Transformada de Laplace e Fourier

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MICROCONTROLADORES 
E INTERNET DAS COISAS
Acadêmico¹ Rudiney Sebastião Cardoso.
Tutor Externo² Bruno Henrique Dias Neves.
	
RESUMO
O presente trabalho científico acadêmico nos estudos de engenharia elétrica, por meio de pesquisa bibliográfica tem como meio de pesquisa e revisão bibliográfica com ênfase nos microcontroladores e a internet das coisas, no modelo em automação residencial. Desde que a tecnologias tomou conta da praticidade, comodidade, economia e segurança. Porem a automação residencial atual consiste de diversos sistemas de dispositivos inteligentes em uma casa, permite um controle e gestão remota.
O objetivo principal de forma automatizado é alavancar a sustentabilidade de conforto com uma eficiência energética de segurança para o dia a dia. Através deste estudo iremos viabilizar o que é um microcontrolador que nada mais é um pequeno computador em um único chip, criado para o uso e projeção de tarefas especiais em sistemas embarcados. Diante do contexto de estudo veremos sobre a Internet das coisas (lot, na sigla em inglês) que nada mais é uma rede de dispositivos físicos de objetos e equipamentos inteligentes ligados e conectados à internet para coletar e analisar os dados. Essa comunicação ou interconexão permite que a automação entre objetos uma comunicação de conversa sistemática entres setores. A internet das coisas tem como seu foco a eficiência e segurança para o ser humano, principalmente para pessoas com deficiência física que poderá acender uma lâmpada apenas com sua voz, toques na tela de um celular ou por sensores de presença sistemas que fazem parte da automação. Esse artigo apresentara um protótipo de automação simples com o uso de um hardware conhecido como Arduino que opera com um microcontrolador de alta eficiência com o uso do Software através de dispositivos de internet. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) não possui normas especificas sobre o Arduino, mas fornece para trabalhos científico projetos de estudos em Automação, robóticas e projetos eletrônicos.
Palavra-chave: Microcontroladores e internet das coisas na automação residencial.
RESUMO
This academic scientific work in electrical engineering studies, through bibliographic research, has as a means of research and bibliographic review with emphasis on microcontrollers and the Internet of Things, in the home automation model. Since technology has taken over practicality, convenience, economy and security. However, current home automation consists of several systems of intelligent devices in a home, allowing remote control and management. The main objective of automation is to leverage the sustainability of comfort with energy efficiency and safety for everyday life. Through this study, we will make viable what a microcontroller is, which is nothing more than a small computer on a single chip, created for the use and projection of special tasks in embedded systems. Given the context of the study, we will see about the Internet of Things (IoT), which is nothing more than a network of physical devices of intelligent objects and equipment connected and connected to the Internet to collect and analyze data. This communication or interconnection allows automation between objects and systematic conversation between sectors. The Internet of Things focuses on efficiency and safety for humans, especially for people with physical disabilities who can turn on a light bulb simply by speaking, touching a cell phone screen or using presence sensors, systems that are part of automation. This article will present a simple automation prototype using hardware known as Arduino, which operates with a high-efficiency microcontroller using software through internet devices. The Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) does not have specific standards for Arduino, but provides scientific research projects in automation, robotics and electronic projects.
Keyword: Microcontrollers and the Internet of Things in home automation.
1. INTRODUÇÃO
Desde o início da vida o homem tende a buscar como foco maior dentro da tecnologia, a praticidade e comodidade. Com a evolução das coisas (IoT) e pensamentos na evolução, às pessoas vem se interagindo cada vez mais, a ideia de facilitar diversas atividades se tornou possível, com a chegada da internet e seus derivados proporcionou as pessoas uma qualidade de vida melhor. Diante dos fatos os cientistas cibernéticos buscaram unir a força ao agradável, uma junção de trabalho entre a internet e automação uma tecnologia em que se conectem entre si. Onde uma simples fala um comando do ou um toque na tela do celular através de aplicativos com software com o uso da internet podemos acender uma luz na sala, ligar a tv, abrir portas e muito mais. 
O termo internet das coisas (IoT), na sigla em inglês foi cunhada no ano de 1999, pelo pesquisador Kevin Astons, do MIT. A sua ideia principal de dispositivos que posam ser conectados a internet, que compõem a base da IoT. Porem surgiu antes a partir da década de 1980, que já eram discutidas e desenvolvidas.
A partir dos anos 2000, com o super desenvolvimento tecnológico e com a redução dos tamanhos dos componentes eletrônicos, a IoT começou a se expandir pelo mundo e tornando cada vês mais acessível e presente em diversos setores da automação industrial e residencial, a ideia era conectar o mundo a internet com o super avanço das comunicações, sensores e microcontroladores.
O primeiro microcontrolador foi criado em 1971 pelo engenheiros Gary Boone e Michael Cochran da Texas Instruments. O mesmo foi criado para atender a um pedido específico de um fabricante japonês calculadoras. Porem outros fabricantes como a Intel e fornecedores eletrônicos japoneses rapidamente seguiram o mesmo exemplo. A Intel lançou seu primeiro microcontrolador, o 8048, em 1977, logo a Intel expandiu seus conhecimentos e lançou o microcontrolador 8051, que foi introduzido em 1983. Um microprocessador por sua vez, contém apenas um processador de tamanho bastante pequeno no circuito integrado. Desta maneira ele não dispõe de periféricos tais como controladores, conversores e memorias variadas, capaz de executar funções lógicas e aritméticas definidas pelo programa. Muitas vezes o microcontrolador é confundido com o microprocessador, pela sua semelhança apenas pelo nome. O micro controlador consiste em um único integrado que reúne um núcleo de processador, memorias voláteis e não voláteis e diversos periféricos de entrada e de saída de dados. Ele nada mais é que um computador muito pequeno capaz de realizar determinadas tarefas de maneira eficaz e sob um tamanho altamente compacto. Sua grande importância reside basicamente na alta demanda por sistemas embarcados no mercado atual. Sistemas compactos e custo acessível que atendam a demanda específica. 
Dentro desse contexto a descoberta de que o microcontrolador poderia ser usado numa descoberta fantástica que foi o poderoso e pequeno Arduino, foi um processo gradual, resultante da necessidade de uma plataforma acessível e de fácil utilização para aprender eletrônica e programação. O Arduino foi criado em 2005 na Itália por um grupo de cincos talentosos pesquisadores: Massimo Banzi Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e Daid Mellis. O nome Arduino surgiu de um bar chamado “Bar di Re Arduino” em Iverea, Itália. Esse bar foi nomeado em homenagem a Arduino de Ivres, marquês de Ivres e rei da Itália entre 1002 e 1014 d.C. Porém a motivação principal do grupo era desenvolver uma ferramenta acessível e de fáci utilização para estudantes de desing e artes que precisavam interagir com sistemas eletrônicos. Sendo assim o grupo pensou em criar um dispositivo que fosse: Barato para a comunidade de estudantes.
· Ser englobado em ambiente de desenvolvimento integrado (IDE).
· Com facilidade de conexão na programação.
· Ser auto confiável pela comunidade científica.
Primeiro Arduino em placa de solda.
Fonte: https://embarcados.com.br/
Diante deste artigo de estudo científico em introdução domicrocontrolador e internet das coisas, no uso deste artigo Paper, modelo estudo em engenharia elétrica. Deste modo abordaremos do uso do Arduino e sua plataforma de Hardware de código aberto que permite a criação interativa e pesquisa e desenvolvimento de automação residencial em iluminação residencial através de comandos versáteis entre internet, software e Arduino.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
De modo em geral, podemos obter o controle de vários objetos e dispositivos elétricos e eletrônicos utilizando um software em nosso dispositivo moveis conectados aos microcontroladores em nossa casa. O controle automático proporciona uma redução de erro e da praticidade na utilização devido a seu baixo custo, segundo Roberts (2011) diz que vários componentes novos são utilizados para diminuir os custos de projetos, um deles é o microcontrolador Arduíno.
Os microcontroladores são combinações de um hardware com software em um único componente chamado de circuito integrado. Esse microcontrolador possui um chip internamente em sua memória, com entradas e saída de dados. Esse pequeno notável produto possui a sua função de adicionar a tecnologia da computação para o modo de controle, facilitando a automação nos dispositivos de controle de forma automática.
 
