 3 – Tipo de arquitetura descentralizada
Fonte: elaborada pela autora.
Independentemente do tipo de arquitetura utilizada, estão presentes os 
sensores e atuadores, que são elementos imprescindíveis em qualquer 
sistema de Automação Residencial.
Os sensores são dispositivos que capturam mudanças de grandezas 
físicas em um ambiente, como temperatura e movimento, e 
transformam as mesmas em sinais elétricos (MACHADO, 2019). Além 
disso, os sensores são responsáveis por transmitir ou compartilhar estas 
informações. Nesse sentido, os sensores geram uma resposta específica, 
dependendo do tipo de sensor utilizado.
Os tipos de sensores mais utilizados na Automação Residencial são 
(PRUDENTE, 2017):
• Sensor de temperatura: fornece a medida instantânea da 
temperatura de um ambiente.
• Sensor de movimento: detecta a presença de corpos ou objetos 
em ambientes iluminados ou com ausência de luz.
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• Sensor de detecção de fumaça: identifica o acúmulo anormal de 
fumaça em um ambiente.
• Sensor de gás: identifica e alerta possíveis vazamentos de gás 
causados pelos equipamentos eletroeletrônicos.
• Sensor de iluminação: regula a intensidade luminosa de um 
ambiente, proporcionando economia de energia.
Já os atuadores são responsáveis por realizar determinadas funções 
conforme os comandos recebidos pela central de controle (MACHADO, 
2019). Os atuadores são responsáveis pela conversão da energia elétrica 
em movimento mecânico.
Com o atuador elétrico, é possível abrir e fechar portões ou persianas, 
ligar e desligar equipamentos de ventilação, desligar válvulas de gás 
inflamável, acionar irrigadores de jardim etc.
Como exemplo, considere um interruptor de luz ou um controle remoto, 
responsáveis por ligar ou desligar uma lâmpada e ligar ou desligar uma 
televisão, respectivamente. A seguir, são apresentados alguns tipos de 
atuadores utilizados em um sistema de AR (PRUDENTE, 2017):
• Minibomba de circulação: realiza o escoamento de líquidos.
• Folha aquecedora: proporciona o aquecimento de superfícies.
• Atuador de comutação: comuta entre alguns estados, por exemplo: 
ligado ou desligado.
Os barramentos são os meios físicos responsáveis pelo transporte das 
informações (MACHADO, 2019).
Já as interfaces são os dispositivos ou mecanismos (navegadores de 
Internet, smartphones, interruptores, controles remotos etc.), que 
25
possibilitam que o usuário visualize as informações e interaja com o 
sistema de automação (MACHADO, 2019).
Por sua vez, os controladores ou central de controle são responsáveis 
por controlar os dispositivos automatizados, como atuadores 
e sensores (MACHADO, 2019). Os controladores monitoram as 
informações dos sensores, enviando comandos para que um atuador 
ative ou desative algum dispositivo ou equipamento. Geralmente, 
os controladores possuem interfaces independentes ou centrais de 
automação sofisticadas.
A Central de Controle ou Controlador é o dispositivo que permite 
conectar os elementos básicos de um sistema de Automação 
Residencial. Por meio da programação desta central, os dispositivos 
ou equipamentos são capazes de executar tarefas de maneira 
inteligente.
Para maior comodidade e praticidade, você pode acessar a central 
por meio de um smartphone conectado à Internet ou Wi-Fi, já que 
este dispositivo permite acesso às redes externas, permitindo que 
você tenha controle remoto de tarefas de sua residência.
Em um sistema de AR, um conceito muito importante está 
relacionado às Redes em Malha, ou também conhecido como mesh, 
que praticamente é um padrão adotado na área de Automação 
Residencial. A Figura 4 ilustra a topologia da rede mesh, na qual cada 
dispositivo da rede Domótica se conecta ao controlador e aos outros 
dispositivos. Com isso, dispositivos mais distantes do controlador 
podem usar outros dispositivos como ponte para se comunicar 
com este controlador. Esta característica possibilita que várias rotas 
diferentes sejam criadas, proporcionado mais de uma rota para o 
envio ou recebimento de informações do controlador.
26
Figura 4 – Topologia da rede Mesh
Fonte: Mikko Lemola/ iStock.com.
Como estes elementos básicos do sistema de Automação Residencial 
se comunicam? A maneira de comunicação entre os elementos básicos 
de um sistema de AR é realizada por meio de protocolos, sendo os 
principais tipos apresentados na próxima seção.
2. Protocolos
Um sistema de AR é constituído por um ou vários padrões de comunicação, 
conforme as funções realizadas pelo mesmo (JUNIOR; FARINELLI, 2019).
Segundo Tanenbaum (2003), um protocolo é um acordo entre as partes 
que se comunicam, estabelecendo como se dará esta comunicação.
