Artigo TCM Telecomunicacao 2020

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artigo de conclusão de módulo
Telecomunicações
THIAGO BUSTAMANTE RIBEIRO RA-210842013
Prof. Sergio Fernandes
 
RESUMO
 O propósito deste trabalho é desenvolver um protótipo de automação industrial, destinado ao controle de acesso do aluno ao laboratório da faculdade. Para tanto será utilizado um sistema que consiste em o aluno munido de seu EPI, utilizando a senha fornecida pelo responsável que será inserida no painel de controle de acesso. Caso contrário, sem essa identificação a porta não se abrirá pelo lado de fora. 
Palavra- chave: Automação, Controle de acesso.
1. INTRODUÇÃO
 A questão da segurança no trabalho, é um assunto que vem sendo muito discutido, e novas tecnologias são desenvolvidas para auxílio nesse processo. 
 Para que seja uma ação efetiva e de bons resultados, a primeira coisa a se fazer é manter a mente aberta, conversar com os colaboradores, com o pessoal da área de segurança, fazer com que todos participem do processo. Também é de muita valia assistir palestras e seminários, fazer cursos de atualização sobre gerenciamento, qualidade e meio ambiente de trabalho, que vem somar-se ao conhecimento necessário para fazer a empresa mais eficiente, segura, organizada e produtiva.
 A conscientização e o treinamento em segurança do trabalho são fatores importantes na gestão, pois capacitam os colaboradores para o desempenho de suas funções no que diz respeito aos riscos inerentes a cada processo, além de ressaltar a importância de seguir os procedimentos de trabalho sem “queimar etapas” e sem se expor aos riscos. Os treinamentos são utilizados para padronizar, corrigir desvios, e com isso, prevenir os acidentes de trabalho.
2. OBJETIVOS
 Neste capítulo será apresentado o desenvolvimento do protótipo tendo uma subdivisão em materiais e métodos utilizados.
 Inicialmente, como parte da metodologia, os componentes e sistemas utilizados serão especificados. Em seguida, simulações de software serão realizadas, bem como se procedeu ao desenvolvimento tanto do programa para o sistema, quando do hardware, as etapas da metodologia estão explanadas nas subseções a seguir.
 Para este trabalho será desenvolvido no laboratório de mecânica da Faculdade ENIAC, sendo abordado o sistema de segurança, focando no programa de comportamento seguro, uma iniciativa adotada pela organização, na busca pela redução dos níveis de acidentes em seu laboratório de estudo. 
3. METODOLOGIA
3.1.1 Microcontrolador Arduino
 O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica, a qual possui um microprocessador, pinos I/O e memória interna. O hardware e software livre permitem que o Arduino seja utilizado para diversas finalidades.
 A ideia da tecnologia hardware livre é semelhante à do software livre. Tem-se que um software pode ser considerado livre, segundo a Free Software Foundation (FSF - 2012), quando oferece liberdade de:
. Execução do programa para diversos propostos.
. Estudo do funcionamento do programa adaptando-o as suas necessidades.
. Redistribuição de cópias do programa.
. Aperfeiçoamento do programa e liberação dos seus aperfeiçoamentos.
 Para programar o Arduino faz-se necessário o uso de um software chamado Integrated Development Environment (IDE).
 O Arduino disponibiliza uma fonte de alimentação que pode ser usada por outros dispositivos (sensores, atuadores) de 3,3 Volts (V), 5 V e GND. Para utilizar basta conectá-lo ao computador através de um cabo USB.
 . Mega 2560: O Arduino Mega2560, como mostrado na FIG.1 é uma placa baseada no ATmega2560, 54 pinos I/O digital, 16 entradas analógicas, 4 UARTs que são portas seriais de hardware, um oscilador de cristal de 16 MHz, conexão UBS, conector de energia, botão reset. Dentre as entradas digitais 15 podem ser usadas como saídas PWM. Na FIG. 1 abaixo se pode verificar essas configurações.
FIG.1 Arduino Mega2560
Fonte: Autoria Própria
 
