sistema de monitoramento

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UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO 
SUL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
CLEITON PIOVESAN 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE MONITORAMENTO PARA CONSUMO DE ENERGIA 
RESIDENCIAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ijuí 
2017 
CLEITON PIOVESAN 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE MONITORAMENTO PARA CONSUMO DE ENERGIA 
RESIDENCIAL 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado 
ao Curso de Engenharia Elétrica da 
Universidade Regional do Noroeste do Estado 
do Rio Grande do Sul como requisito parcial 
para obtenção do grau de Engenheiro 
Eletricista 
 
Orientadora: Prof. Me. Taciana Paula Enderle 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ijuí 
2017 
CLEITON PIOVESAN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE MONITORAMENTO PARA CONSUMO DE ENERGIA 
RESIDENCIAL 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado 
ao Curso de Engenharia Elétrica da 
Universidade Regional do Noroeste do Estado 
do Rio Grande do Sul como requisito parcial 
para obtenção do grau de Engenheiro 
Eletricista 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Me Taciana Paula Enderle 
UNIJUI 
 
 
 
 
 
 
Banca 
UNIJUI 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
Agradeço primeiramente a Deus, por ter me agraciado com o dom da vida me 
abençoando e conduzindo em todas as etapas da vida. 
Agradeço a meus pais, que apesar de todas as dificuldades sempre tiveram 
sabedoria para me mostrar a importância dos estudos em minha vida. 
A minha irmã, que mesmo longe, sempre me apoiou e acreditou na minha 
capacidade. 
A minha esposa e filhos, que me deram força e sempre estiveram ao meu 
lado, acalmando quando as dificuldades apareceram, vibrando e chorando com 
minhas vitórias. 
Aos meus queridos professores pela competência e seriedade com que 
conduziram e continuam conduzindo o curso de engenharia elétrica. 
A Taciana Paula Enderle, professora e orientadora, por sempre acreditar nas 
minha ideias, pelo apoio, incentivo, dedicação e paciência durante o 
desenvolvimento deste trabalho 
A UNIJUÍ pelo excelente ambiente oferecido aos seus alunos e os 
profissionais qualificados que disponibiliza para nos ensinar. 
A Creluz por ter nos dado a oportunidade de realizar este curso. 
 
Muito obrigado! 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
PIOVESAN, Cleiton. Sistema de Monitoramento para Consumo de Energia 
Residencial. 2017. 103f. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Elétrica) – 
Universidade Regional do Noroeste do Estado Do Rio Grande do Sul, 2017. 
 
Com a necessidade de otimizar a utilização dos recursos energéticos no país, uma 
das maneiras mais eficientes ainda é o monitoramento constante sobre consumo. A 
proposta do presente trabalho consiste no desenvolvimento de um dispositivo capaz 
de coletar dados sobre o consumo energético residencial, para posterior visualização 
destes dados pelo consumidor. Para tanto, fez-se necessário o desenvolvimento de 
concepção de aquisição de dados e de otimização de custos para a implementação 
do mesmo. Foram utilizados sensores de corrente em cada circuito para aquisição 
dos dados, bem como a construção de um circuito capaz de coletar tensões e para 
interpretação destes, utilizou-se o ESP8266 - Nodemcu, cuja a plataforma é livre e 
de fácil acesso. Os resultados foram promissores, os dados fornecidos pelo sistema 
implementado propiciaram ao usuário a possibilidade de visualização em tempo real 
do consumo total de sua residência, de um chuveiro e de uma geladeira. Gerando 
com isso a oportunidade de redução do próprio consumo de energia elétrica 
contribuindo para eficiência energética do país. 
 
Palavras-chave: Eficiência energética, Monitoramento, Consumo de eletricidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
PIOVESAN, Cleiton. Monitoring System for Residential Energy Consumption. 2017. 
103f. (Engenharia Elétrica) – Universidade Regional do Noroeste do Estado Do Rio 
Grande do Sul, 2017. 
 
With the need to optimize the use of energy resources in the country, the most 
efficient way is still the constant monitoring of consumption. The purpose of the 
present work is to develop a device capable of collecting data on the residential 
energy consumption for later visualization of this data by the consumer. To do so, it 
was necessary to develop data acquisition design and cost optimization for the 
implementation of the same. Current sensors were used in each circuit to acquire 
data, as well as the construction of a circuit capable of collecting voltages and for the 
interpretation of these, the ESP8266 - Nodemcu was used. The results were very 
promising, the data provided by the implemented system provided the user with the 
possibility of visualizing in real time the total consumption of their residence, a 
shower and a refrigerator. Generating with this the opportunity to reduce its own 
consumption of electric energy contributing to the country's energy efficiency. 
 
 
Keywords: energy efficiency, monitoring, Electricity consumption. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 - Gráfico da Evolução da Demanda de Energia Elétrica ............................. 13 
Figura 2 - Microcontrolador ....................................................................................... 23 
Figura 3 - Microcontrolador PIC (16F628A)............................................................... 24 
Figura 4 - Arquitetura Von-Neumann ........................................................................ 25 
Figura 5 - Arquitetura Harvard (Microcontroladores PIC) .......................................... 25 
Figura 6 - Microcontrolador Atmega328 .................................................................... 26 
Figura 7 - Diagrama de Blocos do ATmega328 ........................................................ 27 
Figura 8 - Evolução dos Microcontroladores ARM .................................................... 28 
Figura 9 - Raspberry Pi 2 .......................................................................................... 30 
Figura 10 - Plataforma de Desenvolvimento Arduíno ................................................ 31 
Figura 11 - Ambiente de Desenvolvimento Integrado do Arduino (IDE) .................... 35 
Figura 12 - ESP8266 ................................................................................................. 36 
Figura 13 - Pinos ESP8266 (NodeMCU) ................................................................... 37 
Figura 14 - LDR (Light-Dependent Resistors) ........................................................... 38 
Figura 15 - Relé ......................................................................................................... 39 
Figura 16 - Forma Construtiva Básica de um Transformador de Corrente ................ 40 
Figura 17 - Circuito com Resistor Shunt .................................................................... 40 
Figura 18 - Bobina de Rogowski ............................................................................... 41 
Figura 19 - Funcionamento Sensor Efeito Hall .......................................................... 42 
Figura 20 - Divisor de Tensão ................................................................................... 42 
Figura 21 - Transformador de Potencial .................................................................... 43 
Figura 22 - Comunicação Serial Entre Placas Arduino ............................................. 45 
Figura 23 - Topologia Estrela ....................................................................................46 
Figura 24 - Topologia Barramento ............................................................................. 47 
Figura 25 - Algumas aplicações do Bluetooth ........................................................... 49 
Figura 26 – Diagrama do Projeto .............................................................................. 51 
Figura 27 - Sensor de Corrente SCT-013 ................................................................. 56 
Figura 28 - Saída do Sensor de Corrente ................................................................. 57 
Figura 29 - Tensão fornecida pela rede .................................................................... 61 
Figura 30 - Tensão de Saída do Divisor .................................................................... 61 
Figura 31 - Circuito Retificador de Onda Completo ................................................... 62 
Figura 32 - Semiciclos Positivos ................................................................................ 63 
Figura 33 - Tensão Final com Filtro ........................................................................... 64 
Figura 34 - Circuito Final Aquisição de Tensão ......................................................... 65 
Figura 35 - ADS1115 ................................................................................................. 68 
Figura 36 - Site do Projeto......................................................................................... 74 
Figura 37 - Monitoramento ........................................................................................ 75 
Figura 38 - Curva de Carga Residência .................................................................... 75 
Figura 39 - Curva de Carga Geladeira ...................................................................... 76 
Figura 40 - Gráficos Consumo do Chuveiro .............................................................. 76 
Figura 41 - Gráfico Comparativo de Consumo .......................................................... 77 
 