Então, o protocolo pode ser entendido como um conjunto de padrões 
de comunicação, ou seja, as regras e convenções estabelecidas para que 
dispositivos diferentes possam se comunicar.
27Além disso, também é definido o tipo de dado e como o mesmo será 
enviado para os dispositivos.
Nos sistemas de AR, vários protocolos são utilizados e a seguir são 
apresentados os principais tipos (PRUDENTE, 2017):
• X-10
• Protocolo mais antigo e popular de AR.
• Protocolo de comunicação de mão única, ou seja, apenas 
envia informações.
• Usa a rede elétrica tradicional como meio de comunicação.
• Os dispositivos X-10 são limitados, pois a taxa máxima de 
transmissão de dados é de 60bps.
• Não é indicado para sistema de AR que exigem alto nível 
de segurança devido ao comportamento não linear da rede 
elétrica, ou seja, fatores como descargas eletromagnéticas, 
ruídos ou falta de energia podem comprometer o bom 
funcionamento deste protocolo.
• HomePNA
• Padrão para transmissão de dados a curtas distâncias que 
utilizando a rede telefônica.
• Principais versões: 2.0 com taxa de transmissão de 10 Mbps; 
3.0 com taxa de transmissão de 128 Mbps e, 3.1 com taxa de 
320 Mbps.
• As versões 3.0 e 3.1 possuem compartilhamento de acesso à 
Internet, suporte à qualidade de serviço, e estão preparadas 
28
para atender demandas de novos serviços de imagem e voz 
(IPTV e VoIP) via cabo coaxial ou de telefone.
• Utiliza a arquitetura distribuída de rede, não necessitando da 
utilização de repetidores ou hubs.
• IEEE 802.11 (Wi-Fi)
• Protocolo comumente conhecido como rede Wi-Fi.
• Utiliza o CSMA/CA (Carrier sense multiple access with collision 
avoidance) como meio de acesso.
• Pode funcionar ad hoc, pois não utiliza pontos de acesso.
• Bluetooth Mesh
• Utiliza rádio frequência em 2.4GHz para comunicação.
• Recomendado para pequenos projetos.
• A maioria das tecnologias deste protocolo usam um 
smartphone ou tablet que serve como central de controle do 
sistema de AR.
• Z-Wave
• Uma das tendências da Automação Residencial.
• Protocolo de comunicação de mão dupla (envia e recebe 
informações).
• Comunicação sem fio.
• Opera na frequência de 908 Mhz.
29
• Oferece economia de energia elétrica, fácil instalação e 
suporte de 232 dispositivos.
• Controle descentralizado, sendo que cada dispositivo Z-Wave 
possui um chip com processador e memória programável.
• Zigbee
• Padrão de redes sem fio de pequeno alcance.
• Proporciona controle descentralizado e baixo consumo de 
energia.
• Possibilidade de escolha automática do canal mais disponível 
em determinado momento, pois a rede tem a habilidade de 
mudar de canal de maneira automática.
• MQTT
• Amplamente utilizado nas aplicações de Internet das coisas 
(IoT).
• Leve e robusto.
• Solução atual mais popular nas aplicações de conectividade de 
equipamentos e sensores de IoT.
• Consiste em clientes se comunicando com um servidor chamado 
broker, sendo que cada cliente pode se conectar com o broker.
Como você pode perceber, os tipos de protocolos possuem vantagens 
e desvantagens, então cada projeto de sistema de AR deve considerar a 
demanda de dispositivos ou equipamentos a serem controlados, além 
da disposição física dos mesmos nos ambientes da residência. Dessa 
maneira, a escolha do tipo de protocolo deve atender às necessidades e 
particularidades de cada projeto.
30
Referências
BÜCKER, T. Sistemas de automação residencial. Salão de iniciação Científica. Livro 
de resumos. Porto Alegre: UFRGS, 2006.
MACHADO, R. Projetos elétricos. 1. ed. São Paulo: Érica, 2017.
PRUDENTE, F. Automação Predial e Residencial: uma Introdução. 1. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2017
TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. Pearson, 2003.
31
Sistemas Embarcados para 
Automação Residencial
Autoria: Gisele Alves Santana
Leitura crítica: Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues
Objetivos
• Conhecer as características principais dos Sistemas 
Embarcados.
• Entender o funcionamento dos Sistemas 
Embarcados.
• Conhecer algumas aplicações dos Sistemas 
Embarcados na automação residencial.
32
Resumo
Atualmente, vários equipamentos que estão presentes no seu cotidiano 
possuem alta capacidade computacional, por exemplo, eletrodomésticos 
que têm sistemas eficazes para proporcionar maior conforto e 
praticidade na execução de suas tarefas. Um famoso exemplo é o forno 
micro-ondas, que possibilita a realização de várias funções predefinidas 
pelo usuário, como estourar pipoca ou descongelar alimentos.
