TCC (1)de Eng elétricas

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ANHANGUERA EDUCACIONAL CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA DE NITERÓI - UNIAN
rOBSON HENRIQUE VIEIRA 
ELABORAÇÃO DE MODELO RESIDENCIAL AUTOMÁTICO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ATRAVÉS DE SISTEMAS CONTROLE REMOTAS 
NITERÓI
Ano 2017
ROBSON HENRIQUE VIEIRA
ELABORAÇÃO DE MODELO RESIDENCIAL AUTOMÁTICO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ATRAVÉS DE SISTEMAS CONTROLE REMOTAS 
Trabalho de conclusão de curso apresentado o curso de Engenharia Elétrica da Universidade Anhanguera- Unian, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Elétrica. Orientado Pela equipe de Tutores
NITERÓI
ANO 2017
11
LISTA DE FIGURA
SUMÁRIO
 INTRODUÇÃO
 A apresentamos neste projeto de automático de residência com Arduino, permitindo o controle de relés pela rede local ou até mesmo pela internet. Palavra domótica vem da palavra latina "Domus", que significa "Casa", juntamente com a palavra "robótica", que mais é sistema de monitoramento e controle de qualquer processo. A programação do Arduino utiliza a Ethernet que já vem embutida no IDE do Arduino. Com ela, vamos criar um Web Server que vai receber as informações pela rede e acionar as portas. A sua principal fonte do sistema de monitoramento industrial, Arduino é uma plataforma eletrônica de enriquecido com o aspecto de PLCs (controladores lógicos programáveis) durante os 60 Assim, a automatização permite ao utilizador controlar a dispositivos de residência electrónico por meio de interfaces de controle. Algumas empresas de tecnologia e tentado mudar o crescente desenvolvimento da microeletrônico para a casa de base, a fim de fornecer soluções automatizadas para área de aplicativos de automação de processos. No entanto, a lógica de funcionamento é simples: um pequeno programa escrito em linguagem C, rodando no computador, se autentica com os servidores do Twitter e fica em loop consultando sobre as atualizações de um usuário, que foi criado especificamente para o projeto. Por estas razões, a área de sistema de monitoramento doméstica não veio igual a evolução da automação industrial, que terminou desenvolver mais rapidamente. Segundo Bortoluzzi (2013), "1970 pode ser considerado o ponto da domótica partida quando lançado, o Arduino apareceu em 2005 na Itália dispositivos de controlo remoto que utilizam a rede elétricas como um canal de comunicação. A partir desta edição, começamos a desenvolver dispositivos integrados que os substituíram, utilizando microprocessadores e micro controladores (“Arduino”). Desde então, nós incorporamos alguns meios de comunicação com o centro de automação, composta por um micro controlador que opera em um sistema. Com a popularização da Internet banda larga, esta tecnologia tornou-se muito explorado, permitindo também técnicas de monitoramento não só in situ, mas também remotos e pode controlar a residência através de um website. Eles têm também se juntou a outros meios, tais como Bluetooth, um dos padrão de comunicação desenvolvido como ferramenta de telefones e periféricos móveis, visando, por exemplo, para controlar lâmpadas, alarme, portões, janelas e ventiladores de pequenas distancias.Neste contexto, a proposta deste é o controle de alguns processos