 
LISTA DE QUADROS 
 
 
Quadro 1 - Especificações Técnicas ......................................................................... 33 
Quadro 2 - Tensão de Saída na Prática .................................................................... 65 
Quadro 3 - Custos do Projeto .................................................................................... 78 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
A Ampere 
AD Analógico/Digital 
ARM Advanced RISC Machine 
BD Banco de Dados 
CA Corrente Alternada 
CFTV Circuito Fechado de Televisão 
Cpp Corrente de Pico no Enrolamento Primário 
Cps Corrente de Pico no Enrolamento Secundário 
CPU Central Processing Unit 
EEPROM Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory 
EPE Empresa de Pesquisa Energética 
F Farad 
HTTP Hypertext Transfer Protocol 
HVAC Heating, ventilation, and air conditioning 
Hz Hertz 
I Corrente 
I/O In/Out 
IDE Integrated Development Environment 
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 
kWh Quilowatts hora 
LDR Light-dependent resistors 
MIPS Milhões de Instruções Por Segundo 
N1 Número de Espiras no Primário 
Ne Número de Espiras 
P Potência Ativa 
Pcon Potência Consumida 
PIC Peripherical Interface Controller 
RAM Random Access Memory 
RF Radiofrequência 
RFID Radio-Frequency IDentification 
RISC Reduced Instruction Set Computer 
Rs Resistor Shunt 
SGBD Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados 
SoC System on Chip 
SRAM Static Random Access Memory 
TC Transformador de Corrente 
TP Transformador de Potencial 
V Volt 
V1 Tensão na bobina do Enrolamento Primário 
V2 Tensão na bobina do Enrolamento Secundário 
Vin Tensão de Entrada 
Vout Tensão de Saída 
Vp Tensão de Pico 
VRMS Tensão Eficaz 
W Watt 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 13 
1.2 OBJETIVO GERAL ......................................................................................... 15 
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 15 
2 EMBASAMENTO TEÓRICO .......................................................................... 17 
2.1 HISTÓRIA DA AUTOMAÇÃO ......................................................................... 17 
2.1.1 Automação Industrial ................................................................................... 19 
2.1.2 Automação Comercial .................................................................................. 19 
2.1.3 Automação Residencial ............................................................................... 20 
2.2 MICROCONTROLADORES ........................................................................... 22 
2.2.1 PIC .................................................................................................................. 24 
2.2.3 Atmega328 ..................................................................................................... 25 
2.2.4 ARM................................................................................................................ 27 
2.3 PLATAFORMAS DE DESENVOLVIMENTO .................................................. 28 
2.3.1 Raspberry PI .................................................................................................. 29 
2.3.2 Arduino .......................................................................................................... 30 
2.3.3 NodeMCU ....................................................................................................... 35 
2.4 SENSORES E ATUADORES ......................................................................... 37 
2.5 COMUNICAÇÃO ............................................................................................ 44 
2.5.1 Serial .............................................................................................................. 44 
2.5.2 Ethernet ......................................................................................................... 45 
2.5.3 Wi-Fi ............................................................................................................... 47 
2.5.4 Bluetooth ....................................................................................................... 48 
2.6 BANCO DE DADOS ....................................................................................... 49 
3 DESENVOLVIMENTO .................................................................................... 51 
3.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ............................................................... 51 
3.2 SIMULAÇÕES ................................................................................................ 52 
3.3 AQUISIÇÃO DE DADOS ................................................................................ 54 
3.3.1 Aquisição de Corrente .................................................................................. 55 
3.3.2 Aquisição de Tensão .................................................................................... 59 
3.4 TRATAMENTO DE DADOS ........................................................................... 65 
3.5 ENVIO DOS DADOS ...................................................................................... 71 
3.6 VISUALIZAÇÃO DOS DADOS ....................................................................... 71 
4 RESULTADOS ............................................................................................... 73 
4.1 CUSTOS .........................................................................................................77 
5 CONCLUSÃO ................................................................................................. 79 
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 82 
 APÊNDICES ................................................................................................... 89 
 ANEXOS ....................................................................................................... 102 
13 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
O consumo de eletricidade no Brasil vem aumentando cada vez mais, e este é 
um dos indicadores do desenvolvimento econômico e também do nível de qualidade 
de vida da sociedade. Infelizmente, o aquecimento econômico não traz apenas o 
aumento no consumo, também traz a possibilidade de esgotamento dos recursos 
utilizados para a produção de eletricidade. 
A sociedade vem em uma busca constante na melhoria da qualidade de vida, e 
para que isto ocorra, há uma grande demanda na construção de edificações mais 
confortáveis, paralelo a isso vem o consumo excessivo de energia elétrica, e como 
consequência, vários impactos ambientais, dentre eles destaca-se o efeito estufa. 
Já fazem alguns anos que cientistas do mundo todo vem alertando para o 
aquecimento global, e em seus últimos alertas existe uma preocupação muito 
grande quanto à temperatura global ultrapassar 2º C ou 3º C acima da média 
histórica. 
“A ameaça das mudanças climáticas, provocadas pelo aumento da 
temperatura global, é o maior desafio ambiental que a humanidade enfrenta 
nesses tempos, pois coloca em risco a estabilidade social e econômica 
mundial, com profundas alterações na disponibilidade de recursos naturais 
e, especialmente, na forma como a energia é produzida.” (GREENPEACE, 
2010, p.6). 
Segundo o Ministério do Planejamento (2014), os brasileiros verão sua demanda 
de energia elétrica triplicar até o ano de 2050. Isso significa que cada habitante irá 
consumir cerca de 7.100 kWh por ano, conforme a Figura 1. 
 
Figura 1 - Gráfico da Evolução da Demanda de Energia Elétrica 
 
14 
 
 
Fonte: (EMPRESA DE PESQUISA ENERÉTICA - EPE, 2016, p.198). 
Fontes (2013, p.14) afirma que hoje em dia cerca de um quinto da energia 
elétrica mundial é produzida por meios hídricos. A China em primeiro lugar na 
produção e o Brasil vem logo em seguida no segundo lugar. 
Um dos maiores desafios para os governantes é a entrega de toda a energia 
necessária para manter o desenvolvimento social e econômico do país, sem que 
haja impactos ambientais que comprometam as gerações futuras. 
A geração de energias limpas e renováveis já é um ótimo começo, mas não tem 
tantos efeitos positivos quanto se deseja, além disso, é preciso utilizar racionalmente 
estes recursos e monitorar qualquer tipo de consumo, e ao mesmo tempo 
desperdícios. 
Devido a este aumento significativo na demanda de energia elétrica, os usuários 
necessitarão cada vez mais estar atentos e realizar um acompanhamento do 
consumo em suas residências. Este acompanhamento permite uma verificação 
diária do consumo, e esta informação pode ser revertida em ações para um 
consumo consciente. 
Com a exigência de equipamentos mais econômicos e eficientes no mercado e 
as políticas impostas aos fabricantes para atenderem a esta demanda, os usuários 
necessitam de informações em tempo real sobre o consumo de energia de seus 
equipamentos, para que possam monitorá-los e conferir resultados, como a redução 
na conta de energia elétrica. Mas para isto ser possível, os consumidores precisam 
ser abstraídos de questões técnicas, sem muito esforço e de forma prática, terem 
condições de atingir este objetivo. 
Equipamentos encontrados no mercado geralmente possuem vários 
componentes, grandes dimensões e precisam ser importados. Além disso, sua 
interface não é adaptada para consumidores brasileiros, pois apresentam 
informações em outros idiomas e muitos só possuem suporte na moeda corrente do 
país de origem. 
A falta de opções mais acessíveis para o consumidor brasileiro verificar o 
consumo de energia elétrica de seus equipamentos torna necessária uma alternativa 
nacional, um equipamento com preço acessível e que ao mesmo tempo possua as 
mesmas características ou até melhores aos dos produtos disponíveis no mercado. 
15 
 
 
 
Dadas essas necessidades, este trabalho tem como tema principal o 
monitoramento de consumo de energia elétrica em uma residência e nos 
equipamentos e eletrodomésticos da mesma e justifica-se, pois permite monitorar o 
consumo de equipamentos residenciais. De forma simples e objetiva, os 
consumidores poderão monitorar o consumo (potência e custo em Reais) de 
equipamentos residenciais, através de qualquer dispositivo que tenha acesso a 
internet, como tablets, smartphones, notebooks. Este acesso será feito através de 
um site hospedado em um servidor específico, onde também serão guardados todos 
os dados obtidos nas medições. 
O usuário terá acesso a várias informações referentes ao seu consumo 
energético, tais como: 
 Gráficos sobre o consumo; 
 Consumo em tempo real, horário, diário, mensal, etc.; 
 Comparação de consumo entre os equipamentos monitorados. 
Por fim, com a possibilidade de monitoramento em sua conta de energia, o 
usuário conseguirá reduzir o consumo em sua residência ajudando na redução dos 
impactos ambientais. 
1.2 OBJETIVO GERAL 
Este trabalho tem como objetivo geral desenvolver um protótipo que possibilite 
monitorar o consumo de energia elétrica em uma residência. 
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Projetar um hardware para a obtenção do consumo de energia em 
equipamento CA; 
• Desenvolver um software para a leitura de consumo de energia; 
• Desenvolver um banco de dados que mantenha todos os dados coletados 
16 
 
 
pelo projeto. 
 
17 
 
 
2 EMBASAMENTO TEÓRICO 
2.1 HISTÓRIA DA AUTOMAÇÃO 
Teza (2002, p.24) afirma que a automação teve seu início nos primórdios da 
Humanidade, sem uma data que possa caracterizar como o marco zero. 
A automação surgiu com o propósito industrial de substituir algumas 
atividades manuais por máquinas. Consequentemente surgiram diversos 
benefícios na produção, tais como a melhor qualidade do produto final, 
maior produção, produtos uniformes, menores perdas, maior segurança aos 
operários, entre outros. Com o passar do tempo a automação passou a ser 
inserida também no ambiente comercial, com o objetivos de reduzir a mão-
de-obra, melhorar os controles internos e otimizar o funcionamento das 
empresas. (FRANCHI et al., 2014, p.4172) 
"A Automatização é o processo pelo qual se utilizam dispositivos automáticos, 
eletrônicos e inteligentes para dar-se a automação dos processos em questão." 
(TEZA, 2002, p.24). 
Considera-se automatização qualquer processo que auxilie o Ser Humano 
nas suas tarefas do dia a dia, sejam elas comerciais, industriais, domésticas 
ou no campo. Como exemplo, podemos citar o uso da Roda d'água na 
automatização do processo de moagem, serrarias, ferrarias e trituração de 
grãos em geral. (TEZA, 2002, p.24) 
Segundo Neto (2011, p.14), um dos principais marcos na evolução das 
residências foi a introdução da eletricidade, pois esta possibilitou o desenvolvimento 
de novas tecnologias. 
Ainda, pode ser considerado um sistema que emprega processos automáticos 
que comandam e controlam os mecanismos para seu próprio funcionamento. 
 