 MICROCONTROLADOR ATMEGA
 Fonte: https://www.arducore.com.b 
Com o passar do tempo com o crescimento dos computadores e o avanço em aplicativos e softwares e a capacidade alongada de uso da internet com a facilidade no conforto do homem, surgiram vários pensamentos e meios de facilitar cada vês mais praticidade na vida humana. Com o renascimento italiano foi um incrível período de duzentos anos da história humana, marcado por avanços notáveis tanto nas artes quanto na ciência e na tecnologia. Nomes importantes como Leonardo da Vinci, Galileu Galilei e Sandro Botticelli são apenas algumas das grandes mentes que representam no mundo cientifico o conhecimento, a arte e suas invenções fantásticas. Depois de anos um renascimento da eletrônica surge de uma pequena cidade na Itália chamada Ivrea. Com vários estudos e tentativas surgiu uma placa de circuito soldada à mão que se tornaria mundialmente conhecida como a Arduino. Mas o que teria haver o microcontrolador nessa construção da história.
Dentro desse contexto a descoberta de que o microcontrolador poderia ser usado numa descoberta fantástica que foi o poderoso e pequeno Arduino, foi um processo gradual, resultante da necessidade de uma plataforma acessível e de fácil utilização para aprender eletrônica e programação. O Arduino foi criado em 2005 na Itália por um grupo de cincos talentosos pesquisadores: Massimo Banzi Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e Daid Mellis. O nome Arduino surgiu de um bar chamado “Bar di Re Arduino” em Iverea, Itália. Esse bar foi nomeado em homenagem a Arduino de Ivres, marquês de Ivres e rei da Itália entre 1002 e 1014 d.C. Porém a motivação principal do grupo era desenvolver uma ferramenta acessível e de fáci utilização para estudantes de desing e artes que precisavam interagir com sistemas eletrônicos. Sendo assim o grupo pensou em criar um dispositivo que fosse:
· Chip único: Todos os elementos de computação (processador, memória, periféricos) estão integrados em um único chip
· Processador: Uma unidade central de processamentos (CPU) que executa os códigos.
· Memoria: Memoria não volátil (ROM, Flash) para armazenar o programa e memoria volátil (RAM) para armazenamento dados durante a execução.
· Periféricos: Dispositivos de entrada/saída (I/OS), temporizador serial (SPI, 12C, UART, etc.) conversores analógico /digital (ADC), PWM (modulação por largura de pulso).
· Programabilidade: O código do microcontrolador pode ser programado para controlara as funções do dispositivo.
· Interação com o mundo físico: Permite interagir com sensores e atuadores, controlando processos físicos.
· Consumo de energia: Geralmente baixo consumo de energia, oque o torna adequado para dispositivos portáteis e sistemas embarcados.
· Custos: geralmente baixo custo
· Versatilidade: Pode ser utilizado em diversos aplicativos.
· Controle do tempo: Possui mecanismo de temporização controla o tempo e interagi com o mundo físico 
· Interrupção: Permite que o microcontrolador responda a eventos sem a necessidade de checagem constante.
· Modos de poupança de energia: muitos otimizam o consumo de energia em situações específicas.
· Sistema embarcados; ao sistema integrado em dispositivos eletrônicos
Diferença com microprocessador: Inclui todos os elementos essenciais em um único chip
Para Eletrojun, de maneira em geral, os microcontroladores são apontados com uma junção de hardware com software. Diferentes de um circuito integrado comum que vemos, ele pode ser utilizado para diversas funções, desde que programado previamente. Microcontroladores, 
14 novembro, 2014.
 