A execução automática de tarefas desses equipamentos é possível, pois 
possuem um sistema embutido, chamado de Sistema Embarcado.
Atualmente, os Sistemas Embarcados estão presentes na maioria 
das indústrias e residências, tendo impulsionado o desenvolvimento 
tecnológico em quase todas as áreas do conhecimento.
O que é um sistema embarcado? Como funciona e quais são suas 
características? Neste tema, você poderá aprender tudo isso e muito 
mais! Então, vamos lá!
1. Conceitos Básicos de Sistemas Embarcados
A taxa de crescimento da indústria eletrônica nos últimos anos é 
impressionante e um dos principais motivos é a incorporação de 
sistemas eletrônicos em vários tipos de equipamentos (CUNHA, 2007), 
como eletrodomésticos, automóveis, dispositivos de comunicação 
pessoal etc.
Atualmente, os sistemas de computação estão presentes em todas as 
áreas e anualmente são produzidos milhões de sistemas destinados à 
computadores pessoais (desktop), estações de trabalho, servidores e 
computadores de grande porte.
33
Entre estes sistemas, existem aqueles que são construídos para 
propósitos específicos e embutidos ou embarcados em equipamentos 
eletrônicos (HEATH, 2002), que executam repetidamente uma função 
específica de forma transparente para o usuário. Como resultado, tem-
se produtos mais eficientes, com maior qualidade e mais baratos.
Em geral, a maioria das funções dos sistemas eletrônicos possui algum 
tipo de computação e controle, que são realizadas por componentes 
digitais (CUNHA, 2007).
Existem três classes básicas de sistemas digitais: emulação e sistemas 
de prototipação, sistemas de computação de propósito geral e sistemas 
embarcados (embedded systems) (BÜCKER, 2006).
O Sistema Embarcado (SE) pode ser definido como um sistema 
computacional especializado que é embutido em um equipamento ou 
em um sistema de maior porte (CHASE, 2006).
O SE é um sistema microprocessado, no qual o computador é 
completamente encapsulado ou dedicado ao equipamento ou sistema 
que controla. É um sistema independente e completo, que realiza 
determinadas tarefas.
Como esse sistema é embarcado, o usuário final não tem acesso ao 
programa (firmware) que foi embutido no dispositivo, mas pode interagir 
com o mesmo por meio de interfaces, como teclados ou displays 
(PRUDENTE, 2017).
Diferentemente de computadores de propósito geral, como o Computador 
Pessoal (PC), um Sistema Embarcado realiza um conjunto de tarefas 
predefinidas. Então, um sistema é considerado embarcado se for dedicado 
a uma única tarefa e interagir de forma contínua com o ambiente através 
de sensores e atuadores. Além disso, os SEs não dependem de uma fonte 
de energia fixa, como um gerador ou uma tomada.
34
Como exemplo, considere o forno micro-ondas. Se você apertar a tecla 
carnes, o sistema interno ou embarcado neste equipamento é capaz de:
• Ajustar a potência correta.
• Selecionar e medir o tempo que o forno deve ficar ligado.
• Emitir um sinal quando a tarefa for concluída.
Para realizar esta operação, o cérebro do forno recebe sinais dos 
sensores (por exemplo, sensor da porta), faz o acionamento do 
equipamento de potência, calcula o tempo da operação, aciona o 
motor que faz a rotação do prato, permite que o usuário interrompa a 
operação a qualquer momento, atualiza o display e mede quanto tempo 
se passou desde o início da operação.
Como você pode perceber, os SEs possuem a necessidade de um 
cérebro para gerenciar seu funcionamento. Como opções de ideias, tem-
se os microprocessadores ou microcontroladores, pois têm capacidade 
de leitura de sinais externos, execução de programas com as tarefas 
a serem realizadas, processamento dos sinais e envio dos resultadosesperados para os atuadores.
2. Componentes e funcionamento dos Sistemas 
Embarcados
Basicamente, os Sistemas Embarcados são compostos por uma Unidade 
de Processamento, que é um circuito integrado e fixado em uma placa 
de circuito impresso (CUNHA, 2007).
Os SEs são capazes de processar informações provenientes de um 
software (firmware), que é processado internamente na unidade de 
processamento. Dessa maneira, diz-se que o software está embarcado 
35
nesta unidade, conforme esquema ilustrado na Figura 1. Nesta Figura, 
o firmware é inserido na unidade de processamento que está embutida 
em um smartphone.
Figura 1 – Esquema de funcionamento de um SE
Fonte: elaborada pela autora (2022).
A Figura 2 ilustra os principais componentes de um Sistema Embarcado. 
Em geral, tem-se a unidade de processamento, a memória e os 
periféricos (ilustrados em verde).