 
O termo Automação Residencial designa e referência a utilização de 
processos automatizados em casas, apartamentos e escritórios. Podem-se 
utilizar outras denominações sinônimas, tais como, Automação Doméstica, 
Automatização Residencial ou Domótica. (TEZA, 2002, p.26) 
Também pode se dizer que é um sistema automático de controleonde os 
mecanismos possibilitam a verificação de seu próprio funcionamento, efetuando 
18 
 
 
medições e inserindo ajustes ou correções, sem a interferência humana, ou 
basicamente nenhuma interferência do homem. 
Ainda é possível afirmar que é um sistema que faz uso de técnicas 
computadorizadas ou mecânicas, e tem como objetivo principal a dinamização e 
otimização dos processos produtivos nos mais variados setores. 
Com ela, a diminuição de custos é uma realidade, assim como o aumento na 
velocidade de obtenção de informações. 
Atualmente, a automação está em constante crescimento e ajudando a 
facilitar o cotidiano das empresas, indústrias e pessoas. 
Em seu uso moderno, a automação ainda pode ser definida como uma 
tecnologia que utiliza comandos programados para operar um dado processo, 
combinados com retroação de informação para determinar que os comandos sejam 
executados corretamente. 
É muito utilizada em processos onde antes os seres humanos realizavam. 
Hoje em dia, a automação é encontrada em praticamente todos os lugares, 
tais como: 
• Projetos residenciais; 
• Projetos comerciais; 
• Projetos industriais; 
• Projetos específicos para estabelecimentos gastronômicos (restaurantes e 
bares); 
• Projetos de condicionamento de energia; 
• Projetos de recepção e processamento digital de sinais; 
• Projetos automotivos; 
• Projetos de monitoramento de atletas. 
Para um melhor entendimento da automação, pode-se dividi-la em três ramos 
principais, que são: 
• Automação industrial; 
• Automação comercial; 
• Automação residencial. 
19 
 
 
2.1.1 Automação Industrial 
Para UNIVATES (2016), Automação Industrial é a aplicação de técnicas, 
softwares e equipamentos específicos em uma determinada máquina ou processo 
industrial, com o objetivo de aumentar a sua eficiência. 
Essencialmente é escolher dentre as diversas tecnologias que se encontram ao 
nosso dispor, as que melhor se adaptam ao processo a desenvolver e a melhor 
maneira de interliga-las para garantir sempre a melhor relação custo/benefício. 
O conceito de Automação industrial, aparentemente nasceu na década de 20, 
quando Henry Ford criou a linha de montagem de um carro chamado modelo T. Sua 
ideia principal era reduzir os custos de produção e aumentar a produtividade, mas 
também elevar o nível de segurança para os trabalhadores. 
Segundo Rosário (2009, p.38) desde aquela época até os dias atuais, a 
automação industrial e todo o setor tecnológico estão em um desenvolvimento 
exponencial. 
No começo da automação industrial, como dito anteriormente, os principais 
objetivos eram a redução de custos e aumento na produtividade, mas com o passar 
dos anos "passou a ser utilizada para facilitar ou mesmo para realizar por si só tais 
tarefas." (ROSÁRIO, 2009, p.39). 
 Normalmente a Automação Industrial é dividida em três níveis: 
• Nível de Campo - onde é constituída pelos elementos que serão 
controlados e pelos elementos de detecção, como exemplo, respectivamente: 
Motores e Sensores; 
• Nível de Controle - Como o próprio nome indica, é o nível onde se 
encontram os elementos que vão controlar o processo; 
• Nível de Supervisão - É composto pelos programas de interface 
homem-máquina e aquisição de dados. 
2.1.2 Automação Comercial 
20 
 
 
É o ramo da automação onde ocorre a aplicação de técnicas específicas na 
otimização de processos comerciais, geralmente utilizando-se mais software do que 
hardware, tais como: sistemas controle de estoques, contas a pagar e receber, folha 
de pagamentos, identificação de mercadorias por códigos de barras ou por rádio 
frequência (RFID), etc. 
Automação Comercial pode ser representada como um esforço para 
transformar tarefas manuais repetitivas em processos automáticos, 
realizados por uma máquina. Isto quer dizer que, tarefas que são 
executadas por pessoas e passiveis de erro, como digitação de preço dos 
produtos, quantidade de itens, uma simples anotação do peso de uma 
mercadoria ou mesmo o preenchimento de um cheque, na automação 
comercial são feitas por computador com total eficiência e maior velocidade. 
(http://www.automacaocomercial.org/) 
Os sistemas de automação comercial, geralmente são mais utilizadas nos 
processos de venda, principalmente no ramo do Varejo. 
O software, por meio de suas linguagens de programação é o processo de 
automação mais utilizado na parte da automação comercial. 
Hoje no Brasil, o processo de automação comercial ainda está dando seus 
primeiros passos, mas está em pleno crescimento. Seu uso mais intenso se dá por 
cadeias de lojas de bens de consumos duráveis e supermercados. O aumento da 
utilização da automação comercial é tão significativo, que o público em geral se 
depara cada vez mais com pequenos negócios totalmente automatizados. 
2.1.3 Automação Residencial 
Um sistema de automação residencial possui o objetivo de gerenciar todas 
as informações presentes em uma residência de maneira eficiente. São 
exemplos: áudio, vídeo, segurança, ar condicionado, iluminação, controle de 
acesso, consumo de energia, entre outras. (FRANCHI et al., 2014, p.4173) 
Automação residencial é a aplicação da técnicas de automação para melhoria no 
conforto e segurança de residências e conjuntos habitacionais, tais como: Controle 
de acesso por biometria, porteiro e portões eletrônicos, circuitos Fechados de 
Televisão (CFTV), controle de luminosidade de ambientes, controle de umidade, 
temperatura e ar condicionado (HVAC), etc. 
21 
 
 
A automação residencial, através da utilização de dispositivos eletrônicos e 
redes de dados, possibilitam o controle remoto de equipamentos e a 
automatização de processos em uma residência. Ela é capaz de melhorar o 
estilo de vida dos moradores aumentando o conforto, segurança e eficiência 
energética. A automação residencial engloba iluminação, entretenimento, 
segurança, telecomunicações, climatização e sistemas de áudio e vídeo. 
Pode-se dizer que a automação residencial e a Domótica estão interligadas 
assim como a automação industrial está com a Robótica (BOLZANI, 2004, 
p.45). 
Pode ser desenvolvida tanto em sistemas simples, proporcionando o controle de 
um único equipamento quanto em sistemas sofisticados, que agregam o controle de 
diversas funções e a interação entre vários dispositivos equipamentos. Os 
acionamentos desses sistemas podem ser feitos por meio de controles remotos, 
painéis de parede, smartphones e internet. 
"A Automação Residencial proporciona o conforto e a conveniência que qualquer 
ser humano deseja, talvez seja o maior e melhor dos sonhos de consumo 
almejados." (TEZA, 2002, p.24). 
Para Bolzani (2004, p.47), a noção de automação em residências teve como 
base inicial a automação industrial, mas como a realidade entre as estruturas é 
muito diferente, está havendo um crescimento na criação de tecnologias específicas 
para ambientes onde se tem pouco espaço para o uso de grandes centrais 
controladoras e sistemas de cabeamentos. 
Atualmente, a automação está presente em diferentes níveis de atividades do 
homem, desde as residências, no trânsito, através de sistemas de controle de 
tráfego e sinalização, nos edifícios comerciais, processos de compra, venda e 
transportes de bens, processos industriais primários e secundários, e até nas 
jornadas espaciais. 
Em resumo, a mão de obra passa a ser substituída pela mecanização, tornando 
possível a realização de tarefas difíceis para o homem, ou simplesmente realizando 
pequenas atividades do dia-a-dia, sempre com o objetivo final de gerar conforto, 
tornar possível a realização de atividades, aumentar a produção, otimizar o tempo, 
reduzir gastos e oferecer segurança. 
Hoje em diano mercado, existem sistemas capazes de oferecer uma gama 
completa de recursos, onde o usuário pode determinar a programação que atenderá 
melhor suas necessidades. São inúmeras as programações que se pode escolher, 
22 
 
 
que vão desde um simples sensor de presença até projetos mais audaciosos, como 
por exemplo, fazer com que todos os eletrodomésticos de uma residência sejam 
controlados por smartphones onde todos os dispositivos podem ser acionados pela 
mesma interface, seja ele um controle remoto, telefone ou voz. 
Podem também, ativar a programação assim que identificarem o proprietário, ou 
talvez um usuário cadastrado no sistema. 
2.2 MICROCONTROLADORES 
Pode-se definir um microcontrolador como um dispositivo que possui 
microprocessador, memória e periféricos, tudo isso integrado em um mesmo chip 
(Figura 2). 
Muitos projetos, que até a poucos anos eram elaborados com base numa 
grande quantidade de componentes, podem hoje ser elaborados com base 
em microcontroladores. Os microcontroladores "fazem tudo", pois podem 
ser programados para isso. Não se discute, portanto, porque os 
microcontroladores atraem a atenção dos projetistas modernos e mesmo 
dos mais veteranos. No entanto, para usar os microcontroladores é preciso 
conhecer alguns "macetes", como o seu funcionamento, a sua forma de 
programação e os tipos que existem. (BRAGA, 2016) 
Microcontroladores podem ser denominados processadores com memória 
interna, são habitualmente encontrados em dispositivos que vão desde escovas de 
dente elétricas até controladores de travagem antibloqueio em automóveis. Uma 
gama enorme de aplicações tem dado origem a diferentes tipos de 
microcontroladores com uma variedade de memória interna e circuitos periféricos. 
Cada tipo de microcontrolador é adaptada para uma determinada aplicação ou tipo 
de circuito. 
"Um microcontrolador é um pequeno computador dentro de um chip. Ele tem tudo 
que havia nos primeiros computadores domésticos e ainda outras coisas." (MONK, 
2013, p.6) 
"Os microcontroladores são pastilhas inteligentes, que têm um processador, 
pinos de entradas/saídas e memória. Por meio da programação do microcontrolador 
é possível controlar suas saídas, tendo como referência as entradas ou um 
programa interno." (MARTINS, 2005, p.15) 
23 
 