Antes do início dos anos 2000, muitos engenheiros e fabricantes interessados em eletrônica embarcada começaram a usar a plataforma BASIC Stamp baseada em PIC. O BASIC Stamp tornou-se popular porque o hardware era relativamente barato em comparação com a maioria das plataformas de microcontroladores da época. $139USD (ajustado pela inflação para 2022, quase $400) na década de 1990 dava a você o Stamp, um cabo de programação de porta paralela e uma cópia do Stamp Editor. A linguagem de programação estilo BASIC (uma variante chamada PBASIC) era fácil de aprender, mas o editor só rodava no Windows. Ainda assim, a ênfase do BASIC Stamp estava naqueles com mentalidade técnica. Para muitos daqueles com inclinação artística que ansiavam por uma forma de integrar a tecnologia em sua arte, o BASIC Stamp provou não ser ideal, pois não era programável em um Mac, e o custo ainda era um pouco alto, especialmente para estudantes.
Na informática, o Arduino é uma série de microcomputador de placa única com componentes integrados. Com serie de plataforma programáveis de prototipagem eletrônica para testes e projetos eletrônicos, sua placa única com hardware livre de código aberto permitindo os usuários criar objetos interativos independentes, usando o microcontrolador Atmel AVR ou ARM com suporte de entrada e saída embutido.
A linguagem de trabalho de programação padrão essencialmente é C/C++. Aplaca do Arduino possui algumas linhas de E/S digital e analógica de uma interface serial ou USB. A inteface do hospedeiro é simples sendo escrita em várias linguagens sendo a mais popular a Processing podendo se comunicar com conexões Max/MSP, Pure Data, SuperCollider, ActionScript e Java.
O microcontrolador Arduino tem sua programação através de sinais elétricos, que por sua vez controlam sensores e atuadores conectados. O seu sistema pode realizar várias tarefas como por exemplo automação residencial, sendo controles de aparelhos, iluminação etc. em algumas versões a placa não possui recurso de rede integrado, tendo que combinar mais Arduinos usando extensões chamadas shields.
A placa Arduino é composta basicamente pelos seguintes componentes:
· Microcontrolador, que realiza o controle das operações e instruções dadas à placa.
· Clock, controlado pelo cristal oscilador, geralmente é de 16 MHz, fornecer um ritmo para as atividades do microcontrolador.
· Módulo de comunicação com um computador, composto por uma entrada USB e um microcontrolador dedicado, uma ponte para upload de um código para o Arduino; 
· Conector de alimentação. 
· Conectores para sensores, esses fazem ou leituras análgicas ou digital. 
Fonte: Google imagem
 Com tudo o Arduino permite criar com facilidade muitas operações de entrada e saída, tendo que definir apenas duas funções no pedido para fazer um programa funcional. Habitualmente, o primeiro programa que é executado tem a simples função de piscar um led. No ambiente de desenvolvimento. 
· Setup () – Inserida no início, na qual pode ser usada para inicializar configurações.
· Loop () – Chamada para repetir um bloco de comandos ou esperar atéque seja desligada.
Habitualmente, o primeiro programa que é executado tem a simples função de piscar um led. No ambiente de desenvolvimento.
O utilizador escreve um programa exemplo como este:
“Com o avanço da ciência e o desenvolvimento de novos artefactos tecnológicos, as relações sociais e culturais são transformadas e nesse movimento, os processos educacionais também são afetados. As tecnologias envolvem todas as atividades humanas, elas se encontram presentes em diferentes áreas de estudo. O termo tecnologia extrapola o mero artefacto físico englobando também o uso e conhecimento de ferramentas, técnicas e sistemas de organização ou de produção de objetos (PASSERINO, 2010)”
 Fonte: https://pt.wikipedia.org/
O código acima não seria visto pelo compilador como um programa válido, então, quando o utilizador tentar carregá-lo para a placa, uma cópia do código é escrita para um arquivo temporário com um cabeçalho extra incluído no topo. 
É uma simples função principal como mostrada abaixo:
 
 Fonte: https://pt.wikipedia.org/.
 A internet das coisas (IoT) refere-se a rede de objetos físicos com veículos, equipamentos, dispositivos eletrônicos, e objetos cotidianos, que são equipados com sensores, software e conectividade de rede para coletar e analisar objetos a internet, possibilitando monitoramento, controle e tomada de decisões remotas. O termo Internet das Coisas possui uma grande diversidade de conceitos e visões diferentes para diversos autores. Dentre estes conceitos podemos destacar alguns: A ideia básica desse conceito é a presença generalizada à nossa volta de uma variedade de coisas ou objetos – como tags de identificação por radiofrequência (RFID), sensores, atuadores, telefones celulares, etc. - que, por meio de esquemas de endereçamentos exclusivos, são capazes para interagir uns com os outros e cooperar com outros objetos para alcançar objetivos comuns (Atzori et al, 2011, p.2787). Do inglês Internet of Things (IoT), a Internet das Coisas refere – se à integração de objetos físicos e virtuais em redes conectadas à Internet, permitindo que “coisas” coletem, troquem e armazenem uma enorme quantidade de dados numa nuvem, em que uma vez processados esses dados, gerem informações e serviços em escala inimaginável (Revista Computação Brasil, 2015, p.7). Uma infraestrutura de rede local, interligando objetos físicos e virtuais por meio da exploração de captura e comunicação de dados e capacidade de comunicação. Essa infraestrutura inclui a internet existente e em evolução, bem como os desenvolvimentos de rede. Ela oferecerá identificação de objetosespecífica e capacidade de sensoriamento e de conexão como base para o desenvolvimento de aplicações e serviços independentes cooperativos.
 