residenciais selecionados que estão presentes no cotidiano dos habitantes de uma residência. Lâmpadas de controle principal objetivo é satisfazer a conveniência dos membros da habitação, eliminando a necessidade de usar o interruptor para tal tarefa. Além disso, ele também pode ser usado por razões de segurança, acendendo a lâmpada em certa ocasião em que esta ação é necessária, especialmente quando o morador estiver ausente. E sistema de alarme para o mercado de segurança em casa vem ganhando muito nos últimos tempos devido ao aumento da violência, especialmente nos grandes centros urbanos.
.
 1.1 O Problema
Para nós conseguirmos implantar o modelo atual de instalações elétricas convencionais e renová-lo, pergunta-se é possível, ter algum retorno financeiro em instalações eficientes em termos de energia elétrica?
13
 OBJETIVOS
2.1 Objetivos Geral 
 Por desenvolver, testar e analisar um sistema de ativação automático de iluminação por meio de sensores, conectado a um centro de monitorização central de monitoramento compostos, bem como um sistema alternativo e desligada através de controle remoto.
2.2 Objetivos Específicos 
Realizar os fundamentos teóricos do sistema de iluminação automática.
Este projeto visa ligar um sistema de iluminação ao pôr do sol e desligar um jardim, uma varanda, uma loja ou iluminação no seu anúncio. 
Estalar um controle remoto central de cargas tomadas.
Em sua casa de férias ou onde você poder ativar e desativar alarmes, lâmpadas, portas abertas muitas possibilidades de uso, Outra aplicação que se destaca é no controle equipamentos elétricos é muito comum devido a áreas de lazer desnecessariamente iluminadas após o uso.
Verificar a funcionalidade do sistema.
Testar e validar a sua instalação.
Avaliar os benefícios económicos em relação a instalações elétricas residenciais.
 Identificar as vantagens e desvantagens funcionais e relação a uma instalação residencial.
JUSTIFICATIVA
A utilização de sistemas automatizados casa é agora uma realidade exigida pelos usuários. Em países como os Estados Unidos, cerca de cinco milhões de casas têm sistemas automatizados. No Brasil, segundo AURESIDE - Associação Brasileira de automação residencial - você pode automatizar dois milhões de casas apenas em São Paulo. Crescimento esperado para 2015 é de que pelo menos 60% das famílias tem comprado algum tipo de tecnologia inteligente. Em segundo lugar, o mercado está se desenvolvendo soluções inteligentes que não são dispensáveis, mas uma necessidade diária no mundo moderno. Completar uma análise dos benefícios de automático, expressivo e mais fácil de manusear o sistema elétrico de uma iluminação de casa, onde forma convencional para instalar a introdução torna-se um elemento central que lhe permite controlar os custos de automação remotos e reduzir os custos da estruturação elaborados. Você também deve levar em conta o sistema de automação de economia, juntamente com uma instalação de migração convencional, você pode obter até 70% de economia em equipamentos, mão de obra e instalação. Com a conclusão e análise das cargas crescentes sistema de iluminação remoto tem como objetivo demonstrar que a tecnologia de baixo custo disponível hoje, é provável que o consumidor tenha um produto para sua residência, agregando valor e conforto
 