 
 
Figura 2 - Microcontrolador 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
Quando um projeto envolve eletrônica, seja ela analógica ou digital, em que é 
preciso automatizar algo ou torná-lo inteligente, é necessário o uso de 
microcontroladores, esses componentes são como o processador de computadores 
de mesa ou notebooks, porém não precisam de memória RAM externa e nem 
armazenamento para o programa, um microcontrolador já possui internamente 
memória para o programa, memória RAM para os dados, e uma unidade de 
processamento, porém obviamente possuem um desempenho muito inferior a um 
processador utilizado em notebooks e computadores de mesa, até porque o seu 
propósito é outro. 
Hoje em dia os microcontroladores mais utilizados em projetos particulares 
pessoais são os PIC da Microchip e os Atmega da ATMEL, e apesar de muitas 
pessoas acharem que o Arduino é um microcontrolador, infelizmente estão 
enganados, pois o Arduino é uma plataforma de desenvolvimento que utiliza os 
microcontroladores da ATMEL (Atmega). 
Fabricantes de microcontroladores, como Atmel e Microchip, oferecem às 
famílias de microcontroladores de uso geral. Dentre os tipos de dispositivos de uso 
geral, há muitas vezes várias configurações disponíveis, tais como, os de 8 bits, 16 
bits e de 32 bits. Além disso, os dispositivos de uso geral vêm em memória diferente 
e configurações de periféricos. Microcontroladores de uso geral normalmente têm 
um conjunto de características que seriam úteis em uma variedade de aplicações e 
podem ser projetados para produtos como eletrodomésticos e produtos de consumo. 
24 
 
 
2.2.1 PIC 
Segundo Souza (2005, p.21) é possível definir o microcontrolador PIC (Figura 3) 
como um pequeno componente eletrônico que contém uma inteligência 
programável. 
 
Figura 3 - Microcontrolador PIC (16F628A) 
 
Fonte: Site do Fabricante1 
O que diferencia os diversos tipos de microcontroladores é: a quantidade de 
memória interna para armazenar dados e as instruções de programas 
(memória de programa e memória de dados), a velocidade de 
processamento, a quantidade de pinos de I/O, a forma de alimentação, os 
tipos e as quantidades de periféricos, a arquitetura e o conjunto de 
instruções disponibilizado nos circuitos internos. (MARTINS, 2005, p.15). 
Souza (2005, p22) afirma que os microcontroladores PIC tem uma estrutura 
de máquina interna do tipo Harvard, enquanto outros microcontroladores uma 
arquitetura do tipo Von-Neumann. 
 A principal diferença entre as estruturas citadas é a forma como os dados e o 
programa são processados pelo microcontrolador. 
 Estrutura Von-Neumann (Figura 4): 
"Existe apenas um barramento (bus) interno (geralmente de 8 bits) por onde 
passam as instruções e os dados." (SOUZA, 2005, p.22). 
 
1 Disponível em < http://www.microchip.com/wwwproducts/en/PIC16F628A> Acesso em Nov. 2016 
25 
 
 
Figura 4 - Arquitetura Von-Neumann 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
Estrutura Harvard (Figura 5): 
"Existem 2 barramentos internos, sendo um de dados e outro de instruções." 
(SOUZA, 2005, p.22). 
 
Figura 5 - Arquitetura Harvard (Microcontroladores PIC) 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
2.2.3 Atmega328 
Segundo Lima e Villaça (2012, p.17), o Atmega (Figura 6) é um microcontrolador 
compacto que tem a maior parte das características da família AVR, com uma 
memória flash de tamanho elevado ao se comparar com microcontroladores AVR 
com a mesma quantidade de pinos. 
Muito utilizado nas plataformas de desenvolvimento Arduino. 
 
26 
 
 
Figura 6 - Microcontrolador Atmega328 
 
Fonte: SparkFun2 
 
Principais características: 
 Baixa potência, com arquitetura RISC avançada; 
 131 instruções, a maior parte executada em 1 ou 2 ciclos de clock (poucas 
em 3 ou 4 ciclos); 
 32 registradores de trabalho de propósito geral (8 bits cada). Alguns 
trabalham em par para endereçamento de 16 bits; 
 Operação de até 20 MIPS a 20 MHz; 
 Multiplicação por hardware em 2 ciclos de clock; 
 32 kbytes de memória de programa flash de auto programação In-System; 
 1 kbytes de memória EEPROM; 
 2 kbytes de memória SRAM; 
 Ciclos de escrita e apagamento: memória flash 10 mil vezes, EEPROM 
100 mil vezes; 
 Seção opcional para código de boot para programação In-System por boot 
loader; 
 Bits de bloqueio para proteção contra cópia de firmware; 
 Tensão de operação: 1,8 - 5,5 V; 
 Consumo de corrente a 1 MHz (1,8 V, 25 ºC): modo ativo = 0,2 mA e modo 
Power-down = 0,1 uA. (LIMA; VILLAÇA, 2012, p.17-18) 
 A Figura 7 mostra o diagrama de blocos do microcontrolador ATmega328: 
 
 
2 Disponível em <https://www.sparkfun.com/products/10524> Acesso em Nov. 2016 
27 
 
 
Figura 7 - Diagrama de Blocos do ATmega328 
 
Fonte: (MONK, 2013, p.10) 
2.2.4 ARM 
A palavra ARM vem do inglês e significa Advanced RISC Machine, ou em 
tradução literal para o português, Máquina RISC Avançada, onde RISC que também 
tem origem no inglês significa "Reduced Instruction Set Computer" ou, em português 
"Computador com um conjunto reduzido de instruções". 
É uma arquitetura de processadores desenvolvida para oferecer bom 
desempenho sem aumentar o gasto de energia ou o tamanho. Por esse 
motivo, processadores ARM são largamente utilizados em gadgets 
compactos, como smartphones,tablets, roteadores e até calculadoras. 
(TECNOBLOG, 2016) 
"O ARM foi criado em 1983 e com o tempo foi ganhando características típicas de 
processadores para desktops, como núcleos múltiplos e clocks altos. Um exemplo é 
o Nvidia Tegra 3, que possui quatro núcleos de processamento e chega a 1,5 GHz." 
(TECNOBLOG, 2016). 
ARM é uma arquitetura de processador de 32 bits usada principalmente em 
sistemas embarcados. São processadores que visam a simplificação das 
instruções, com o intuito de atingir a máxima eficiência por ciclo, podendo 
realizar tarefas menores com ciclos mais curtos, e uma maior ordenação 
das operações dentro do núcleo de processamento. (MARQUES, 2016) 
28 
 
 
É uma tecnologia amplamente utilizada na informática e em indústrias, seu 
desenvolvimento se deu visando obter o melhor desempenho possível, com a 
limitação de ser simples, ocupar pouca área e ter baixo consumo de energia. 
Hoje a arquitetura ARM é unanimidade em dispositivos portáteis. Além de 
estar em 99,9% dos atuais smartphones, é usado em e-book readers 
(Kindle), video-game portáteis (Nintendo DS e 3DS), players de mídia (toda 
a família de iPod’s), aparelhos de GPS, etc. (PRADO, 2011). 
Desde sua criação, a empresa ARM (mesmo nome dado aos 
microcontroladores) vem desenvolvendo processadores que possam estagnar as 
necessidades do mercado. A Figura 8 mostra a evolução dos microcontroladores 
ARM. 
Figura 8 - Evolução dos Microcontroladores ARM 
 
Fonte: (PRADO, 2011). 
2.3 PLATAFORMAS DE DESENVOLVIMENTO 
São placas compostas por microcontroladores, entradas e saídas digitais, 
conversores Analógico para Digital (Conversor AD), entradas PWM, que simplificam 
a prototipação de dispositivos eletrônicos capazes de medir aspectos físicos através 
de sensores, além de realizar ações através de atuadores ou se comunicar com 
29 
 
 
outros dispositivos. Estas plataformas são baseadas em microcontroladores, onde 
os projetos podem ou não ser independentes e de código aberto. Atualmente 
existem plataformas de desenvolvimento como o Arduino, microcomputadores como 
o Raspberry PI e o microcontrolador PIC que estão sendo utilizados em sistemas de 
automação. Estes tem despertado um enorme interesse no meio acadêmico de 
vários cursos. 
2.3.1 Raspberry PI 
Segundo Santos (2014, p.21) foi em 2006 que Eben Upton e sua equipe 
realizaram testes nos primeiros conceitos para o Raspberry Pi (Figura 9), baseados 
no microcontrolador Atmel ATmega. Em meados de 2011 cerca de 50 placas foram 
produzidas e serviram como uma plataforma para desenvolvedores que utilizaram 
para depuração e para fins de demonstração. 
Para Santos (2014, p.21) isso significa que a grande maioria dos componentes 
do sistema, incluindo unidades de processamento gráfico e central, bem como o 
hardware de comunicações e também o hardware de áudio estão montados em um 
único componente. 
Também é possível dizer que é um dispositivo que permite que pessoas de todas 
as idades possam explorar a computação para aprender a programar em linguagens 
como Python. 
Em resumo, o Raspberry Pi é uma plataforma de desenvolvimento com 
dimensões reduzidas. 
 