2. DEFINIÇÃO DAS TRANSFORMADAS
2.1 Laplace.
O nome científico Transformada de Laplace, foi dado em homenagem ao estudioso francês Pierre Simon Laplace, nascido em 1749 a 1827, foi um matemático, astrônomo e físico francês. No “tratado de Mecânica Celeste”, reuniu os trabalhos de refração, pêndulos, velocidade do som e dilatação dos corpos sólidos, na área de cálculo trabalhou com a solução de integrais e equações de diferenças. Recebeu de Luiz XVIII o título de marquês.
“A importância da Transformada reside no fato dela “transformar” problemas de valor inicial para equações diferenciais ordinárias, certos problemas de valores de contorno para equações diferenciais parciais em equações algébricas. Estes problemas de equações diferenciais nem sempre são de trato simples.” (Moreira, 2010, p. 2)
A transformada de Laplace é considerada uma grande e poderosa ferramenta matemática, transforma uma equação diferencial, de um valor inicial em uma equação algébrica. Dada uma simples descrição matemática ou fracional de entrada ou saída de um sistema. A transforada fornece complexidade do processo de análise do comportamento do sistema.
A atual aplicação da transformada (principalmente em engenharia) foi inicialmente descoberta durante a Segunda guerra mundial. “Resolvendo a equação algébrica, podemos determinar a solução da equação diferencial ou do problema de valor inicial usando a Transformada inversa.” Valle (2021, p. 03).
 
Quando se fala em transformada de Laplace sem especificação, geralmente refere- se a forma unilateral. A transformada de Laplace é originalmente definida pela forma bilateral, em que Lim inf = - e Lim sup = . Assim a transformada unilateral – em qualquer argumento é múltiplo da função de Heaviside, u ( t – a ) – torna-se apenas um caso especial devido ao intervalo de domínio da função de Heavisede.Infinity symbol PNG por Autor Desconhecido está licenciado sob CC BY-NC
Infinity symbol PNG por Autor Desconhecido está licenciado sob CC BY-NC
 
A transformada de Laplace £ da função £ ( t ) é uma função de s, que representa a frequência, utilizamos então como notação a letra maiúscula para a transformada e letra minúscula para a função.
Ex: 𝐿{𝑓(𝑡)}=𝐹(𝑠)  £ = F (S) ou £ = G (S).𝐿{𝑔(𝑡)}=𝐺(𝑠)
Para calcular a transformada de Laplace de uma função aplicamos a integral e definimos algumas condições para podermos tirar o limite.
 
 porém esse limite só existe se o 
  𝑓(𝑡)=1Então podemos concluir que:
 
Agora se considerarmos que realizando as integrações necessárias concluímos que:
  𝑓(𝑡)=𝑡
 
 
Com isso concluímos uma expressão para a transformada de 
 
Com tudo neste contexto matemático o sistema linear e invariantes no tempo as equações são ordinárias e podem ser analisadas por meio de alguma técnica de transformação, como a transformada de Laplace, que tem prioridade de transformar uma equação diferencial ordinária em equação algébrica, ou uma equação diferencial parcial em ordinária (ARAÚJO, 2012).
2.2 Fourier
Transformada de Fourier, foi dada o nome em homenagem ao estudioso físico matemático francês Jean-Baptiste Fourier, que viveu os anos de 1768 a 1830. Durante sua jornada cientifica foi celebrado por iniciar a investigação sobre a decomposição de funções periódicas em séries trigonométricas convergentes chamadas série de Fourier, com sua aplicação da condução de calor. Seus trabalhos se estendiam da matemática até a área da física. Um dos seus mais conhecidos trabalhos foi a transformada de Fourier e o Efeito Estufa e a teoria de transferência de calor.
Porém a Transformada de Fourier, sua análise decompões uma função temporal ( um sinal ) em frequências, sendo assim como um acorde de instrumentos musicais, expresso como amplitudes (ou volumes )sendo notas constituintes. Logo essa transformada requer uma função temporal e é uma função de um valor complexo da frequência, sendo o valor absoluto representando as somas das frequências presente na função original, onde o argumento complexo de fases se deslocam da base sinusoidal naquela frequência. 
 
 Fonte Wikipédia Fourier
De acordo com o contexto dos estudiosos a Transformada de Fourier compete em algumas aplicações matemáticas com a Transformada de Laplace, relacionadas a problemas de comunicações e processamento de sinais. Combinações linear em senos e cossenos, utilizando todas as frequências.
 