 O quadro 1 apresenta as características principais do Arduino mega 2560, segue logo abaixo:
Quadro 1- Resumo das características Arduino Mega256.
	Arduino
	Mega 2560
	Microcontrolador
	Atmega2560
	Tensão de Entrada
	7-12V
	Pinos de Entrada e Saída (I/O)
	54 pinos, dos quais 14 podem ser saídas PWM
	Pinos de Entradas Analógica
	16
	Corrente DC do Pino I/O
	40Ma
	Corrente DC do Pino de 3.3V
	50Ma
	Memória Flash
	256KB
	SRAM
	8K
	EEPROM
	4KB
	Velocidade de Clock
	16MHz
Fonte: Autoria Própria
3.1.2 Teclado
 Para a forma de entrada de dados, será utilizado o teclado de membrana 4x4 o qual possui 16 teclas e utiliza da combinação de 4 linhas e 4 colunas para se obter o correspondente número da tecla. O microcontrolador, o qual está conectado ao teclado. Conforme pode ser visto na FIG. 3, as colunas são definidas pelos pinos de 1-4 e as linhas pelos pinos de 5-8.
FIG. 3 Teclado de Membrana 4x4
Fonte: Autoria Própria
4. DESENVOLVIMENTO
4.1.1 Pesquisa e especificações 
 Nessa etapa do desenvolvimento do trabalho, constituiu-se na pesquisa e especificações dos componentes que serão utilizados para fazer o protótipo.
 A principal parte de um sistema de automação é, sem dúvida, o microcontrolador pois ele coordena todas as ações. Neste projeto, o microcontrolador escolhido foi o Arduino Uno.
 Optou-se por utilizar do teclado para a leitura da senha para ter o acesso ao laboratório, como visto anteriormente, eles utilizam uma tensão de 3.3V, através da interface SPI, a comunicação conectada pode assegurar que o módulo seja um trabalho estável.
 4.1.2 Simulação do Software e do Hardware
 Após as especificações serão feitas as simulações do Hardware e Software, pelo Protheus 8. Efetuado um levantamento de requisitos para definir a quantidade de entradas e saídas digitais necessárias para realização da simulação e montagem.
 Foi escolhido o software Protheus 8, o qual oferece um ambiente de simulação de circuitos eletrônicos através da ferramenta ISIS e desenvolvimento de layout de circuitos impressos através da ferramenta Ares. Além da plataforma do Arduino para programação do sistema.
 Uma vez que boa parte do sistema depende diretamente da leitura da senha do controle de acesso.
 A simulação realizada foi do sistema de controle de acesso. Para tanto, utilizou-se o Arduino, como microcontrolador, os resistores e um LED. Utilizou-se também um display LCD 16x4, um resistor, teclado, botão de reset, como mostra na FIG. 4, a representação e o esquema de ligação destes componentes.
Figura -4 Simulação Controle de acesso
Fonte: Autoria Própria.
 Com o circuito montado, a programação feita no IDE do Arduino é inserida no Protheus, FIG.5. Com isso, é possível verificar a simulação do funcionamento do circuito. 
Figura -5 Inserção do Código Arduino ao Protheus.
Fonte: Autoria Própria.
 Para tanto, essa parte foi colocada no void loop, que é uma ferramenta da programação em que ocorre a leitura infinita das variáveis.
 Após deixar as configurações prontas, vamos fazer a programação deste teste, mostrada na FIG.6.
Figura -6 Programação Arduino.
Fonte: Autoria Própria.
 Com isso, foi possível determinar o valor digitado e compará-lo com a senha padrão pré-determinada. Evidenciando como a comparação é feita. A senha é composta por quatro dígitos.
5. RESULTADOS
 Este trabalho apresentou uma proposta de aplicação da automação, visando segurança e controle de acesso com a utilização do Arduino, uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware e software livres, bem como se procedeu a realização de simulação no Protheus 8, inserção de senha em teclado.
 Durante a execução deste trabalho novas ideias surgiram, porém para se manter no foco principal tais idéias não foram executadas, pois fica como indicação de trabalhos futuros implementando um sistema que ofereça mais segurança ao aluno. O sistema proposto, portanto, é aplicável, mas pode ser melhorado daqui algum tempo devido à grande evolução de novas tecnologias.
 Este trabalho de alguma forma contribuiu para meucrescimento acadêmico.
 
6. FONTES CONSULTADAS
ARDUINO. About Us. 2018. Disponível em: https://www.arduino.cc/en/Main/AboutUs. Acesso em: 9 fev. 2018. 
BUNEMER, Ricardo. Demótica assistiva utilizando sistemas integrados de supervisão e controle. Dissertação. 163p. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, 2014. 
DEVAL, Felipe Antônio. Automação residencial de baixo custo utilizando tecnologias open source. Centro Universitário de Araraquara (UNIARA). Araraquara, 2015. 
7. Lista de Figuras
Lista de Figura
Figura 1 – Arduino ......................................................................................................3
Figura -3 Teclado de Membrana 4x4..........................................................................4
Figura -4 Simulação Controle de acesso..................................................................6
Figura -5 Inserção do Código Arduino ao Protheus................................................6
Figura -6 Programação para o Controle de acesso.................................................7
Lista de Quadros e Tabelas
Quadro 1- Resumo das características do Arduino Mega 2560.............................3
Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica, Centro Universitário ENIAC. E-mail: eng.t.s.ribeiro@gmail.com
Professor Doutor Sergio Fernandes dos cursos de Engenharia, Centro Universitário ENIAC. E-mail: sergio.fernandes@eniac.edu.br