Figura 2 – Componentes de um SE
Fonte: elaborada pela autora (2022).
36
A seguir, são resumidas as principais funções de cada componente de 
um Sistema Embarcado (CUNHA, 2007):
• Unidade de processamento:
• Executa as instruções do software ou firmware, sendo 
responsáveis por realizar cálculos, tomar decisões e tratar 
eventos.
• Normalmente, possui a arquitetura clássica de um 
processador de computador: unidade lógica aritmética, 
unidade de controle, registradores etc.
• Utilização de microcontroladores que possuem vários 
periféricos integrados em um mesmo chip.
• Alguns tipos de arquiteturas de microcontroladores são: ARM, 
MIPS e PowerPC.
• Memória:
• Armazena dados e instruções relacionadas às operações da 
unidade de processamento.
• As instruções e dados podem dividir a mesma memória.
• Periféricos:
• Meio de comunicação dos SEs com o meio externo.
• São as interfaces da unidade de processamento com o mundo 
externo, trazendo ou enviando informações para o mesmo.
• Um exemplo clássico de periférico é o conversor analógico/ 
digital (AD) acoplado a um sensor térmico, que converte a 
temperatura de um ambiente em números binários para que 
37
a unidade de processamento consiga interpretar e processar a 
informação.
• Alguns exemplos de periféricos são: Universal Serial Bus (USB), 
LEDs, interface serial etc.
• Interfaces:
• As interfaces de SEs simples possuem botões, LEDs ou telas 
de LCD que mostram somente números ou poucos caracteres 
aos usuários.
• Sistemas mais complexos usam telas gráficas completas, que 
possuem tecnologias como ecrã táctil.
• Atualmente, são utilizadas interfaces Web por meio de uma 
conexão por rede, que reduz o custo de uma tela sofisticada.
O objetivo de um sistema embarcado é controlar processos, ou seja, 
atuar sobre um problema. Um processo simples pode ser ligar/ apagar 
uma lâmpada ou gerenciar uma aeronave de maneira autônoma 
(piloto automático), por exemplo. Independente da complexidade do 
processo, é feito por intermédio dos periféricos, que são escalados e 
dimensionados com base no problema.
Os tipos de periféricos mais utilizados em um SE são os sensores e os 
atuadores (KAUR, 2010).
Os sensores são responsáveis por adquirir informações (grandezas 
físicas) do processo a ser controlado (MACHADO, 2017), como: 
temperatura, movimento, vazão etc. Com base nessas informações, 
a Unidade de Processamento toma decisões. Logo, os sensores são 
os periféricos que enviam informações do processo para o Sistema 
Embarcado.
38
Os atuadores proporcionam ao SE a habilidade de intervir no meio no 
qual atuam (MACHADO, 2017). São dispositivos que realizam ações que 
interferem no processo de controle, como: motores, ventiladores, luzes, 
aquecedores etc. Então, os atuadores são os periféricos que enviam 
informação do Sistema Embarcado para o processo. A Figura 3 ilustra o 
funcionamento desses periféricos.
Figura 3 – Atuadores e Sensores de um SE
Fonte: elaborada pela autora (2022).
De maneira resumida, pode-se entender que a unidade de 
processamento toma a decisão de acionar os atuadores com base nas 
informações recebidas dos sensores.
Como visto, a Unidade de Processamento é basicamente composta por 
um único chip, chamado de microcontrolador.
Você pode estar se perguntando: qual é a diferença entre um 
microprocessador e um microcontrolador?
Os microprocessadores são componentes que realizam o processamento 
de informações, possuindo capacidade de realizar cálculos matemáticos e 
endereçamento de memória externa (PEREIRA, 2007).
Estes dispositivos utilizam barramentos de dados, controle e 
endereços para fazer acesso aos periféricos de entrada e saída. Os 
39
microcontroladores dependem de circuitos integrados externos, como 
a memória (armazenamento de dados e execução do programa), o 
conversor A/D (aquisição de dados analógicos) e sensores (HEATH, 2002). 
Os microprocessadores possuem maior velocidade de processamento e 
são usados em soluções mais complexas.
Já os microcontroladores são pequenos sistemas computacionais muito 
poderosos que, em um único chip, possuem: interfaces de entrada/ 
saída digitais e analógicas, conversores AD/ DA, memória RAM, memória 
FLASH e temporizadores.
A grande vantagem é que os microcontroladores possuem os periféricos 
integrados a um único chip, e são responsáveis por executar e 
armazenar os programas escritos para os mesmos (firmware).
Existem vários tipos de plataformas e placas para o estudo ou 
prototipagem de SEs, como: Arduino, Intel Galileo, Raspberry Pi, 
Beaglebone Black, entre outros.
Na maioria destas placas ou plataformas são utilizadas as linguagens de 
programação C, Assembly, Java ou C ++.