Fonte Marcos Eduardo Valle
As funções periódicas são aquelas nas quais os valores da função ( f ( x ) = y ) se repetem para determinados valores da variável x, ou seja, para cada período determinado pelos valores de x, iremos obter valores repetidos para a função.
Exemplos de funções periódicas bem conhecidas são as funções trigonométricas seno, cosseno, secante e cossecante que possuem período igual a 2tt, onde (tt é irracional, e seu dobro, ou seja, 2tt, também é irracional) ou seja 2 *pi.
Onde 180 graus = PI radianos, 360 graus = 2*PI radianos, 90 graus = PI/2 radiano etc.
2.3 ÁREAS DO CONHECIMENTO ONDE UTILIZAM AS TRANSFORMADAS:
LAPLACE E FOURIER.
2.3.1 LAPLACE
O Teorema de Laplaceou transformada de Laplace, é um método para calcular o determinante de matrizes quadradas de ordem, ou seja, de qualquer ordem. Esse método é frequentemente utilizado em matrizes de ordem igual ou superior a 4, dado que, para matrizes de ordem menores, há outros métodos, por vezes mais rápidos. Logo são desenvolvidos para problemas matemáticos, físicos, nas engenharias elétricas e engenharias de automação industrial.
Aplicação e resolução:
· De equações diferenciais ordinárias;
· De equações diferenciais lineares de primeira ordem homogêneas;
· De equações diferenciais lineares de primeira ordem não homogêneas;
· De equações diferenciais lineares de segunda ordem homogêneas;
· De equações diferenciais lineares de segunda ordem não homogêneas;
· De equações diferenciais de ordem superior.
Para calcular determinantes do teorema de Laplace, devemos seguir alguns passos:
· Selecionar uma fila qualquer ( linha ou coluna), dando preferência a fila que contenha a maior quantidade de elementos iguais a zero, por tonar os cálculos mais simples.
· Somar os produtos dos números da fila selecionada pelos seus respectivos cofatores.
Cálculo do cofator
O cofator de uma matriz de ordem n >- 2 é definido como:
Onde 
Aij: cofator de um elemento aij
i: linha onde se encontra o elemento
j: coluna onde se encontra o elemento
Dij: é o determinante da matriz resultante da eliminação da linha i e da coluna j.
O cálculo de determinante com o Teorema de Laplace 
Encontre o determinante da matriz B, 
 
A transformada de Laplace pode ser usada análise de sistemas lineares invariantes de tempo, muito usadas nos circuitos elétricos, osciladores harmônicos, dispositivos ópticos e sistemas mecânicos. Podemos interpretá-los como transformações do domínio do tempo para domínio da frequência. As vantagens mais interessantes desta transformação e que as integrações e derivações tornam se multiplicações e divisões em forma de equações polinomiais que são faces de resolver.
2.3.2 FOURIER
A transformada de Fourier é uma das ferramentas mais utilizadas para transformar sequencias de dados e funções multidimensionais ou não, a partir do tempo para o domínio da frequência. Aplicações desta ferramenta vão desde o projeto de filtros para redução de ruídos em sinais (de áudio ou voz) até a supressão de ruídos em imagens de ressonância magnética. Uma aplicação típica é verificar como o ruído afeta as altas frequências, enquanto as verdadeiras características de um sinal tendem a aparecer nas baixas frequências. De forma prática, é o que normalmente ocorre quando se escuta uma rádio AM ou uma gravação de baixa qualidade, visto que estas apresentam bastante “chiado” e estática. Assim, um método muito simples de retirar o ruído de um sinal corrompido é decompor este em componentes de Fourier, e então descartar as altas frequências. 
A transformada de Fourier usa um ponto de vista específico: Qualquer sinal pode ser representado por uma combinação de trajetórias circulares, (vibrações de diferentes velocidades, intensidade e direções ), os edifícios podem ser concedidos para evitar que interajam destrutivamente com as mais fortes ( GUARNERI,205).
A Transformada de Fourier tem aplicações diversas áreas de estudo e conhecimento, podemos citar como:
· Física;
· Química;
· Teoria dos Números;
· Análise Combinatória;
· Processamento de Sinais;
· Teoria da Probabilidade; 
· Estatística;
· Criptografia;
· Entre outras mais áreas dos estudos matemáticos.
Ao viajar para o Egito, Fourier ficou fascinado pelo calor. Ele então decidiu estudar a transferência de calor e vibrações, através de suas pesquisas descobriu que a função periódica pode ser escrita como uma soma de funções trigonométrica.
Fonte: https://mriquestions.com/fourier-transform-ft.html
3. METODOLOGIA
Com base nos estudos de artigos científicos, pesquisas bibliográficas e uso de enciclopédias na internet, com o objetivo maior em análise sobre os trabalhos de Laplace e Fourier. Para a conclusão do curso de engenharia elétrica, o proposto tema segue em as Aplicações das transformadas de Laplace e Fourier na engenharia. A pesquisa propõe definições de uso nas áreas do conhecimento em engenharia. A pesquisa de natureza bibliográfica fora utilizada de artigos e fotos que abordam o assunto da pesquisa de sites sobre Laplace e Fourier. Sendo assim as publicações qualificadas e formada por autores acadêmicos e profissionais do assunto, páginas em pesquisas no Google, que tornam as publicações de fontes confiáveis. Em resumo, as transformadas de Laplace e Fourier, são ferramentas complexas Em resumo, as Transformadas de Laplace e Fourier são ferramentas matemáticas poderosas amplamente utilizadas na análise e solução de problemas complexos encontrados na engenharia. Como destacado por Smith (2010), "Essas transformadas fornecem uma maneira eficaz de analisar sistemas dinâmicos lineares e invariáveis no tempo, permitindo uma abordagem unificada para resolver uma ampla gama de problemas em diversas disciplinas da engenharia."
𝐿{1}=∫0∞1⋅𝑒−𝑠𝑡𝑑𝑡
=lim𝑎→∞∫0𝑎𝑒−𝑠𝑡𝑑𝑡
=lim𝑎→∞(1−𝑒−𝑠𝑎)𝑠
 
