COLEIRA ELETRONICA

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FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS SANTO AGOSTINHO 
(FACET) 
 
 
 
 
ADRIANA EREMITA NASCIMENTO PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COLEIRA ELETRÔNICA DE USO EM ANIMAL DOMÉSTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MONTES CLAROS – MG 
2016 
 
 
 
Monografia apresentada à Faculdade de Ciência Exatas e 
Tecnológicas Santo Agostinho, para a obtenção do título 
de Bacharel em Engenharia Elétrica. 
 
 
Orientador: Prof. Msc. Edmar Alves Cosme 
Coorientador: Prof. Paulo Ricardo Durães Silva 
 
 
 
 
ADRIANA EREMITA NASCIMENTO PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
COLEIRA ELETRÔNICA DE USO EM ANIMAL DOMÉSTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MONTES CLAROS – MG 
2016 
 
 
 
Monografia apresentada à Faculdade de Ciência Exatas e 
Tecnológicas Santo Agostinho, para a obtenção do título 
de Bacharel em Engenharia Elétrica. 
 
 
 
 
 
ADRIANA EREMITA NASCIMENTO PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
COLEIRA ELETRÔNICA DE USO EM ANIMAL DOMÉSTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aprovada em 26 de novembro de 2016. 
 
 
 
_______________________________________ 
Prof. Msc. Edmar Alves Cosme 
Faculdades Santo Agostinho 
 
 
 
 
_______________________________________ 
Prof. Esp. Marcus Vinicius Pimenta Rodrigues 
Faculdades Santo Agostinho 
 
 
 
 
_______________________________________ 
Profª. Drª. Emanuelle Ferreira Melo 
Faculdades Santo Agostinho 
 
 
 
 
 
 
 
MONTES CLAROS – MG 
2016 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
Começo agradecendo ao Arquiteto responsável por realizar esse meu projeto: 
obrigada, Deus, por caminhar comigo sempre. Sigo agradecendo a Mainha, pelo apoio e 
preocupação em saber como estava o andamento do meu trabalho e a Painho, peça 
fundamental no meu sucesso, que realmente dedicou tempo e não mediu esforços para me 
auxiliar na construção do meu protótipo. Agradeço, também, a Daniel por me dar o espaço 
necessário para que eu realizasse o trabalho. 
Finalizando, agradeço aos professores que estiveram sempre à disposição para 
quaisquer eventuais dúvidas que eu viesse a ter. Principalmente, ao Prof. Paulo Ricardo, que 
dedicou muito do seu tempo para revisar meu trabalho, responder meus questionamentos e 
clarear minhas ideias quando me via no escuro em relação ao protótipo. E a Prof.ª. Geane 
Cássia, por fazer eu escrever a minha pesquisa com mais coesão e coerência. A vocês, o meu 
muito obrigada! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, 
mas lutei para que o melhor fosse feito. Não sou o 
que deveria ser, mas Graças a Deus, não sou o 
que era antes”. (Marthin Luther King) 
 
 
 
RESUMO 
 
 
PEREIRA, Adriana Eremita Nascimento. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas Santo 
Agostinho, novembro de 2016. Coleira Eletrônica de Uso em Animal Doméstico. 
Orientador: Prof. Msc. Edmar Alves Cosme. 
 
 
As modificações morfológicas e fisiológicas em espécies de animais, para adaptá-las 
a convivência humana, ocorrem desde a pré-história. Isso explica o desenvolvimento de 
muitos animais hoje serem considerados domésticos, exemplo disso são os cães e gatos. Uma 
das consequências desse processo de domesticação é o desenvolvimento do lado afetivo, que 
é estabelecido entre o animal de estimação e o tutor, que gasta tempo, carinho e dinheiro para 
suprir as necessidades do pet. Como consequência da procura em oferecer sempre o de melhor 
para o cão ou gato, atualmente, o mercado pet movimenta cerca de US$98,4 bilhões por ano. 
No Brasil, no ano de 2015, o faturamento em cima de produtos e serviços para animais 
domésticos chegou na casa de bilhões de reais. Então, pensando em proporcionar ainda mais 
conforto para o pet e tranquilidade ao tutor, foi desenvolvida uma coleira eletrônica que sirva 
de obstáculo para que o animal não aproxime da área de acesso da casa sem que esteja sobre 
custódia. Esse dispositivo foi construído baseado nas vantagens da utilização de uma rede 
wireless e o custo benefício da utilização do Arduino e seus módulos de comunicação. 
Somado a isto, foi desenvolvido um emissor ultrassônico que serviu de obstáculo para o 
animal doméstico, com a emissão de um som de 20KHz, frequência que é considerada 
inaudível pelos seres humanos e incômoda para cães e gatos. Em relação a outros projetos 
existentes no mercado, o proposto neste trabalho possui um custo inferior e realiza uma 
atividade semelhante. Após a realização da pesquisa, verificou-se que o protótipo 
desenvolvido é eficaz por dificultar que o animal aproxime da saída da residência sem a 
presença do seu dono. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras-Chave: Domesticação; Pet; Arduino; Wireless; Ultrassônico. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
PEREIRA, Adriana Eremita Nascimeto College of Technological Sciences St. Augustine, 
November 2016. Electronic Collar for Use in Pet. Advisor: Edmar Alves Cosme. 
 