O Arduino, por exemplo, é uma plataforma eletrônica de prototipagem 
muito versátil e amplamente utilizada em Sistemas Embarcados 
para automação residencial (PEREIRA, 2007). O Arduino pode ser 
considerado uma plataforma de computação física embarcada, ou seja, 
um minicomputador dedicado e independente, que, geralmente, é 
programado para realizar determinada função.
Com o Arduino é possível criar projetos eletrônicos de vários tipos, 
inclusive aplicações como Internet das Coisas (IoT) e Sistemas de 
Automação Residencial.
Pode-se dizer que o Arduino é uma plataforma de desenvolvimento de 
projetos eletrônicos, sendo constituído por elementos de hardware e 
software.
40
Em relação aos componentes de hardware, o principal é o 
microcontrolador, que é um pequeno processador inserido em uma 
placa com vários outros componentes que manipulam os eventos de 
entrada e saída. Os comandos, recebidos pelos programas inseridos 
nesta plataforma, são executados por este microcontrolador, que é o 
cérebro da placa e o responsável pelo recebimento e processamento 
dos dados de sensores e botões.
Para facilitar a programação no Arduino, é disponibilizada uma IDE, que 
é um Ambiente de Desenvolvimento Integrado. Essa IDE é o espaço 
onde a programação da placa é realizada e é bem fácil de ser utilizada.
A programação é feita com a já conhecida linguagem C ou C++. Para 
a programação, você só precisa conectar o Arduino a um notebook 
ou computador pessoal, por meio um cabo USB e utilizar uma IDE. 
Quando seu programa estiver pronto, basta transferi-lo para o Arduino e 
começará a funcionar.
3. Características e aplicações dos Sistemas 
Embarcados
Os sistemas embarcados são baseados principalmente 
em microcontroladores. Como características dos microcontroladores 
para SEs, pode-se citar (CHASE, 2007):
• Desenvolvidos para uma tarefa específica.
• O software dos SEs é chamado firmware e armazenado em uma 
memória ROM ou memória flash.
• Possuem recursos computacionais limitados, com ausência de 
teclado e pouca memória.
41
• Têm tamanho reduzido.
• Operam em tempo real.
Quase tudo que é programável possui um Sistema Embarcado. De 
acordo com sua aplicação, os SEs são classificados em quatro tipos 
(HEATH, 2002):
• Propósito geral:
• São as aplicações mais parecidas com os desktops.
• Existe grande interação entre os usuários e o sistema, por 
meio de monitores ou terminais de vídeo.
• Exemplos: videogames,caixas automáticos de bancos, 
conversores de TV etc.
• Sistemas de controle:
• São aplicações mais robustas, com placas dedicadas e 
múltiplos sensores de entrada e saída.
• Fornecem pouca interação ao usuário, se limitando a exibir 
sinalizações por meio de LEDs.
• Exemplos: motores de carros, processos químicos, controle de 
voo, usinas nucleares etc.
• Processamento de sinais:
• Envolve um grande volume de informações a serem 
processadas em pouco espaço de tempo.
• Os sinais a serem tratados são digitalizados, por meio de 
conversores ADs, e, depois, convertidos em sinais analógicos 
por conversores DAs.
42
• Exemplos: modens, filtros, tratamento de áudio, radares etc.
• Comunicações e redes:
• Realiza o chaveamento e a distribuição de informações.
• Exemplos: Internet e sistemas de telecomunicações.
Como você pode notar, os Sistemas embarcados estão cada vez mais 
baratos e acessíveis, demandam menor consumo de energia, são mais 
compactos e possuem grande poder de processamento.
Os marcapassos, por exemplo, possuem um sistema embarcado que 
pode salvar vidas. Além disso, os sistemas embarcados podem garantir 
a segurança dos transportes em computadores aviônicos e freios 
ABS, e aproximar as pessoas por meio de satélites e equipamentos de 
telecomunicações, estando presente em quase todos os equipamentos 
eletrônicos.
Referências
BÜCKER, T. Sistemas de automação residencial. Salão de iniciação Científica. Livro 
de resumos. Porto Alegre: UFRGS, 2006.
CHASE, O.; ALMEIDA, F. J. Sistemas embarcados. Mídia Eletrônica. v. 10, n. 11, p. 13, 
2007. Disponível em: www. sbajovem. org/chase. Acesso em: 19 maio 2022.
CUNHA, A. F. O que são sistemas embarcados. Saber Eletrônica, v. 43, n. 414, p. 
1-6, 2007.
HEATH, S. Embedded systems design. Elsevier, 2002.
KAUR, I. Microcontroller based home automation system with 
security. International journal of advanced computer science and applications, 
v. 1, n. 6, p. 60-65, 2010.
MACHADO, R. Projetos elétricos. 1. ed. São Paulo: Érica, 2017.