30 
 
 
Figura 9 - Raspberry Pi 2 
 
Fonte: Site do Fabricante3 
 
Esta plataforma de desenvolvimento é capaz de fazer tudo que o usuário 
esperaria de um computador qualquer, como navegar na internet, reproduzir vídeo 
de alta definição, fazer planilhas, processamento de texto, e jogar jogos. 
É usado por crianças de todo o mundo para aprender como funcionam os 
computadores, como manipular o mundo eletrônico ao redor deles, e como 
programar. Além do mais, o Raspberry Pi tem a capacidade de interagir com o 
mundo exterior, e tem sido usado em uma ampla gama de projetos. 
2.3.2 Arduino 
A plataforma de desenvolvimento Arduino (Figura 10) foi criada em meados de 
2005 pelo professor italiano Massimo Banzi, onde seu principal objetivo era ensinar 
programação de computadores e eletrônica aos seus alunos. 
É uma plataforma de prototipagem eletrônica que está sobre uma licença de 
hardware livre. A plataforma consiste em uma placa única contendo um 
microcontrolador e um conjunto de software para programa-lo. O software 
utiliza-se de uma linguagem de programação padrão com origem 
essencialmente em C/C++. (FILHO; MORGENSTERN; PADOIN, 2015, 
p.166). 
Em termos práticos, um Arduino é um pequeno computador que você pode 
programar para processar entradas e saídas entre o dispositivo e os componentes 
externos conectados a ele. (MCROBERTS, 2011, p.22). 
 
3 Disponível em <https://www.raspberrypi.org/blog/raspberry-pi-2-on-sale/> Acesso em Nov. 2016 
31 
 
 
 
Figura 10 - Plataforma de Desenvolvimento Arduíno 
 
Fonte: Wikipédia4 
 
ARDUINO (2016) afirma que a Plataforma de Desenvolvimento é projetada com 
um microcontrolador Atmel AVR com suporte de entrada/saída embutido, uma 
linguagem de programação padrão, a qual tem origem em Wiring, e é 
essencialmente C/C++. Seu principal objetivo é criar ferramentas que são 
acessíveis, com baixo custo, flexíveis e fáceis de usar por qualquer pessoa com um 
mínimo de conhecimento. Principalmente para aqueles que não têm alcance aos 
controladores mais sofisticados e de ferramentas mais complicadas. 
O Arduino é uma plataforma de hardware open source, de fácil utilização, 
ideal para a criação de dispositivos que permitam interação com o ambiente, 
dispositivos estes que utilizem como entrada sensores de temperatura, luz, 
som etc., e como saída leds, motores, displays, alto-falantes etc., criando 
desta forma possibilidades ilimitadas (AMORIM et al., 2011, p.1702-2). 
Ainda segundo ARDUINO (2016), um importante aspecto é a maneira padrão que 
os conectores são expostos, permitindo o CPU ser interligado a outros módulos 
expansivos, conhecidos como shields. Os Arduinos originais utilizam a série de chips 
megaAVR, especialmente os ATmega8, ATmega168, ATmega328 e a ATmega1280. 
Marchesan (2012, p.30-31) afirma que a placa de desenvolvimento Arduino 
possui várias características, dentre elas, as mais importantes são: 
 Regulador de tensão de entrada (aceita variações de 6 a 20 Volts); 
 Saídas de alimentação de 3,3 e 5 Volts (utilizado para ligar outros 
 
4 Disponível em <https://pt.wikipedia.org/wiki/Arduino> Acesso em Nov. 2016 
32 
 
 
componentes); 
 Fácil conexão nas portas de entrada e saída; 
 Ambiente de desenvolvimento de algoritmos próprio e upload através da 
porta USB. 
Uma típica placa Arduino é composta por um controlador, algumas linhas de 
Entrada e Saída, digital e analógica, além de uma interface serial ou USB, para 
interligar-se ao computador, que é usado para realizar e enviar a programação ao 
microcontrolador. 
Existem vários modelos de plataforma Arduino, cada um com suas características 
particulares, assim como tamanho e formato. 
ARDUINO (2016) lista as plataformas mais utilizadas: 
 Uno e Leonardo: Basicamente iguais, o que os difere é o microcontrolador. A 
Plataforma Leonardo utiliza o ATmega32u4 e o UNO utiliza ATmega328; 
 Mega: Possui mais entradas e saídas, ATmega 2560 é o seu controlador; 
 Lilypad: Plataforma com dimensões próximas a de uma moeda, existem 4 
versões deste. Utilizam controladores ATmega32u4 e ATmega328; 
 Mini: Se diferencia do UNO apenas pelas suas dimensões; 
 Micro: Basicamente igual ao Leonardo, mas com dimensões menores; 
 Nano: Pequeno e completo, possui 14 pinos digitais de entrada e saída; 
 Pro Mini: ATmega168 é o seu controlador e também possui 14 pinos digitais 
de entrada e saída; 
 Due: Baseado em um processador ARM de 32 bits, praticamenteigual ao 
Mega, mas com um controlador muito mais poderoso. Chip Atmel SAM3X8E 
ARM CPU Cortex-M3. Ela tem 54 pinos digitais de entrada / saída, dos quais 
12 podem ser usados como saídas PWM e 12 entradas analógicas. Também 
possui 4 UARTs (portas seriais de hardware), um clock de nada mais que 84 
MHz, uma conexão OTG USB, 2 DAC (digital para analógico) , 2 TWI, um 
conector de fonte, um conector SPI, um conector JTAG, um botão de reset e 
um botão de apagar. 
 Yún: Pequena placa com Wifi já integrado; 
 Robot: Possui alto falante, display de LCD colorido, leitor de cartão, teclado 
com 5 teclas, compartimento para baterias AA, sensores e etc; 
33 
 
 
 Esplora: Tem som e luzes, e vários sensores de entrada, incluindo um 
joystick, um controle deslizante, um sensor de temperatura, um acelerômetro, 
um microfone e um sensor de luz. Ele também tem o potencial para expandir 
sua capacidade com dois conectores de entrada e saída TINKERKIT, e um 
soquete para um LCD a cores TFT. 
 Tre: Ele é baseado no processador da Texas Instrument, o Sitara 
AM3359AZCZ100 (ARM Cortex-A8) de 1 GHz com 512 MB de memória RAM 
DDR3, saída de som, saída HDMI, USB Host + dispositivos. 
A maioria das placas arduino possui um regulador linear de 5 volts e um oscilador 
de cristal de 16 MHz, embora alguns esquemas como o LilyPad usem até 8 MHz e 
dispensem um regulador de tensão embutido, por ter uma forma específica de 
restrições de fator. 
Além de ser microcontrolador, o componente também é pré-programado com um 
bootloader, o que simplifica o carregamento de programas para o chip de memória 
flash embutido, em comparação com outros aparelhos que geralmente demandam 
um chip programador externo. (ARDUINO, 2016) 
O Quadro 1 mostra as especificações técnicas do Arduino Uno, que será 
utilizado neste projeto. 
Quadro 1 - Especificações Técnicas 
 
Microcontrolador ATmega328P 
Tensão Operacional 5V 
Tensão de Alimentação (Recomendado) 7-12V 
Tensão de Alimentação (Limite) 6-20V 
Pinos Digitais E/S 14 (dos quais 6 podem ser saídas PWM 
Pinos PWM E/S 6 
Entrada Analógica 6 
Corrente CC por Pino E/S 20 mA 
Corrente CC para o pino 3,3V 50 mA 
Flash Memory 
32 KB (ATmega328) dos quais 0,5KB 
são utilizados pelo bootloader 
SRAM 2 KB (ATmega328) 
EEPROM 1 KB (ATmega328) 
Velocidade de Clock 16 MHz 
 
Fonte: Site do Fabricante5 
Ambiente de Desenvolvimento Integrado do Arduino - IDE 
 
5 Disponível em < https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno> Acesso em Nov. 2016 
34 
 
 
A IDE, mostrada na Figura 11 (em inglês Integrated Development Environment ou 
Ambiente de Desenvolvimento Integrado em português) do Arduino "é uma 
aplicação multiplataforma escrita em Java na qual é derivada dos projetos 
Processing e Wiring" (SEVERO, 2012, p.26). 
É esquematizado para introduzir a programação a pessoas não 
familiarizadas com o desenvolvimento de software. Inclui um editor de 
código com recursos de realce de sintaxe, parênteses correspondentes e 
indentação automática, sendo capaz de compilar e carregar programas para 
a placa com um único clique. Com isso não há a necessidade de editar 
Makefiles ou rodar programas em ambientes de linha de comando. 
(SEVERO, 2012, p.26) 
Segundo Arduino (2016), "O microcontrolador na placa é programado com a 
linguagem de programação Arduino, baseada na linguagem Wiring, e o ambiente de 
desenvolvimento Arduino, baseado no ambiente Processing", com isso é possível 
criar facilmente muitas operações de entrada e saída. 
Existem ao menos duas vantagens no Arduino, que são: 
 Linguagem de programação simples e acessível – Linguagem mais 
simples possível para programadores iniciantes e mais flexíveis para 
usuários profissionais; 
 Software livre - Qualquer pessoa pode modificar o software desta 
plataforma. Além disso, o site oficial do arduino contém um book extensivo 
no qual existem diversos exemplos de códigos que podem ser 
compartilhados livremente na web. 
 
