Trabalho Telecomunicação CC6a30

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
TELECOMUNICAÇÃO
Acionamento de luz remoto para PcD
BRASÍLIA, DEZEMBRO 2019
DÉRICK LEMOS
GUILHERME PIMENTA RODRIGUES PEREIRA MATHEUS SENA
RAQUEL MAGALHÃES DE ARAÚJO
TELECOMUNICAÇÃO
Acionamento de luz remoto para PcD
Acionamento de luz remoto para PcD - trabalho apresentado como exigência para a aprovação na disciplina Telecomunicação, do 2º semestre letivo de 2019 referente ao curso de Ciência da Computação apresentado à Universidade Paulista - UNIP.
Orientadora: Elizete Costa
BRASÍLIA, DEZEMBRO 2019
RESUMO
A internet das coisas é um tema pautado pelas empresas de inovações. Embora tenha certa resistência por parte da população temer automação e robôs, desperta grande curiosidade por influenciar na rotina das pessoas.
Este Trabalho visa analisar e implementar um auxílio ao acionar luzes por meio remoto e como isso afeta na vida de pessoas com deficiência.
Palavras-chave: Luz, internet, deficiência, remoto.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	1
OBJETIVO GERAL	2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS	2
DESENVOLVIMENTO	2
VISÃO GERAL DO PROJETO	2
SOFTWARES UTILIZADOS3
LISTA DE MATERIAIS 6
PROCEDIMENTO GERAL DE MONTAGEM DO HARDWARE	12
Esquema Elétrico	12
PROCEDIMENTOS PARA DESENVOLVER APLICAÇÃO WEB	13
CRONOGRAMA	14
METODOLOGIA	14
CÓDIGO FONTE	15
REFERÊNCIAS	17
GLOSSÁRIO	19
1. INTRODUÇÃO
As tecnologias IoT estão transformando o cotidiano das pessoas e provocando uma verdadeira revolução na área da computação e da comunicação. [Atzori et al. 2010, Domingo 2012] Capaz de reunir e de transmitir dados a internet é uma extensão atual que possibilita que objetos do dia-a-dia, quaisquer que sejam, tenham a capacidade computacional e de se comunicar, se conectar à internet. A agência Research Company Gartner estima que 20,4 bilhões de dispositivos conectados estarão em uso em todo o mundo até 2020, um aumento de 31% em relação a 2016 [Gartner 2017].
Segundo OMS estima-se que mais de um bilhão de pessoas, cerca de 15% da população mundial, vivem com deficiências [World Health Organization 2018]. No Brasil, de acordo com os dados do Censo Demográfico de 2010, realizado pelo IBGE, 45,6 milhões de brasileiros declararam possuir pelo menos uma das deficiências investigadas (cognitiva, motora, visual ou auditiva), correspondendo a 23,9% da população [IBGE 2012].
Durante anos, o ritmo do avanço rápido da tecnologia muitas vezes deixou para trás pessoas com deficiência. Felizmente isso está mudando devido ao surgimento das novas tecnologias. Existem novos desenvolvimentos que melhorarão milhões de vidas. Além disso, o advento da IoT está na vanguarda desses avanços que prometem melhorar a acessibilidade para quem mais precisa.
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O foco deste projeto é mostrar como a Internet das coisas pode afetar a vida dos brasileiros, um equipamento simples e considerado barato para facilitar a vida das pessoas, é o acionamento de luzes por controle remoto, utilizando transmissão de dados para poder controlar as lâmpadas, e por este motivo, optou-se por fazer um dispositivo autômato voltado para pessoas com deficiência, visto que, são meios de facilitação com o maior nível de atenção exclusiva.
1.1 OBJETIVO GERAL
Produzir um software em C++ utilizando a ferramenta Arduino IDE para o material NodeMCU (ESP8266) relacionado ao acionamento remoto de luzes. Objetivando auxiliar na rotina de pessoas com deficiência.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Elaborar e definir escopo do projeto
· Elaborar esquema elétrico
· Desenvolver software
· Realizar Test Driven Development e Quality Code
· Implementar a solução
2. Desenvolvimeto
2.1 VISÃO GERAL DO PROJETO
O sistema foi desenvolvido para a placa ESP8266 NodeMCU, que permite uma conexão do usuário utilizando Wi-Fi, direto com a placa, enviando os dados dos pinos utilizados e das ações a serem tomadas após enviado o comando.
Para a interface entre o usuário e a placa, utilizou-se o software MQTT como biblioteca para possibilitar essa integração, nele configurou-se uma página em HTML/CSS, para orientar os eventos ao pressionar os botões indicados na mesma.