fundamentação teórica consiste em realizar uma revisão dos trabalhos já existentes sobre o tema abordado, identificando o grau de importância e a estrutura conceitual (PEROVANO, 2016). De acordo com Perovano (2016), a revisão permite a identificação de questões e temas, bem como a verificação de assuntos ainda não pesquisados. 
Este item pode ser construído com base em livros, artigos, enciclopédias, monografias, dissertações, teses, filmes, mídias eletrônicas e outros materiais cientificamente confiáveis. Ao fazer uso de materiais de outros autores é importante citar o autor original da obra que está sendo consultada, para isto existem alguns recursos, tais como citações diretas, que podem ser curtas ou longas. As citações podem ainda ser do tipo indiretas.
	No caso de citação direta curta, o fragmento não excederá três linhas. Como exemplo de citação direta curta, apresenta-se a definição de citação extraída do livro de estudos de Metodologia Científica: “as citações são elementos retirados das fontes bibliográficas, eletrônicas e documentais, importantes e necessárias para o autor, ajudando-o no seu raciocínio e na corroboração de suas ideias” (MÜLLER, 2013, p. 145).
Quando a quantidade exceder a três linhas, tem-se uma citação direta longa e deve ser referenciada como no exemplo citado a seguir. 
Neste caso, as citações longas são apresentadas em parágrafo próprio, com espacejamento simples, e destacadas do texto com recuo de 4 cm da margem esquerda. O tamanho da fonte deve ser menor (10) com relação ao restante do texto. Não há aspas no início e ao término da citação (MÜLLER, 2013, p. 148).
Utilizaremos a definição de citações indiretas para exemplificar a ocorrência no texto. Será reproduzido o trecho que define citação indireta e, após, será parafraseado a fim de prover exemplo desta técnica.
Texto original conforme descrito por Müller (2013, p.152): “a citação indireta ocorre se, ao consultar os originais para fazer seu paper, você optar por não fazer cópia ao pé da letra e sim produzir um texto com as suas palavras, mas com o mesmo sentido do texto do autor”.
Parafraseando o texto, poderia ser descrito: a citação indireta é manifestada quando se consulta o texto original e opta-se por não realizar uma cópia exata e sim pela produção textual utilizando palavras próprias, sem com isto alterar o sentido do texto proposto pelo autor (MÜLLER, 2013).
3. MATERIAIS E MÉTODOS
	Na construção de um artigo científico, a etapa referente à descrição dos materiais e métodos de pesquisa utilizados assume grande importância, pois quando esta etapa está bem escrita, o restante do trabalho será compreendido com mais facilidade. Esta etapa deve conter o detalhamento do trabalho, de forma que outros pesquisadores possam replicar a mesma pesquisa que fora feita.
Segundo Ferreira (2011), ao elaborar a seção materiais emétodos, faça uma descrição detalhada de cada um deles, explicando as razões que o levaram a concebê-los, modificá-los e empregá-los. O autor destaca ainda que o aspecto mais importante neste item é proporcionar a quantidade adequada de informações sobre como a pesquisa foi conduzida.
Desta forma, ao iniciar esta seção, deve-se primeiro apresentar os procedimentos metodológicos utilizados no decorrer da pesquisa, na sequência, apresente os critérios para a escolha dos participantes e/ou os materiais utilizados, por fim, descreva a sequência de etapas realizadas na condução da pesquisa, mencionando como os dados foram levantados e tabulados para análise.
Em seu estudo, Cervo, Bervian e Silva (2006) expõem que o método científico apresenta a observação, a descrição, a comparação, a análise, a síntese, além dos processos mentais de dedução e da indução, comuns a todo tipo de investigação (qualitativa, quantitativa ou mista).
Após a escolha da pesquisa, é necessário determinar alguns itens que oferecem suporte para a conclusão do estudo, assim, descreva o local da pesquisa (cidade, bairro, estado, grupos, região, vegetação etc.). Continuando, descreva como você obterá estas informações, por meio de entrevista, conversas, questionários, estudos de caso, entre outros. Estes são considerados os instrumentos que indicam as técnicas a serem utilizadas no momento da coleta dos dados (CERVO; BERVIAN; SILVA, 2006). 
De posse da amostra e da obtenção dos dados, é necessário definir o período em que a pesquisa ocorrerá (dia, mês, ano), como ocorrerá (meio eletrônico, meio físico etc.), por fim, quais as ferramentas utilizadas para esta coleta de dados e para a análise das informações obtidas (software).
Para Cervo, Bervian e Silva (2006, p. 67):
Todas as informações reunidas nos passos anteriores devem ser comparadas entre si e analisadas. A análise, a partir da classificação ordenada dos dados, do confronto dos resultados das tabelas e das provas estatísticas, quando empregadas, procura verificar a comprovação ou não das hipóteses de estudo.
Dando continuidade ao estudo, não esqueça de utilizar, descrever e detalhar os gráficos, tabelas, figuras, registros fotográficos, textos, maquetes, croquis que você tenha feito uso durante a realização desta atividade.
Como forma de facilitar o desenvolvimento de sua atividade, aproveite o momento para realizar esta pesquisa em locais de fácil acesso a você (rua, comunidade, escola, bairro, vila, entre outros). Procure por circunstâncias ou situações reais em que o uso do conhecimento científico possa prover alguma melhoria ou facilidade.
Importante evidenciar sua participação nesta etapa, tanto pela autoria do material, quanto pela evidência por meio de registro fotográfico. 
FIGURA 1: CAPA DO LIVRO DIDÁTICO DE METODOLOGIA CIENTÍFICA
FONTE: Müller (2013).
	A Figura 1 tem a finalidade de ilustrar a forma que o aluno poderá utilizar para apresentar o seu registro fotográfico. Observe que ela está devidamente referenciada e contém o seu título de acordo com o estabelecido pela Norma NBR-6023. Esta norma estabelece os elementos a serem incluídos nas referências, fixa a ordem dos elementos das referências e destina-se a orientar a preparação e compilação de referências de material utilizado para a produção de documentos (ABNT, 2002).
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste campo, faça o relato de suas observações após a análise dos elementos elencados na Fundamentação Teórica descrita anteriormente neste documento. Utilize a teoria abordada na Introdução e Fundamentação Teórica para justificar os seus achados e descreva de que maneira os dados encontrados contribuem para ampliar o conhecimento obtido nos materiais consultados.
Para demonstrar como se pode desenvolver esta etapa, quando as informações forem provenientes de uma pesquisa quantitativa, os dados podem ser apresentados conforme descrito no exemplo a seguir, que analisa a quantidade de trabalhos publicados nas diversas edições da JOIA (Jornada de Integração Acadêmica) da UNIASSELVI.
TABELA 1: NÚMERO DE TRABALHOS APROVADOS POR TEMÁTICA E EDIÇÃO DA JOIA
	Edição da JOIA
	I
	II
	III
	IV
	V
	VI
	VII
	Ciências Agrárias
	0
	0
	0
	0
	2
	0
	8
	Ciências Biológicas
	36
	21
	36
	11
	18