PEREIRA, F. Microcontroladores PIC: programação em C. Saraiva Educação S.A., 
2007.
PRUDENTE, F. Automação Predial e Residencial: uma Introdução. 1. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2017.
http://www. sbajovem. org/chase
43
Projetos de Automação 
Residencial
Autoria: Gisele Alves Santana
Leitura crítica: Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues
Objetivos
• Conhecer as etapas fundamentais de um projeto de 
automação residencial.
• Conhecer os componentes essenciais de um projeto 
de automação residencial.
• Apresentar estudos de casos que aplicam o 
desenvolvimento de projetos de automação 
residencial.
44
Resumo
A Automação Residencial (AR) oferece conforto, economia de 
energia elétrica e segurança em uma residência. Entretanto, para 
que a AR proporcione essas vantagens, é necessário a elaboração 
de um projeto que atenda às necessidades do morador da casa e 
também às recomendações de alguns setores, como o elétrico e de 
telecomunicações.
Além disso, um bom projeto de AR deve seguir algumas etapas e 
orientações, como o desenvolvimento de diagramas elétricos e conceituais.
Neste tema, são apresentadas as etapas fundamentais de um projeto de 
AR, assim como alguns exemplos e estudos de casos de projetos bem-
sucedidos e utilizados na maioria das residências inteligentes.
Vamos lá!
1. Projetos de Automação Residencial
A automação é essencial para o desenvolvimento das sociedades atuais. 
A Automação Residencial (AR), também conhecida como Domótica, se 
refere à utilização de processos automatizados em casas, escritórios ou 
apartamentos (BÜCKER, 2006).
A AR é baseada na integração entre dispositivos eletrônicos relacionados 
à comunicação, transmissão de dados, climatização, iluminação, 
segurança, áudio e vídeo, interligados entre si através de uma rede de 
comunicação (PRUDENTE, 2017).
Atualmente, a maioria dos dispositivos presentes nas residências possuem 
microcontroladores. Esses dispositivos realizam tarefas predefinidas e 
possibilitam a interação entre usuários e tais equipamentos eletrônicos, 
eletrodomésticos ou eletroeletrônicos (HEATH, 2002).
45
Como os usuários interagem continuamente com o sistema de automação, 
um dos maiores desafios da AR é o atendimento personalizado deles. 
Além disso, ainda não existe padronização e especificações normativas que 
permitam a adaptação do processo de Domótica.
Um ambiente inteligente é aquele que otimiza certas funções referentes à 
operação e administração de uma residência (PRUDENTE, 2017). O uso de 
tecnologias permite tornar o cotidiano das residências funcional e prático, 
sendo fundamental um bom projeto da infraestrutura necessária para 
interligar os sistemas e equipamentos de uma casa inteligente.
Existem inúmeras possibilidades de automação que podem ser 
implementadas em uma casa inteligente, como controle de iluminação e 
climatização.
Em um projeto de AR, deve-se definir as tecnologias que serão utilizadas, 
a maneira de integração dessas tecnologias e a forma de interconexão 
entre os dispositivos (cabos USB ou Bluetooth, por exemplo). Além 
disso, conforme ilustrado na Figura 1, deve-se escolher o protocolo de 
comunicação entre os dispositivos, por exemplo, o ZigBee. Um projeto 
de AR também deve especificar como será a rede de dados (wi-fi ou 
Ethernet, por exemplo).
Figura 1 – Componentes de um projeto de AR.
Fonte: elaborada pela autora (2022).
Então, quais são as etapas de um projeto de AR?
46
A seguir, são apresentadas as principais etapas que devem ser 
realizadas em u bom projeto de Automação Residencial.
1.1 Etapas de um Projeto de Automação Residencial
De maneira resumida, um bom projeto de AR deve seguir as seguintes 
etapas:
• Estudar a viabilidade técnica do projeto e identificar as 
necessidades e objetivos do morador da casa.
• Elaborar uma proposta, que deve incluir um conjunto de requisitos 
e critérios baseados em especificações técnicas.
• Definir as técnicas, tecnologias e componentes que serão 
empregados na automação.
• Realizar um estudo da viabilidade econômica.
• Elaborar um projeto preliminar, definindo a concepção global do 
projeto.
• Realizar um projeto executivo, detalhando todos os componentes 
e subsistemas que serão implementados e utilizados.
• Definir a infraestrutura necessária.
• Desenvolver o projeto lógico e físico da rede.
• Documentar o projeto final contendo todos os itens anteriores.
Para o planejamento do cabeamento de um sistema de AR, é 
aconselhado que se determine quais equipamentos serão instalados 
em curto ou longo prazo. Além disso, deve-se observar os padrões 
estabelecidos pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) e 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
No projeto, deve-se definir o tipo de arquitetura que será utilizado no 
sistema de Automação Residencial. Basicamente, são utilizados dois 
47
tipos de instalações em sistemas de AR: centralizado e descentralizado. 