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Logo foi realizado o projeto a partir do ponto em que se viu uma necessidade de atender a um público que possui dificuldades, limitações até mesmo nas coisas mais simples de sua rotina, como alcançar o interruptor do quarto para acender a luz.
2.2 SOFTWARES UTILIZADOS: Arduino IDE
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Figura 1 – Representação do Arduíno IDE
MQTT
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Figura 2 – Representação da interface do projeto utilizando MQTT
Proteus
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Figura 3 – Representação do Proteus
2.3 LISTA DE MATERIAIS: Placa ESP8266 NodeMCU
Figura 4 – Placa ESP8266
Protoboard
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Figura 5 – Protoboard
Jumpers macho/fêmea
Figura 6 – Jumpers
Cabo USB mini
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Figura 7 – cabo USB
Módulo Relé 5v 1 canal
Figura 8 – Relé
Bateria Alcalina Duracell 9v
Figura 9 – Bateria
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Fonte: Figura retirada de Powerluz, 2019
Regulador de tensão 5v
Figura 10 – Regulador de Tensão
Fonte: Figura retirada de Eletrônica para todos, 2019
2 Capacitores Low 5v
Figura 11 – Capacitor
Fonte: Figura retirada de Cooking Hacks para todos, 2019
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Resistor 4k7
Figura 12 – Resistor
Fonte: Figura retirada de Baú da eletrônica, 2019
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Diodo D1 Epson
Figura 13 – Diodo
Fonte: Figura retirada de Mercadolivre, 2019
Soquete para Lâmpada Dicróica GU10 com rabicho 15cm
Figura 14 – Soquete de Lâmpada
Fonte: Figura retirada de Ledmax, 2019
Lâmpada Led Dicróica
Figura 15 – Representação da Lâmpada
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Fonte: Figura retirada de Ledmax, 2019
2.4 PROCEDIMENTO GERAL DE MONTAGEM DO HARDWARE:
Primeiramente para começar utilizamos o protoboard como protótipo do circuito eletrônico que foi criado, pela facilidade de uso sem ter que se preocupar em soldar os componentes.
Após os testes realizados utilizando a protoboard, foram aplicadas as conclusões de acordo com diagrama esquemático montado com o software Proteus e iniciada a montagem do Hardware.
Utilizamos uma bateria 9v para alimentar a placa Esp8266, mas como a placa só suporta até 5v, optou-se por utilizar um regulador de tensão que abaixará a voltagem da bateria para 5v e 2 capacitores para filtrar ruídos. Na entrada digital colocou-se um resistor para regular a corrente até o transistor que será responsável pelo disparo do Relé, para proteger o transistor da corrente reversa que virá na bobina quando desligar o Relé foi utilizado um diodo e o terminal para ligar a fase e o retorno que irá para a Lâmpada.
2.4.1 Esquema Elétrico
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Figura 15 – Representação do circuito do projeto
2.5 PROCEDIMENTOS PARA DESENVOLVER AS APLICAÇÕES VIA WEB:
Primeiro foi escolhido o software Arduíno IDE para passar os dados, nele foi especificado quais serão os pinos da placa ESP8266 que serão utilizados para realizar a ação de ligar e desligar o led, qual o endereço de IP, o tempo de resposta e para configurar um nome de usuário e uma senha para a rede wi-fi da placa ESP, além de também ser instalada a biblioteca da placa para interação da IDE com a mesma.
Para conseguir especificar corretamente os pinos utilizados, há um esquema das entradas da placa ESP informando qual o GPIO correspondente a cada pino, pois mesmo um pino sendo D4, seu GPIO correspondente não é 4, mas sim 2.
Figura 16 – Representação de entradas da placa ESP8266 NodeMCU
Fonte – Figura Retirada de Random Nerd Tutorials, 2019 Após configurado os devidos pinos, GPIOS e ações, foi escolhido o
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software MQTT para auxiliar na montagem da interface mobile do projeto, nele foram utilizadas as linguagens HTML e CSS, para criar os botões e as boxes que indicarão onde o usuário deverá clicar. Para fazer essa interação entre a aplicação web e a IDE do Arduino, foi necessário adicionar a biblioteca MQTT.
2.6 CRONOGRAMA
	ETAPAS
	SET
	OUT
	NOV
	DEZ
	Elaboração do projeto - Guilherme e Raquel
	