	42
	25
	Ciências da Saúde
	0
	0
	0
	0
	3
	40
	42
	Ciências Exatas e da Terra
	34
	18
	9
	19
	24
	25
	15
	Ciências Humanas
	60
	69
	70
	76
	93
	70
	61
	Ciências Sociais e Aplicadas
	163
	235
	308
	191
	151
	144
	147
	Engenharias
	0
	1
	6
	1
	6
	4
	7
	Linguística, Letras e artes
	39
	45
	52
	68
	46
	37
	25
	Outra
	195
	322
	298
	143
	209
	188
	203
	Total
	527
	711
	779
	509
	552
	550
	533
FONTE: Dados institucionais.
Ao analisar a Tabela 1, é possível verificar que o total de trabalhos submetidos à JOIA atingiu sua maior quantidade de trabalhos em sua terceira edição com 779 trabalhos e a quarta edição da Jornada teve a menor quantidade de trabalhos submetidos totalizando 509 trabalhos. É possível observar também que as áreas de “Ciências Sociais e Aplicadas” e “Outra” foram as que tiveram maiores participações em todas as edições da Jornada de Integração Acadêmica.
Colaborando com o tema, Perovano (2016) descreve que a pesquisa quantitativa é apresentada quando o pesquisador realiza a coleta de dados, no intuito de responder as hipóteses elaboradas, transformando as variáveis encontradas em números para que se possa explicar os eventos encontrados.
Por outro lado, quando as informações forem provenientes de uma pesquisa qualitativa, a apresentação dos resultados e discussão dos dados ocorre de forma teórica. Para exemplificar, utilizou-se o artigo: A Importância da Gestão de Pessoas para a Qualidade de Vida no Trabalho, o qual foi publicado na JOIA - Jornada de Integração Acadêmica, na edição de 2017.
O artigo ficou disponível pelo período de trinta dias, no intuito de que professores, coordenadores, tutores e acadêmicos tivessem tempo hábil para realizar comentários sobre o material apresentado, conforme consta no quadro a seguir:
QUADRO 1: COMENTÁRIOS SOBRE O ARTIGO PUBLICADO NA JOIA / 2017
	Artigo: A importância da gestão de pessoas para a qualidade de vida no trabalho
	Período
	Comentário
	Nov-17
	Sempre levo em considerações para que as pessoas estejam satisfeitas no ambiente de trabalho, devemos observar a pirâmidde de Maslow, portanto, quanto mais próximo alcançamos ou as pessoas alcançarem os 5 princípios básicos para a asatisfação da vida seja ela profissional ou pessoal, a qualidade de vida no ambiente de trabalho se torna fundamental em continuar a trabalhar naquela empresa. Quando estamos com algum problema seja pessoal ou profissional, o desenvolvimento se torna restrito e a insatisfação pode até outros colegas de trabalho compartilhar desse momento seja de forma continua e eficaz.
	Nov-17
	Parabéns pelo trabalho! Identificar casos práticos de organizações que promovem políticas e programas para a aqualidade de vida no trabalho, vem ao encontro das teorias que enfatizam a importãncia de uma gestão de RH que priorize o desenvolvimento individual e da equipe, promovendo feedbacks constantes para ajustes e manutenção de um clime organizacional que favoreça o alcance de melhores resultados organizacionais.
	Nov-17
	A falta de comunicação nas empresas pode gerar custos elevados e uam série de problemas, como o retrabalho e a desmotivação do funcionário, o feedback é fundamental para o sucesso da organização. Parabéns pelo trabalho!
FONTE: Dados institucionais.
O quadro apresenta os comentários realizados acerca do material disponibilizado pelo autor. Levou-se em consideração, no momento da análise, a temática estudada, a escrita e a importância deste trabalho para a sociedade acadêmica que está recebendo esta publicação. 
Os resultados apresentados, por meio da pesquisa qualitativa, comprovam como os dados serão tratados; os esclarecimentos; as observações; as explicações; descrições dos termos, conceitos e variáveis (PEROVANO, 2016). Portanto, após as explicações sobre a apresentação dos resultados na metodologiaquantitativa e qualitativa, é possível perceber a diferença de escrita e análise entre ambas, bem como a importância de apresentar os resultados e discussões encontrados no estudo realizado.
5. CONCLUSÃO
Para produzir a conclusão, deve-se retomar os objetivos elencados no início do trabalho, pois é importante que cada objetivo traçado tenha sido atendido, assim como pode ser apresentada uma síntese dos resultados. Veja aqui duas formas para compor a conclusão de seu trabalho:
 1. Apresentar a conclusão em frases curtas e focadas.
- Foi apresentada a estrutura básica, de um artigo científico, cobrada pela UNIASSELVI, assim como abordados os passos básicos da pesquisa, a estrutura e o conteúdo de um artigo científico.
- Foi apresentada a NBR-6023/2002 da ABNT como norteadora para a construção dos artigos científicos construídos pelos acadêmicos da UNIASSELVI. 
2. Apresentar a conclusão em frases alongadas que contemplam as observações do pesquisador:
Este trabalho fez uma incursão na trajetória da construção de um trabalho científico, a fim de mostrar ao acadêmico da UNIASSELVI o caminho a ser percorrido, desde a escolha do assunto até a elaboração do artigo finalizado. Nessa perspectiva, apresentou-se os principais passos da pesquisa, a composição do trabalho de acordo com as normas da ABNT, além da estrutura e conteúdo de um artigo científico.
A composição dos elementos do trabalho científico solicitados pela UNIASSELVI é definida na NBR-6023/2002 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Com base na apresentação da estrutura definida neste texto normativo, foi dada ênfase especial aos elementos textuais, os quais se constituem basicamente em introdução, desenvolvimento e conclusão do trabalho científico. 
Na parte final das conclusões, é interessante apontar possíveis aprofundamentos sobre o tema estudado, bem como possíveis interações com outros temas, abordagens metodológicas, materiais, aplicações e sugerir ao leitor do seu trabalho possíveis encaminhamentos para pesquisas futuras. Exemplifica-se a sugestão de realização de pesquisas futuras com a indicação de realização de estudo bibliométrico sobre os trabalhos publicados na JOIA e na Revista Maiêutica.
A partir da estrutura básica deste trabalho, permite-se aos acadêmicos da UNIASSELVI desenvolver seus artigos científicos com mais discernimento sobre estrutura básica cobrada na Instituição. Ao submeter o seu artigo para revistas ou eventos externos, é importante verificar e adequar o trabalho às regras e às formatações solicitadas.
REFERÊNCIAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR-6023. Informação e documentação - Referências - Elaboração. Rio de Janeiro, 2002.
CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino; SILVA, Roberto da. Metodologia científica. São Paulo: Pearson, 2006.
FERREIRA, Gonzaga. Redação científica: como entender e escrever com facilidade. São Paulo: Atlas, 2011.
MÜLLER, Antônio José (Org.) et al. Metodologia científica. Indaial: UNIASSELVI, 2013.
PEROVANO, Dalton Gean. Manual de metodologia da pesquisa científica. Curitiba: Intersaberes, 2016.
1 Acadêmico Rudiney Sebastião Cardoso 
2 Tutor Externo Bruno
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Curso Engenharia Elétrica (FLC46009EEA) – Seminário Interdisciplinar VII (EEA115) - 21/04/24
	