35 
 
 
Figura 11 - Ambiente de Desenvolvimento Integrado do Arduino (IDE) 
 
 
Fonte: Autoria Própria 
 
 
 
2.3.3 NodeMCU 
Segundo (OLIVEIRA, 2017), o ESP8266, mostrado na Figura 12, é 
considerado um microcontrolador que possui um sistema de comunicação WiFi 
próprio, por esse motivo ele é utilizado como módulo WiFi para outros 
microcontroladores, como o Arduíno e Raspberry PI por exemplo. Além disso, ele 
possui um processador próprio que opera em 80 MHz, mas pode operar em 
velocidades superior. Apesar de ser muito utilizado como módulo WiFi para outros 
microcontroladores, ele pode ter sua programação gravada tanto com a IDE do 
Arduino quanto utilizando de sua linguagem nativa, LUA. 
Mais especificamente, é um sistema em um chip (SoC) com recursos para Wi-
Fi de 2,4 GHz (802.11 b / g / n, suportando WPA / WPA2), 
36 
 
 
 CURVELLO (2015) afirma que o módulo tem: 
 Conectores GPIO, barramentos I2C, SPI, UART, entrada ADC, saída PWM 
e sensor interno de temperatura; 
 Pode operar em 160MHz; 
 Arquitetura RISC de 32 bits; 
 32KBytes de RAM para instruções; 
 96KBytes de RAM para dados; 
 64KBytes de ROM para boot; 
 Memória Flash SPI Winbond W25Q40BVNIG de 512KBytes; 
 Núcleo baseado no IP Diamand Standard LX3 da Tensilica. 
 
Figura 12 - ESP8266 
 
Fonte: Sparkfun6 
 
Alguns trabalhos já foram realizados visando a utilização desse 
microcontrolador, com diversas linguagens de programação e objetivos. O ESP8266 
possui como vantagem o seu custo reduzido, atualmente pode ser adquirido por 10 
reais. Começou a ser comercializado em meados de 2013. 
O ESP8266 é fabricado em diversos tipos de modelos que vão desde o 
ESP8266-01, que é o comumente utilizado até o ESP8266-14. O processador é o 
mesmo para todos os modelos do módulo, mudando apenas o número de pinos de 
entrada e saída disponíveis, memória disponível e o espaçamento entre os pinos. 
Possui um poderoso recurso de armazenamento que permite integrar os 
sensores e outros dispositivos específicos de aplicativos através de seus GPIOs. 
 
6 Disponível em < https://www.sparkfun.com/products/13678 > Acesso em Set. 2017 
37 
 
 
Seu alto grau de integração em chip permite um circuito externo mínimo, incluindo o 
módulo frontal, projetado para ocupar uma área mínima de uma placa de circuito 
impresso. 
O NodeMCU (Figura 13) é um firmware de código livre baseado no próprio 
ESP8266. Como dito anteriormente, ele permite que o controlador seja programado 
em programação Lua ou através da IDE do Arduino. 
 
Figura 13 - Pinos ESP8266 (NodeMCU) 
 
Fonte: Blog do José Cintra 7 
 Considerada uma placa muito prática, nela vem praticamente tudo que é 
necessário para conectar o ESP8266 ao computador e fazer projetos sem 
complicações. Conta com um conversor Serial USB, um regulador de tensão com 
corrente suficiente para o ESP8266 e conectores com espaçamento padrão para 
protoboard. 
2.4 SENSORES E ATUADORES 
"Sensores são transdutores, ou seja, são conversores de grandezas físicas em 
sinais elétricos correspondentes." (MORAES, 2003, p.49). 
 
7 Disponível em < http://josecintra.com/blog/programando-nodemcu-esp8266-ide-arduino >. Acesso 
em: Set. 2017 
38 
 
 
Sensores são dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação de 
uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um 
sinal que indica esta grandeza. Quando operam diretamente, convertendo 
uma forma de energia em outra, são chamados de transdutores (BORGES; 
DORES, 2010, p.5). 
Como exemplo de sensor, é possível citar ossensores de luz (Figura 14), mais 
especificamente o Light-dependent resistors (LDR). Quando há uma grade 
quantidade de luz incidindo sobre o sensor, sua resistência interna é muito baixa, 
com isso há fluxo de corrente elétrica, enquanto que quando há pouca luminosidade, 
sua resistência é elevada, evitando assim a passagem corrente. 
 
Figura 14 - LDR (Light-Dependent Resistors) 
 
Fonte: Site – Rasperry Pi8 
 
"Atuador é um elemento que produz movimento, atendendo a comandos que 
podem ser manuais ou automáticos, ou seja, qualquer elemento que realize um 
comando recebido de outro dispositivo, com base em uma entrada ou critério a ser 
seguido." (BRUGNARI; MAESTRELLI, 2010, p.13). 
Como exemplo de atuadores é possível citar o relé ( 
Figura 15), que é um dispositivo eletromecânico que funciona com pequenas 
correntes, mas é capaz de controlar circuitos externos que envolvem correntes 
elevadas. Basicamente formado por uma bobina e um conjunto de contatos. 
 
8 Disponível em <https://www.raspberrypi.org/learning/physical-computing-with-python/ldr/> Acesso 
em Nov. 2016 
39 
 
 
 
Figura 15 - Relé 
 
Fonte: Universidade Federal de Santa Maria9 
Sensores de Corrente 
Existem diversos métodos que podem ser utilizados na medição de corrente 
elétrica, cada método possuí características peculiares. Abaixo alguns dos mais 
utilizados. 
 
 Transformador de Corrente 
 
Segundo Freire (2010, p.7) o transformador de corrente (TC) é formado por dois 
circuitos elétricos chamados de "enrolamento primário" e "enrolamento secundário", 
são acoplados através de um circuito magnético onde o enrolamento primário é 
ligado em série com um circuito elétrico e o secundário é destinado a alimentação de 
instrumentos para medição, controle e proteção. 
Em aplicações de medição, o grau de exatidão dos TCs é especificado com 
base na operação em regime puramente senoidal, em termos dos erros de 
relação e de fase, definidos nas normas nacionais e internacionais, como 
NBR 6856 (ABNT, 1992), C57.13 (IEEE, 1993) e 60044-1 (IEC, 2000). 
(FREIRE, 2010, p.1). 
Seu principal objetivo é reduzir os valores de corrente do lado do primário para 
níveis que instrumentos ligados ao secundário possam ler. Em resumo, a onda de 
corrente que reflete no secundário é a mesma que há no primário, mas em escala 
 
9 Disponível em <http://coral.ufsm.br/righi/Download/diodos_trt.htm> Acesso em Nov. 2016 
40 
 
 
reduzida. A Figura 16 mostra como é a forma construtiva básica de um 
transformador de corrente 
 
Figura 16 - Forma Construtiva Básica de um Transformador de Corrente 
 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
 
 
 Resistor Shunt 
 
Um dos processos mais utilizados para mensurar a corrente elétrica, consiste em 
aplicar um resistor shunt em série com um circuito (Figura 17), Higashi (2006, p.4) 
diz que "a intensidade da corrente é obtida utilizando a lei de Ohm”, conforme a 
equação (1). Existem algumas desvantagens no uso do resistor shunt para realizar 
medidas de corrente, e uma delas é a dissipação de energia na forma de calor. 
 
Figura 17 - Circuito com Resistor Shunt 
 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
Equação (1) - Lei de Ohm 
 
41 
 
 
 Equação (1) 
 
Onde: 
V = Tensão (V); 
R = Resistência em Ohms (Ω); 
I = Corrente (A). 
 
 Bobina de Rogowski 
 
Geralmente é constituída com um núcleo com formato toroidal (Figura 18), não 
magnético por onde passa um condutor. "Trabalha detectando o campo magnético 
no espaço em torno do condutor e a lei de Ampère fornece a relação entre a 
passagem de corrente no condutor e o campo magnético em torno dela." (DELBEN, 
2008, p.6). 
Em resumo, o campo magnético que a corrente alternada produz quando passa 
pelo condutor, induz uma tensão na bobina. 
 
Figura 18 - Bobina de Rogowski 
 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
 Sensor Hall 
 
Almeida (2011, p.27) afirma que "o elemento mais básico do sensor de efeito Hall 
(Figura 19) é um pedaço de um material semicondutor que, ao se aplicar uma fonte 
de tensão, uma corrente passará por ele", com isso haverá um campo magnético 
passando perpendicularmente por este material fazendo com que uma tensão nas 
extremidades deste material seja gerada. A tensão ali produzida é extremamente 
42 
 
 
pequena e talvez seja necessário um amplificador de corrente. 
 
Figura 19 - Funcionamento Sensor Efeito Hall 
 
 
Fonte: Site - Newton Braga10 
Sensores de Tensão 
Existem algumas maneiras de se mensurar a tensão em um circuito. Abaixo 
serão mostrados dois dos métodos mais utilizados. 
 