No sistema centralizado, como o próprio nome indica, tem-se apenas 
uma central de processamento, responsável pelo controle de todos 
os equipamentos de uma residência. Por outro lado, no sistema 
descentralizado, existem várias centrais de processamento, sendo que 
cada uma pode ser responsável pelo controle de equipamentos de um 
determinado cômodo ou andar da residência.
De maneira resumida, a Figura 2 apresenta os pontos mais importantes 
a serem definidos em um projeto de AR, que são:
• Definição do tipo de arquitetura (centralizada ou descentralizada).
• Escolha dos equipamentos ou locais da casa a serem 
automatizados (sistema de iluminação ou climatização, por 
exemplo).
• Escolha dos microcontroladores que farão parte da central de 
processamento (Arduino, por exemplo).
• Definição do modo de comunicação (Bluetooth, por exemplo).
• Definição do protocolo de comunicação entre os dispositivos.
Figura 2 – Pontos importantes em um projeto de AR.
Fonte: elaborada pela autora.
48
Como você pode observar, é essencial a correta escolha do tipo dearquitetura e o microcontrolador, assim como os equipamentos que 
serão automatizados em um projeto de Automação Residencial.
2. Exemplos de Projetos de Automação 
Residencial
Para ilustrar, na prática, os pontos mais importantes de um projeto 
de AR, nas seções seguintes são apresentados dois estudos de caso 
simples: o primeiro, que realiza a automação de lâmpadas, usando o 
Arduino; e o segundo, que faz a automação de vários ambientes de uma 
casa, utilizando o Android e o Arduino.
2.1 Estudo de Caso 1 - Iluminação automatizada com 
Arduino
Este estudo de caso apresenta um exemplo simples de projeto de AR, 
que utiliza a plataforma Arduino e um módulo Bluetooth. Este projeto de 
automação permite controlar a iluminação por meio de um smartphone 
ou tablet.
O diagrama completo do circuito de automação é ilustrado na Figura 3. 
Repare que o módulo Bluetooth é conectado ao Arduino, que, por sua 
vez, é interligado a um relé e, este, às lâmpadas.
Figura 3 – Diagrama do circuito de automação
Fonte: https://capsistema.com.br/index.php/2020/02/24/automacao-residencial-usando-o-
arduino-uno-e-o-modulo-bluetooth/. Acesso em: 20 maio 2022.
https://capsistema.com.br/index.php/2020/02/24/automacao-residencial-usando-o-arduino-uno-e-o-modulo
https://capsistema.com.br/index.php/2020/02/24/automacao-residencial-usando-o-arduino-uno-e-o-modulo
49
Como você pode perceber, os componentes básicos para este projeto de 
AR são:
• Arduino.
• Módulo Bluetooth.
• Módulo de relé.
• Lâmpada.
• Fios ou condutores.
A plataforma de prototipagem Arduino é baseada em hardware e 
software, flexíveis e fáceis de usar. Geralmente, o Arduino é utilizado 
para a criação de objetos ou ambientes interativos.
O Arduino, ilustrado na Figura 4, é composto por um microcontrolador 
(contém o código a ser executado), portas de entrada e saída digitais, 
portas para comunicação serial, portas de entrada analógicas e de saída 
PWM (Pulse-Width Modulation), que possibilita controlar o nível médio de 
tensão da saída, intensidade de iluminação etc. Nas portas de entrada 
e saída, é possível conectar sensores, botões, LEDs ou qualquer tipo de 
dispositivo elétrico.
Figura 4 – Plataforma Arduino
Fonte: Rozdemir01/ iStock.com.
50
O módulo Bluetooth, usado neste projeto, é o HC-05, ilustrado na 
Figura 5, que possui interfaces de comunicação do tipo SPP e UAR, que 
possibilitam a comunicação via Bluetooth com. outros dispositivos, por 
exemplo: tablets, smartphones ou notebooks.
Figura 5 – Módulo Bluetooth HC-05
Fonte: https://www.arduinoecia.com.br/diferenca-modulos-bluetooth-hc-05-hc-06/. 
Acesso em: 20 maio 2022.
Outro dispositivo, usado no projeto, é o relé, que permite que você 
ligue ou desligue um circuito usando tensão superior à suportada pelo 
Arduino. A Figura 6 ilustra um exemplo de relé.
Figura 6 – Módulo relé Arduino
Fonte: https://www.arduinoecia.com.br/ligando-uma-lampada-com-modulo-rele-arduino/. 
Acesso em: 20 maio 2022.