TECNOLOGIA
 
Tecnologia é algo que existe na vida de qualquer ser humano hoje, tornando-se difícil até mesmo distinguir uso da tecnologia, é devido ao fato de que a tecnologia está se tornando mais e mais transparente de usar, deixando de ser algo assustador ou complicado de operar. É muito improvável que alguém não tenha usado qualquer tecnologia, independentemente do nível de complexidade, mesmo que seja algo simples, como um telefone celular ou um caixa eletrônico de banco, pode ser mais complicado, e não menos presente, como leitores de biometria para facilitar o uso de senhas caso o ser humano esqueça. 
Este capítulo abrange todos os fundamentos teóricos necessários para o desenvolvimento deste (tcc) trabalho de conclusão de curso, e alguns elementos foram usados e merecem um maior aprofundamento da construção teórica e operação será apresentada. O diagrama de blocos completo do sistema mostrado na Figura 2.1. 
Arduino Segundo Michael Mc Roberts (2011, p. 22), "O Arduino é o que chamamos de plataforma de computação física ou embarcada, ou seja, um sistema que pode interagir com seu ambiente por meio de hardware e software.”. 
Em razão a esse recurso, a aplicação do mundo digital é muito grande, você pode controlar uma variedade de dispositivos, quepodem incluir: sensores, motores, LED, monitores LCD, interruptores de transistores, entre outros.
O Arduino apareceu em 2005 na Itália, foi elaborado por um professor chamado Massimo Banzi, que queria ensinar aos seus alunos um pedaço de eletrônicos e unidade de programação. Os alunos eram do projeto do curso, ensinando eletronicamente, sendo construída não foi uma tarefa fácil. A carência de algo barato para comprar que tivesse utensílios poderosos, também fez ideias Máximas difíceis. Devido a esses motivos, o professor, com a ajuda de David Cuartielles decidiu criar o seu próprio conselho de administração, com a ajuda de estudantes Massimo David Mellis, que foi responsável pela criação da linguagem de programação C para o Arduino. Assim, uma das aplicações mais populares online (tecomundo, 2017) hoje já apareceu no mundo e rapidamente se espalhou pelo mundo.
O ocorrido de que mais atenção para o Arduino é a disponibilizado ao usuário. Então qualquer um pode acessá-lo Software e hardware de graça. Qualquer usuário pode até mesmo desenvolver seu próprio Arduino, desde que não use o mesmo nome na placa de circuito impresso. 
 A Figura 2.2. Mostra o Arduino Uno, um dos modelos mais claro Arduino No mercado e utilizado em projeto. 
 Sistemas automatizado residencial com celular usando Arduino Mega
 Já pensou em controlar a sua casa com um sistema que criou? Sim, é possível! Neste projeto vamos fazer um sistema de automação residencial móvel usando o Arduino Mega e alguns acessórios. Neste exemplo vamos verificar a sala de lâmpada. Como este é um programa de treinamento, eu não vou usar recursos não convencionais, embora este trabalho possa ser reutilizado para fins comerciais. No trabalho apresentado será a base para a criação de um sistema multifuncional, que pode controlar luzes da sala, portão automático, alarme, bomba de água, e até mesmo simular a sua presença para ninguém entrar em casa, removendo as "bolsas" caso estejam casas vazias para roubo
Características do Arduino Mega
 Microcontrolador: AT mega1280 
 Voltagem de operação: 5V 
 Voltagem de entrada (recomendada): 7-12V 
 Limites de voltagem de entrada: 6-20V 
 Pinos de I/O digitais: 54 (dos quais 14 podem ser de saída PWM) 
 Pinos de entrada analógica: 16 
 Corrente DC por pino de I/O: 40 mA 
 Memória Flash: 128KB dos quais 4 KB são utilizados no bootloader 
 Memória SRAM: 8KB 
 Memória EEPROM: 4KB 
 Velocidade de Clock: 16 MHz 
Ethernet Shield
 Outro privilégio do Arduino é a existência de várias binagens que permitem ao utilizador a ampliar a eficiência do sistema ou conjunto uma aplicação desejada. Escudos são placas de circuitos impressos que estão ligados ao painel central que executam esta função no sistema.
Neste contexto, o Escudo Ethernet, compatível com o Arduino Uno, é responsável pela Arduino conectado à Internet através de um cabo de rede. De acordo com o site oficial (Arduino 2, 2013), e o modo de comunicação para o painel central via barramento SPI (Serial Peripheral Interface) por meio de pinos 10, 11, 12 e 13. O pino 10 é realizado por seleção de chip W5100, WIZnet. Ele é o protocolo TCP / IP para a rede Arduino, permitindo que toda a comunicação com outro dispositivo através da Internet. O protocolo TCP / IP é o principal protocolo para enviar e receber dados através da Internet. Porque é realmente um conjunto de protocolos integrados, mas também pode ser conhecido como "pilha de protocolo." Ele é dividido em quatro níveis diferentes, a fim de garantir a integridade dos dados que trafegam pela rede. (TECNOMDO 2017,) São os seguintes
Camadas de Aplicação
 Esta é a camada mais próxima do usuário. Este nível é utilizado para enviar ou receber dados de outros programas através da rede. Aqui você pode encontrar outros tipos de protocolos como SMTP (e-mail), FTP (transferência de arquivos) Responsável pela recepção do digital saídas DTMF decodificador, editar e ativar o relé correspondente ao dispositivo que deseja ativar / desativar; e o mais conhecido de HTTP (para navegação na web). Após o processamento dos dados da camada de aplicação, eles são enviados para a camada de transporte.
7.1 Camadas de transporte
 