 Divisor de Tensão 
 
Um dos métodos mais fáceis de mensurar a tensão elétrica é por meio de um 
divisor de tensão (Figura 20), que segundo a "regra do divisor de tensão" tem a 
finalidade de dividir a tensão que se deseja mensurar. Para isso, utiliza-se a 
equação (2), onde Vout (Tensão de Saída) é a tensão que será mensurada, Vin é a 
Tensão referente à entrada e R1 e R2 são resistores que tem seus valores 
arbitrados. 
"A tensão através de elementos resistivos em série vai se dividir 
proporcionalmente ao valor de cada resistência em relação ao valor total da série." 
(BOYLESTAD, 2011, p.126). 
Figura 20 - Divisor de Tensão 
 
10 Disponível em <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/6640-como-funcionam-
os-sensores-de-efeito-hall-art1050> Acesso em Nov. 2016 
43 
 
 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
BOYLESTAD (2001, p. 88) afirma que, “A tensão entre os terminais de um resistor 
em um circuito em série é igual ao valor desse resistor vezes a tensão total aplicada 
aos elementos em série do circuito dividida pela resistência total dos elementos em 
série”. 
Equação (2) - Regra do divisor de tensão 
 
 
Equação (2) 
 
Onde: 
Vout = Tensão de Saída (V); 
R1 e R2 = Resistores (Ω); 
Vin = Tensão de Entrada (V). 
 
 Transformador de Potencial (TP) 
Muito utilizado na medição por instrumentos que necessitam que a tensão de 
entrada seja reduzida a alguns volts. 
"O transformador de potencial (Figura 21) geralmente consiste de dois 
enrolamentos elétricos (circuito primário e circuito secundário), ambos sobre um 
núcleo magnético." (LACHMAN, 2007, p.16). 
 
Figura 21 - Transformador de Potencial 
44 
 
 
 
Fonte: Autoria própria. 
O princípio de operação de um transformador de potencial é baseado na 
lei de indução de Faraday. De acordo com esta lei, quando o enrolamento 
primário é conectado em paralelo com a alta tensão a ser medida, um 
fluxo magnético no núcleo é gerado surgindo no primário uma força 
eletromotriz auto induzida. Este fluxo magnético é guiado através do 
núcleo magnético, interagindo o circuito primário com o circuito 
secundário, resultando na indução de uma tensão no secundário, Com 
isto é possível medir a alta tensão no primário por meio da tensão 
secundária, que é proporcionalmente reduzida e galvanicamente isolada 
do lado da alta tensão (LACHMAN, 2007, p.16). 
 
2.5 COMUNICAÇÃO 
A comunicação é um dos aspectos mais importantes em projetos de 
automação, principalmente a comunicação sem fio, que vem se tornando cada vez 
mais confiável e assim, sendo uma ferramenta importante. 
Segundo ARDUINO (2016), existem vários métodos de comunicação, arduino 
- computador, sensor - arduino, etc., e neste capítulo serão abordados os métodos 
de comunicação mais populares. 
2.5.1 Serial 
O Arduino possuí duas portas separadas para comunicação serial, a porta RX e 
TX, que significam respectivamente "Receive e Transmit", traduzindopara o 
português, "Receber e Transmitir". 
A Figura 22 mostra como é feito a comunicação entre duas placas Arduino: 
45 
 
 
 
Figura 22 - Comunicação Serial Entre Placas Arduino 
 
Fonte: Site - OdeloStuff11 
 
 
A comunicação serial é amplamente utilizada para comunicar o Arduino com 
outros dispositivos como módulos ZigBee, Bluetooth entre outros. A 
comunicação com o computador é possível através do conversor serial USB 
presente nas placas. A biblioteca padrão do Arduino possui uma classe que 
encapsula algumas funcionalidades para a comunicação serial de modo a 
facilitar a utilização desta função. (PICORETI, 2014) 
Esta comunicação é, sem dúvida, um poderoso recurso que possibilita a 
comunicação entre a placa e um computador ou entre a placa e outro dispositivo. É 
através desse canal que é realizado o envio do código para a placa. 
O domínio deste tipo de comunicação é fundamental para o desenvolvimento de 
projetos, pois existem inúmeros dispositivos e módulos que possuem uma interface 
de comunicação, seja para configuração ou para comandos. 
A comunicação serial na plataforma Arduino aliada ao terminal da IDE, se torna 
uma ótima ferramenta para visualização de dados e Debug durante o processo de 
desenvolvimento. 
2.5.2 Ethernet 
 
11 Disponível em < https://odelotstuff.wordpress.com/2013/12/20/4-se-comunicar-com-o-mundo-
exterior-ler-e-escrever-na-porta-serial/> Acesso em Nov. 2016 
46 
 
 
Ethernet é uma arquitetura de interconexão para redes locais baseada no envio 
de pacotes. Segundo Dantas (2002, p.158) a Ethernet foi criada em meados de 1970 
pelos engenheiros Bob MetCalfe e David Boggs e sua padronização definitiva no 
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ocorreu 10 anos após sua 
criação como uma rede local de 10 Mbps sob os cuidados do Projeto 802 (trata-se 
de um conjunto de padrões desenvolvidos pelo IEEE para definir métodos de acesso 
e controle para redes locais e metropolitanas). 
Para Mendes (2015, p.45) o padrão Ethernet é o meio de transmissão mais 
popular nas redes instaladas e o mais empregado em novos projetos residenciais, 
comerciais e industriais. 
Uma rede Ethernet pode utilizar como meio de comunicação cabos 
de par trançado ou, ainda, fibras ópticas. Os cabos de par trançado 
utilizam tensões elétricas para representar os bits 0s e 1s, enquanto 
a fibra óptica utiliza a luz para representá-los. (MENDES, 2015, p.45) 
Segundo Mendes (2015, p.45) é possível transmitir dados tanto sob as topologias 
em estrela quanto em barramento. 
Na topologia em Estrela (Figura 23), todas as conexões partem de um ponto 
central, normalmente um hub ou switch. É o modelo mais utilizado atualmente. 
 
Figura 23 - Topologia Estrela 
 
 
Fonte: Site Hardware – História das Redes12 
 
 
Já na topologia em Barramento (Figura 24), os dispositivos são conectados num 
sistema linear de cabeamento em sequência. Esse arranjo era usado nas primeiras 
 
12 Disponível em < http://www.hardware.com.br/comunidade/redes-historia/718739/> Acesso em Nov. 
2016 
47 
 
 
gerações de redes Ethernet. 
 
Figura 24 - Topologia Barramento 
 
 
Fonte: Site Hardware – História das Redes13 
 
Os padrões atuais do protocolo Ethernet são os seguintes: 
• 10 megabits/seg: 10Base-T Ethernet (IEEE 802.3) 
• 100 megabits/seg: Fast Ethernet (IEEE 802.3u) 
• 1 gigabits/seg: Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) 
• 10 gigabits/seg: 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) 
2.5.3 Wi-Fi 
Apesar de o termo Wi-Fi ser uma marca registrada pela Wi-Fi Alliance, a 
expressão hoje se tornou um sinônimo para a tecnologia IEEE 802.11, que permite a 
conexão entre diversos dispositivos sem fio. 
A comunicação wireless (sem fio) já está presente há algum tempo no cotidiano 
das pessoas, tendo sofrido uma enorme expansão nos últimos anos. Apenas 
recentemente começou a se pensar num padrão específico para se trabalhar com 
sistemas de monitoração e sensoriamento. 
"A principal tecnologia utilizada na construção de redes sem fio de baixo custo é, 
atualmente, a família de protocolos 802.11, também conhecida entre muitos como 
Wi-Fi" (FLICKENGER et al., 2006, p.3). 
 
13 Disponível em < http://www.hardware.com.br/comunidade/redes-historia/718739/> Acesso em Nov. 
2016 
 
48 
 
 
“A distribuição de sinal do Wi-Fi é realizada através da emissão de ondas 
eletromagnéticas em frequências específicas.” (UNIVERSOTECH, 2016). 
Os primeiros tipos de conexão wireless usavam a frequência de 2,4 GHz e 
tinham um alcance de 2 Mb/s. Um segundo padrão, denominado 802.11b, alcançava 
taxas de transmissão de até 11 Mb/s e tornou-se popular no mercado, porém sua 
baixa frequência apresentava problemas devido à interferência de sinal de aparelhos 
micro-ondas e outros dispositivos eletrônicos. 
2.5.4 Bluetooth 
Segundo MARTINCOSKI (2003, p.34) a tecnologia Bluetooth teve início em 
1994, quando a empresa Ericsson iniciou um estudo para realizar a conexão dos 
celulares com acessórios sem a necessidade de cabos. 
Esta tecnologia permite que computadores, smartphones, tablets e afins 
troquem dados entre si e se conectem a acessórios como mouses, teclados, fones 
de ouvido, impressoras e outros a partir de ondas de rádio. A ideia consiste em 
possibilitar que dispositivos se interliguem de maneira rápida sem uso de cabos, 
bastando que um esteja próximo do outro. 
Bluetooth é o nome de uma especificação global para comunicação sem fio 
de curto alcance. A tecnologia Bluetooth é resultado da cooperação de 
diversas empresas, tendo sido inicialmente concebida para substituir cabos 
de conexão entre dispositivos eletrônicos. Baseada em tecnologia de rádio 
frequência (RF), a tecnologia Bluetooth busca promover uma solução de 
baixo custo e baixo consumo de energia para transmissão digital de dados e 
voz. (MARTINCOSKI, 2003, p.34). 
Uma combinação de hardware e software é utilizada para permitir que este 
procedimento ocorra entre os mais variados tipos de aparelhos. A transmissão de 
dados é feita por meio de radiofrequência, permitindo que um dispositivo detecte o 
outro independente de suas posições, sendo necessário apenas que ambos estejam 
dentro do limite de proximidade (a princípio, quanto mais perto um do outro, melhor). 
Os dispositivos Bluetooth operam na banda ISM de 2,4 GHz que corresponde 
à faixa de 2,4 a 2,4835 GHz. Esta banda de frequências está disponível 
mundialmente, sendo destinada para usos gerais em aplicações industriais, 
científicas e médicas (ISM). As bandas ISM não requerem licença para 
49 
 
 
operação, porém obedecem a um conjunto de especificações sobre 
interferência e emissão espectral de potência. (MARTINCOSKI, 2003, p.24). 
A fim de evitar interferência com outros protocolos que podem estar usando a 
faixa de 2,45 Giga-hertz, o protocolo do Bluetooth divide a faixa em 79 canais e 
muda de canal até 1600 vezes por segundo. 
 