	
	
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1 Acadêmico Rudiney Sebastião Cardoso 
2 Tutor Externo Bruno 
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Curso Engenharia Elétrica (FLC46009EEA) – Seminário 
Interdisciplinar VII (EEA115) - 21/04/24 
MICROCONTROLADORES 
E INTERNET DAS COISAS 
 
 
 
 
Acadêmico¹ Rudiney Sebastião Cardoso. 
Tutor Externo² Bruno Henrique Dias Neves. 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
 
O presente trabalho científico acadêmico nos estudos de engenharia elétrica, por meio de pesquisa 
bibliográfica tem como meio de pesquisa e revisão bibliográfica com ênfase nos microcontroladores 
e a internet das coisas, no modelo em automação residencial. Desde que a tecnologias tomou conta 
da praticidade, comodidade, economia e segurança. Porem a automação residencial atual consiste 
de diversos sistemas de dispositivos inteligentes em uma casa, permite um controle e gestão remota. 
O objetivo principal de forma automatizado é alavancar a sustentabilidade de conforto com uma 
eficiência energética de segurança para o dia a dia. Através deste estudo iremos viabilizar o que é 
um microcontrolador que nada mais é um pequeno computador em um único chip, criado para o uso 
e projeção de tarefas especiais em sistemas embarcados. Diante do contexto de estudo veremos sobre 
a Internet das coisas (lot, na sigla em inglês) que nada mais é uma rede de dispositivos físicos de 
objetos e equipamentos inteligentes ligados e conectados à internet para coletar e analisar os dados. 
Essa comunicação ou interconexão permite que a automação entre objetos uma comunicação de 
conversa sistemática entres setores. A internet das coisas tem como seu foco a eficiência e segurança 
para o ser humano, principalmente para pessoas com deficiência física que poderá acender uma 
lâmpada apenas com sua voz, toques na tela de um celular ou por sensores de presença sistemas que 
fazem parte da automação. Esse artigo apresentara um protótipo de automação simples com o uso 
de um hardware conhecido como Arduino que opera com um microcontrolador de alta eficiência 
com o uso do Software através de dispositivos de internet. A Associação Brasileira de Normas 
Técnicas (ABNT) não possui normas especificas sobre o Arduino, mas fornece para trabalhos 
científico projetos de estudos em Automação, robóticas e projetos eletrônicos. 
 
 
 
 
Palavra-chave: Microcontroladores e internet das coisas na automação residencial.