X
	
	
	
	Levantamento e realização de leituras necessárias à pesquisa - Guilherme e Raquel
	
	
X
	
X
	
	Seleção das ferramentas e montagemdo hardware- Matheus
	
	X
	
	
	Desenvolvimento do Software - Matheus
	
	X
	
	
	Teste de Qualidade - Guilherme
	
	X
	
	
	Elaboração do trabalho final - Dérick
	
	
	X
	
	Entrega e apresentação do trabalho final - Grupo
	
	
	
	X
Quadro 1 Cronograma da equipe do projeto com as datas de cada sprint
3. METODOLOGIA
O estudo visa abordar como tecnologia afeta a rotina dos cidadãos brasileiros no âmbito das comodidades. Portanto, é necessário para direcionar a uma melhor abordagem, a utilização de referencial teórico. Buscando fontes através de autores que já tenham elaborado tecnologias relacionadas ao tema.
Para que seja levantado o material necessário com o intuito de estabelecer uma avaliação prática do que propõe o estudo, o referido projeto quanto à natureza será aplicado, com a motivação de contribuir para fins práticos, e ter soluções imediatas do problema encontrado.
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Quanto aos fins serão compostas de pesquisas descritivas. Consistindo o projeto em um estudo e realização de testes.
CÓDIGO FONTE
#include <ESP8266WiFi.h> #include <ESP8266WebServer.h>
/* Put your SSID & Password */
const char* ssid = "PROJETOESP"; // Enter SSID here const char* password = "12345678"; //Enter Password here
/* Put IP Address details */ IPAddress local_ip(192,168,0,1); IPAddress gateway(192,168,0,1); IPAddress subnet(255,255,255,0);
ESP8266WebServer server(80); uint8_t LED1pin = D2;
bool LED1status = LOW;
void setup() { pinMode(LED1pin, OUTPUT);
WiFi.softAP(ssid, password); WiFi.softAPConfig(local_ip, gateway, subnet); delay(100);
server.on("/", handle_OnConnect); server.on("/led1on", handle_led1on); server.on("/led1off", handle_led1off); server.onNotFound(handle_NotFound);
server.begin();
}
void loop() { server.handleClient(); if(LED1status)
{digitalWrite(LED1pin, LOW);} else
{digitalWrite(LED1pin, HIGH);}
}
void handle_OnConnect() { LED1status = LOW;
server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status));
}
void handle_led1on() { LED1status = HIGH;
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server.send(200, "text/html", SendHTML(true));
}
void handle_led1off() { LED1status = LOW;
server.send(200, "text/html", SendHTML(false));
}
void handle_NotFound(){
server.send(404, "text/plain", "Not found");
}
String SendHTML(uint8_t led1stat){
String ptr = "<!DOCTYPE html> <html>\n";
ptr +="<head><meta charset=\"UTF-8\"><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=no\">\n"; ptr +="<title>LED Control</title>\n";
ptr +="<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}\n";
ptr +="body{margin-top: 50px;} h1 {color: #444444;margin: 50px auto 30px;} h3{color: #444444;margin-bottom: 50px;} h4{color: #444444;margin-bottom: 20px;}\n";
ptr +=".button {display: block;width: 80px;background-color: #1abc9c;border: none;color: white;padding: 13px 30px;text-decoration: none;font-size: 25px;margin: 0px auto 35px;cursor: pointer;border-radius: 4px;}\n";
ptr +=".button-on {background-color: #1abc9c;}\n";
ptr +=".button-on:active {background-color: #16a085;}\n"; ptr +=".button-off {background-color: #34495e;}\n";
ptr +=".button-off:active {background-color: #2c3e50;}\n";