 
Figura 25 - Algumas aplicações do Bluetooth 
 
 
Fonte: Site Universidade Federal do Rio de Janeiro14 
 
Dentre as aplicações práticas para essa tecnologia, encontramos os telefones 
celulares, aplicações em computadores e periféricos, indústria automobilística e de 
eletroeletrônicos, incluindo ainda aplicações nas áreas de entretenimento (jogos), 
automação residencial e industrial, medicina, etc. (Figura 25). 
2.6 BANCO DE DADOS 
 Para NAVATHE (2005, p.3) um banco de dados é uma coleção de dados 
relacionados. Os dados são fatos que podem ser gravados e que possuem um 
significado implícito, como por exemplo, valores obtidos através de sensores, data, 
hora, nomese assim por diante. Possuem diferentes tamanhos e podem ser 
variáveis em relação a sua complexidade. Ainda segundo NAVATHE (2005, p.3) “um 
banco de dados pode ser gerado e mantido manualmente ou pode ser 
automatizado.” 
 
14 Disponível em < http://www.gta.ufrj.br/grad/10_1/rssf/protocolos.html > Acesso em Nov. 2016 
50 
 
 
 Alguns sistemas para gerenciamento de banco de dados (SGBD) mais 
utilizados atualmente são: 
 Microsoft SQL Server; 
 Oracle 
 IBM DB2; 
 PostreSQL; 
 MySQL. 
Para o projeto optou-se pela utilização do Banco de Dados MySQL, pela sua 
facilidade de uso, constante desenvolvimento e atualização, interface simples, e 
também sua capacidade de rodar em vários sistemas operacionais. O MySQL é 
protegido por uma licença de software livre, desenvolvida pela GNU. Muito utilizado 
para sites e programas de cadastro de lojas. Algumas das vantagens deste banco 
de dados em relação a outros do mesmo porte: tem uma facilidade maior para 
programação, tem funções mais simples, pode ser totalmente modificado.
51 
 
 
 
3 DESENVOLVIMENTO 
Neste capítulo serão abordados os meios utilizados para obtenção de leituras 
referente a corrente e a tensão, também serão explicados os métodos usados para 
tratamento, envio e posterior visualização das leituras obtidas. 
3.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
 Para um melhor entendimento de como foi realizado o projeto, a criação de 
um diagrama de blocos, antes mesmo da simulação, é definitivamente a melhor 
maneira de entender o problema, apresentar conceitos e funcionalidades do projeto. 
Diagramas, em linhas gerais, podem ser entendidos como modelos funcionais 
construídos a partir de especificações preliminares para simular a aparência e a 
funcionalidade de um projeto a ser desenvolvido, ainda que de forma incompleta 
 Desta forma, a Figura 26 mostra como é o funcionamento do projeto proposto. 
 
Figura 26 – Diagrama do Projeto 
 
Fonte: Autoria Própria 
 
 A ideia do projeto é fazer com que dispositivos instalados em pontos definidos 
previamente, enviem a um servidor as leituras coletadas por sensores conectados a 
52 
 
 
eles. A organização destes dispositivos segue a seguinte disposição: 
 Dispositivos 1 e 2: Coleta de leituras de corrente e tensão nos pontos 1 e 
2, que podem ser um chuveiro, forno elétrico, geladeira, climatizador, etc. 
 Dispositivo 3: Coleta de leituras de corrente e tensão em um ponto 
próximo ao quadro de medição, para obtenção do consumo total da 
residência. 
Estes dispositivos irão realizar coleta, tratamento e envio dos dados a um 
servidor, onde serão armazenados os dados. 
 Observando a Figura 26, é notório que os dispositivos têm dois sensores 
conectados a eles por meio de condutores, um destes é um sensor de efeito hall não 
invasivo, mostrado na Figura 27 e o outro é um circuito projetado especialmente 
para aquisição de tensões, este pode ser visualizado na Figura 34. 
O dispositivo 3 está localizado próximo ao quadro de medição, onde estão 
conectados a ele por meio de condutores, um sensor de corrente também não 
invasivo, e um circuito para aquisição de tensão. Estes sensores fazem a leitura de 
dados, onde estas leituras são coletadas e tratadas pelo microcontrolador, obtendo 
com isso o consumo total da residência para uma futura comparação com as leituras 
dos outros dispositivos do projeto. 
Após a coleta e tratamento de dados, os dispositivos fazem o envio destas 
informações para um servidor, onde estarão disponíveis ao usuário e poderão ser 
acessadas por qualquer dispositivo que possua acesso a internet, bem como um 
navegador instalado. 
Para a visualização dos dados, o usuário terá acesso a um site, onde poderá 
verificar o consumo instantâneo e também poderá fazer comparações entre as 
leituras coletadas. 
3.2 SIMULAÇÕES 
Atualmente, a necessidade de se utilizar softwares para análises das 
condições de funcionamento de circuitos é notória para aqueles que se dedicam à 
tarefa de projetar circuitos. No caso dos circuitos eletrônicos, normalmente é 
53 
 
 
possível que sejam fabricados um ou mais protótipos do circuito projetado 
anteriormente, com a finalidade de se analisar o projeto. 
Nesta etapa são realizadas as medições e os testes, muitas vezes 
acompanhadas de trocas de componentes, até se obter a versão ideal cujo 
funcionamento aproxima-se do desejado. 
Algumas vantagens no uso da simulação podem ser vistas, tais como: 
 O utilizador pode verificar, dentre várias configurações disponíveis, qual 
terá desempenho mais adequado à sua aplicação; 
 Não havendo a necessidade de se construir diversos protótipos e fazer 
testes e medições em laboratório, é também desnecessário adquirir ou 
obter componentes para montagens experimentais; 
 Todos os componentes utilizados no simulador funcionam perfeitamente e 
não danificam. Atualmente o usuário pode determinar se o componente 
utilizado no simulador será ideal ou sofrerá algum dano em sua utilização; 
 É possível fazer inúmeras medições no circuito simulado, mesmo que 
estas sejam difíceis (gerariam ruído ou carregariam excessivamente o 
circuito), inconvenientes (o circuito poderia ser destruído) ou impossíveis 
(não se tem o equipamento necessário); 
 É perfeitamente viável com um simulador fazer “experiências”, tais como 
trocar valores dos componentes ou até mesmo tentar novas 
configurações, por mais “estranhas” que sejam, sem receio de danificar o 
circuito ou os equipamentos de teste. 
A simulação de circuitos vem sendo cada vez mais aceita como uma 
ferramenta normal em projetos de equipamentos de eletrônica. O uso da simulação 
é reconhecido como uma necessidade prática, tornando-se uma ferramenta 
indispensável na formação de técnicos e engenheiros, principalmente na parte 
referente a projetos e interpretação de equipamentos eletroeletrônicos. 
O método prático para verificar o projeto de um circuito elétrico é construí-lo e 
testá-lo, mas, isso pode se tornar caro e consumir muito tempo e como alternativa, o 
circuito pode ser cuidadosamente simulado usando um programa de computador 
antes da implementação do circuito real. 
54 
 
 
Para as simulações do projeto, foi utilizado o software PSIM, pois mostra-se 
como sendo o mais utilizado para esta finalidade e pode ser considerado a 
ferramenta ideal para estudantes e profissionais que desenvolvem aplicações tanto 
analógicas quanto digitais. Sua interface é amigável, simulação rápida, e 
apresentação de formas de onda semelhante à tela de um osciloscópio. Nele, há a 
possibilidade de realizar a simulação de seu funcionamento sem que haja risco de 
ocasionar danos físicos aos circuitos. 
Para as simulações, o software oferece de forma virtual, equipamentos 
comuns em bancadas de desenvolvimento de eletrônicos, tais como, voltímetros e 
amperímetros, ambos para corrente alternada e continua, geradores de sinais, assim 
como a inclusão de gráficos que representam os sinais obtidos na simulação. 
Ainda oferece a possibilidade de simular adequadamente o funcionamento de 
vários componentes que na pratica seria possível apenas em laboratórios de 
universidades ou bancadas de desenvolvimentos de empresas do ramo. 
A grande maioria dos testes e simulações foram realizados através deste 
software. 
3.3 AQUISIÇÃO DE DADOS 
Aquisição de dados pode ser considerado o processo através do qual os 
fenômenos físicos são transformados em sinais elétricos que, por sua vez, são 
medidos e convertidos no formato digital para processamento. Os valores adquiridos 
por meio de sensores são tratados e convertidos para unidades que sejam do