Para que o sistema execute suas funcionalidades, deve ser inserido um 
código no microcontrolador, sendo que o Arduino fornece uma interface 
para a programação em linguagem C. Aliado ao módulo bluetooth, as 
instruções inseridas no microcontrolador permitem que o morador da 
casa possa controlar este pequeno sistema de iluminação de maneira 
remota, através de um tablet ou smartphone.
https://www.arduinoecia.com.br/diferenca-modulos-bluetooth-hc-05-hc-06/
https://www.arduinoecia.com.br/ligando-uma-lampada-com-modulo-rele-arduino/
51
2.2 Estudo de Caso 2 – Automação com Android e 
Arduino
Neste projeto, é realizada a automação residencial utilizando um 
smartphone Android. A arquitetura é projetada de forma centralizada, ou 
seja, um servidor central gerenciando toda a rede e capaz de se comunicar 
com as interfaces de controle e com os dispositivos controladores.
O projeto possui três partes: Cliente Android, Servidor de Automação e 
Controladores. O Cliente atua como interface de controle no sistema e 
se comunica pela rede. Por sua vez, o servidor se comunica pela rede 
local de Internet ou por XBee, que é um módulo de comunicação por 
rádio frequência. A principal função do Servidor é a transferência das 
mensagens entre estas duas redes, sendo que deve ficar continuamente 
conectado na rede IP e fazer a verificação de pedidos e atualização do 
status dos dispositivos. A Figura 7 ilustra os principais componentes 
deste sistema de AR.
Figura 7 – Componentes do sistema de automação
Fonte: https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Prepara%C3%A7%C3%A3o_para_o_Projeto. 
Acesso em: 20 maio 2022.
O Cliente Android atua como interface Homem-Máquina e se comunica 
com o Servidor, utilizando a tecnologia sem fio. O Cliente possui 
interfaces com botões que permitem se conectar ao Servidor, escolher 
um ambiente da casa onde se localiza o equipamento a ser controlado, 
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Prepara%C3%A7%C3%A3o_para_o_Projeto
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escolher o equipamento desejado e enviar comandos para a execução 
de tarefas ou leitura do status desses equipamentos e sensores.
O Servidor gerencia a rede fazendo a conexão entre o Cliente e os 
Controladores de eletroeletrônicos, recebendo e encaminhando as 
mensagens nas redes. Neste projeto, é utilizada a plataforma Arduino 
como Servidor.
Para a comunicação entre o Servidor e os Controladores, são usados 
módulos de rádio comunicação XBee, que operam usando o protocolo 
ZigBee.
Por sua vez, os Controladores têm a função de executar os comandos 
enviados pelo Cliente, como: acender lâmpadas, fechar persianas, 
ligar aparelhos de ar-condicionado, ligar ou desligar motores, regular 
o volume de som, abrir ou fechar portões etc. Então, os Controladores 
recebem as mensagens pela rede sem fio e executam os comandos 
determinados pelo morador da casa, acionando os equipamentos.
A Figura 8 mostra os componentes deste sistema, onde se percebe as 
ligações entre eles, os ambientes e os equipamentos controláveis pelos 
controladores.
Figura 8 – Diagrama do sistema de AR
Fonte: https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Prepara%C3%A7%C3%A3o_para_o_Projeto. 
Acesso em: 20 maio 2022.
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/Prepara%C3%A7%C3%A3o_para_o_Projeto
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Como você pode notar, nos dois estudos de caso apresentados, 
transformar uma casa comum em um ambiente automatizado significa 
obter maior conforto e segurança. Para isso, é necessário um projeto 
que descreva as tecnologias que serão empregadas, os aparelhos ou 
equipamentos que serão automatizados e a forma de comunicação e 
integração entre os mesmos para que a automação proporcione todas 
as suas vantagens ao morador de uma casa.
Referências
BÜCKER, T. Sistemas de automação residencial. Salão de iniciação Científica. Livro 
de resumos. Porto Alegre: UFRGS, 2006.
HEATH, S. Embedded systems design. Elsevier, 2002.
PRUDENTE, F. Automação Predial e Residencial: uma Introdução. 1. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2017.
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	Sumário
	Apresentação da disciplina
	Automação Residencial e Internet das Coisas
	Objetivos
	Resumo
	1. Automação Residencial
	2. Internet das Coisas
	Referências
	Sensores, Atuadores e Protocolos da Automação Residencial
	Objetivos
	Resumo
	1. Sensores e atuadores
	2. Protocolos
	Referências
	Sistemas Embarcados para Automação Residencial
	Objetivos
	Resumo
	1. Conceitos Básicos de Sistemas Embarcados
	2. Componentes e funcionamento dos Sistemas Embarcados
	3. Características e aplicações dos Sistemas Embarcados
	Referências
	Projetos de Automação Residencial
	Objetivos
	Resumo
	1. Projetos de Automação Residencial
	2. Exemplos de Projetos de Automação Residencial
	Referências