ptr +="p {font-size: 14px;color: #888;margin-bottom: 10px;}\n"; ptr +="</style>\n";
ptr +="</head>\n"; ptr +="<body>\n";
ptr +="<h1>ESP8266</h1>\n"; ptr +="<h4>Matheus</h4>\n"; ptr +="<h4>Guilherme</h4>\n"; ptr +="<h4>Raquel</h4>\n"; ptr +="<h4>Dérick</h4>\n";
ptr +="<h3>Projeto Arquitetura de Computadores</h3>\n";
if(led1stat)
{ptr +="<p>Lâmpada Ligada</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led1off\">Desligar</a>\n";}
else
{ptr +="<p>Lâmpada Desligada</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led1on\">Ligar</a>\n";}
ptr +="</body>\n"; ptr +="</html>\n"; return ptr;
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}
REFERÊNCIAS
Forbes-Disponível em: https://www.forbes.com/sites/jacobmorgan/2014/05/13/simpleexplanation- internetthings-that-anyone-can-understand/#4855865f1d09 (Acesso em 21/09/2019 às 13:18).
IBM-Disponível em: https://www.ibm.com/blogs/internet-of-things/what-is-the- iot/ (Acesso em 24/09/2019 às 16:30).
TribunaPR-Disponível em: https://www.tribunapr.com.br/arquivo/vida- saude/osobstaculosenfrentados-pelo-portadores-de-deficiencia-fisica/ (Acesso em 24/09/2019 às 17:31).
Direcional Escolas-Disponível em: https://direcionalescolas.com.br/acessibilidade-entender-aplicabilidade-da-lei- de-acessibilidade-e-os-consequentes-desafios-para-o-ambiente-escolar/ (Acesso em 28/11/2019 às 22:50).
Mercado Livre- Disponível em:https://eletronicos.mercadolivre.com.br/pecas- componentes/diodo-d1-epson (Acesso em 01/12/2019 ás 22:32)
Powerluz- Disponível em:https://www.powerluz.com.br/bateria-alcalina-duracell- 9v-original-kit-10-unidades (Acesso em 02/12/2019 ás 22:35)
Bau da Eletrônica- Disponível em:https://www.baudaeletronica.com.br/resistor- 4k7-5-1-4w.html (Acesso em 02/12/2019 ás 22:39)
Cooking Hacks- Disponível em:https://www.cooking-hacks.com/super- capacitor-low-esr-1f-2-5v (Acesso em 02/12/2019 ás 22:46)
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Led Max- Disponível em:https://www.ledmax.com.br/lampada-dicroica-led- par30-9.5w-e27-branco-quente (Acesso em 03/12/2019 ás 22:51)
Led Max- Disponível em:https://www.ledmax.com.br/soquete-para-lampada- dicroica-gu10-com-rabicho-15cm (Acesso em 03/12/2019 ás 22:52)
Eletrônica para todos- Disponível em:https://eletronicaparatodos.com/kit- modulo-regulador-de-tensao-protoboard-jumpers-e-fonte-9v1a/ (Acesso em 03/12/2019 ás 22:57)
Sempre update- Disponível em:https://sempreupdate.com.br/como-a-internet- das-coisas-pode-ajudar-pessoas-com-deficiencia/ (Acesso em 04/12/2019 ás 00:26)
Wikipedia- Disponível em:https://pt.wikipedia.org/wiki/Internet_das_coisas (Acesso em 04/12/2019 ás 01:31)
Techtudo- Disponível em:https://www.techtudo.com.br/noticias/2018/08/como- funciona-um-interruptor-de-luz-wi-fi-veja-recursos-da-tecnologia.ghtml (Acesso em 04/12/2019 ás 01:46)
Binarionet- Disponível em:https://www.binarionet.com.br/blog/iot-e-uma-grande- oportunidade-para-acessibilidade/ (Acesso em 04/12/2019 ás 02:22)
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Heller de Paula- Disponível em:https://www.hellerdepaula.com.br/internet-das- coisas/ (Acesso em 04/12/2019 ás 03:51)
GLOSSÁRIO
PcD Pessoas com deficiência IoT internet of things
WHO World Human Organization OMS Organização Mundial da Saúde
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