 Sensores de funcionamento (relé) Ligação Arduino permitir sistema de ativação pelo (celular), o seu papel principal é receber os dados a partir da camada anterior, e é separado em blocos de dados, também conhecidos como pacotes.
7.2 Camadas de rede
 Feita a divisão, os dados empacotados são recebidos e anexados ao endereço virtual (IP) do dispositivo remetente e do destinatário.
 7.3 Camadas de Interface
 Sua função é determinar as modalidades de envio de dados através da rede. O protocolo utilizado neste nível depende do tipo de rede utilizada. O tipo mais comum usado hoje é Ethernet.
Em suma, estes são os processos que ocorrem no W5100 para receber ou enviar dados através da Internet.
Para instalar o sistema, basta ligar para a tela Ethernet Shield dentro do Arduino Um dos respectivos terminais e conecte o cabo de rede do roteador para proteger porta RJ45. A Figura 2.4 ilustra o sistema já montado
I
Interface de Programação
 Outra vantagem da interface do Arduino é a programação de fácil utilização e comunicação com o microcontrolador. A conexão é feita a partir de seu computador para o Arduino via USB, permitindo carregar programas em ATmega328. Interface disponível pode ser controlada no esquema Figura 2.5 
Interface de Programação
 A interface da Figura 2.5, para além das características acima mencionadas, permite que a estrutura do programa, incluindo bibliotecas e alguns exemplos de aplicação. Ele também permite o acompanhamento de monitoramento de série, útil para depurar o código, observando o comportamento do sistema e enviar comandos desta forma em um aplicativo específico. A linguagem de programação utilizada é uma linguagem C.
METODOLOGIA 
A metodologia utilizada para o desenvolvimento deste trabalho se deu em sistema de ativação automático residencial. Inicialmente, fez-se uma revisão bibliográfica sobre todas as tecnologias e equipamentos que poderiam ser empregadas na execução deste projeto. 
A partir desse estudo, escolheram-se as tecnologias:
Plataforma de desenvolvimento Arduino.
Tecnologia Ethernet shield.
Linguagem de programação em C.
Esse sistema permitirá a visualização do histórico de eventos e também possibilitará algumas interações do usuário com o sistema de segurança. Na quarta e última etapa do trabalho, fase de aplicação, agregando-se estas partes, criou-se o Sistema de Monitoramento Residencial. A partir dos fatos relatados e resultados expostos, conclui-se que foi possível realizar o objetivo deste projeto através dos métodos propostos. No contexto atual do controle de residências através de sistemas
CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO
Quadro 1 – Cronograma de execução das atividades do Projeto e do Trabalho de Conclusão de Curso.
	ATIVIDADES
	2017
	2017
	
	JAN
	FEV
	MAR
	ABR
	MAI
	JUN
	JUL
	AGO
	SET
	OUT
	NOVDEZ
	Escolha do tema. Definição do problema de pesquisa
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Definição dos objetivos, justificativa.
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Definição da metodologia.
	 
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Pesquisa bibliográfica e elaboração da fundamentação teórica.
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Entrega da primeira versão do projeto.
	 
	 
	X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Entrega da versão final do projeto.
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	
	Revisão das referências para elaboração do TCC.
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Elaboração do Capítulo 1.
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Revisão e reestruturação do Capítulo 1 e elaboração do Capítulo 2.
	 
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Revisão e reestruturação dos Capítulos 1 e 2. Elaboração do Capítulo 3.
	 
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Elaboração das considerações finais. Revisão da Introdução.
	 
	 
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Reestruturação e revisão de todo o texto. Verificação das referências utilizadas.
	
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	Elaboração de todos os elementos pré e pós-textuais. 
	 
	 
	 
	 
	 
	 X
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Entrega da monografia.
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Defesa da monografia.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
REFERÊNCIAS
AURESIDE - Associação Brasileira de automação residencial Disponível <www.aureside.org.br/2017> Acesso em 14 fevereiros. 2017
APPINVENTOR. Site oficial do App Inventor. Disponível em: <http://appinventor. mit.edu/ > Acesso em 18.março. 2017
MCROBERTS, Michael. Arduino Básico. Edição original em Inglês publicada pela Apress Inc., Copyright © 2010 pela Apress, Inc.. Edição em Português para o Brasil copyright © 2011 pela Novatec Editora.
SILVA, B.C. R & CÂNDIDO, L.A.A. Sistema de Controle Residencial baseado na plataforma Arduino. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Instituto Unificado de Ensino Superior Objetivo, Goiânia, 2011. Disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/80802432/Sistema-de-Controle- Residencial-Baseado-Na-Plataforma-Arduino> Acesso em: 28 abril. 2017
ARDUINO-1. Arduino Uno. Disponível em: <http://arduino. cc/en/Main/ArduinoBoardUno> Acesso em 25 abril. 2017
ARDUINO-2. Arduino Ethernet Shiled. Disponível em:<http://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield> Acesso em 25 abril. 2017
TECHMUNDO, 2017.O que é TCP/IP? Disponívelem: <http://www.tecmundo.com.br/o-que-e/780-o-que-e-tcp-ip-.html> Acesso em: 28.abril. 2017
BORTOLUZZI, Matias. Blog SRA Engenharia, Histórico da automação residencial, Disponívelem:<http://sraengenharia.blogspot.com.br/2013/01/historico-da-automacao- residencial_10.html>. Acesso em: 25.maio. 2017