 
Morphological and physiological changes in animal species to adapt to human 
coexistence, since prehistory. This explains the development of many animals today can be 
considered domestic, example of this are the dogs and cats. One of the consequences of this 
process of domestication is the development of the affective side that is established between 
the pet and the guardian, who spends time, love and money to meet the needs of the pet. As a 
result of demand to offer always the best for the dog or cat, currently, the pet market moves 
about $ $98,4 billion per year. In Brazil, in the year 2015, up billing of products and services 
for domestic animals arrived at the home of billion reais. So, thinking to provide even more 
comfort for the pet and tranquility to the tutor, was developed an electronic leash that serve 
as a barrier to keep the animal from the area of the House without access is about custody. 
This device was built based on the advantages of using a wireless network and the cost benefit 
of the use of the Arduino and its communication modules. Added to this, was developed a 
ultrasonic transmitter that served as barrier to the domestic animal with the emission of a 
sound 20 kHz, frequency that is considered inaudible by humans and uncomfortable for dogs 
and cats. In relation to other existing designs on the market, the proposed in this work has a 
lower cost and perform a similar activity. After the completion of the survey, it was found that 
the developed prototype is effective by obstruct the animal closely matches the output of the 
residence without the presence of its owner. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Keywords: Domestication; Pet; Arduino; Wireless; Ultrasonic. 
 
 
 
LISTA DE SIGLAS 
 
ABINPET - Associação Brasileira da Indústria de Produtos Para Animais de Estimação 
 
ABD - Acrylonitrile Butadiene Styrene (Acrilonitrila butadieno estireno) 
 
APs – Ponto de Acesso 
 
CAN - Controller Area Network (Controle da área local) 
 
Cm – Centímetro 
 
CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor (Semicondutor de metal-óxido 
complementar) 
 
EEPROM - Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (Memória programável 
apagável somente de leitura) 
 
FHSS – Frequency-hopping Spread Spectrum (Espectro de difusão em frequência variável) 
 
GHz – Gigahertz (109 Hertz) 
 
GPS - Global Positioning System (Sistema Global de Posicionamento) 
 
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
 
IDE - Integrated Development Environment (Ambiente de desenvolvimento integrado) 
 
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers (Instituto de Engenheiros Elétricos e 
Eletrônicos) 
 
ISM - Industrial Scientific Medical (Industrial, científica e médica) 
 
ISSO - Organização de Padrões InternacionaisLAN - Local Area Network (Rede de área local) 
 
LCD – Display Cristal Líquido 
 
LED - Light Emitting Diode (Diodo Emissor de Luz) 
 
PET - Animal de Estimação 
 
PWM - Modulação Por Largura De Pulso 
 
Hz – Hertz 
 
KHz – Kilohertz (103 Hertz) 
 
http://www.noticiasdaoficinavw.com.br/v2/2014/11/capitulo-2-rede-can-controller-area-network/
http://www.ibge.gov.br/
 
 
 
mA – Miliampère (10−3 Ampère) 
 
MHz – Megahertz (106 Hertz) 
 
RAM - Random Access Memory (Memória de acesso aleatório) 
 
RF - Rádio Frequência 
 
RFID – Identificação por Rádio Frequência 
 
RISC - Reduced Instruction Set Computer (Computador com um conjunto reduzido de 
instruções) 
 
ROM - Read-Only Memory (Memória de Apenas Leitura) 
 
SIG - Special Interest Group (Grupo de interesses especiais) 
 
SRAM - Static Random Access Memory (Memória estática de acesso aleatório) 
 
TAG – Etiqueta 
 
ULA - Unidade Lógica e Aritmética 
 
USB - Universal Serial Bus (Porta Universal) 
 
V – Volts 
 
WIRELESS – Sem fio 
 
WLAN - Wireless Local Area Network (Rede de área local sem fio) 
 
WMAN - Wireless Metropolitan Area Network (Rede de área metropolitana sem fio) 
 
WPAN - Wireless Personal Area Network (Rede de área pessoal sem fio) 
 
WWAN - Wireless Wide Area Network (Rede de longa distância sem fio) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 - Onda senoidal das frequências. (a) Som agudo (b) Som grave. 
 
Figura 2 - Frequência audíveis de diversas espécies. 
 
Figura 3 - TMS 1000. 
 
Figura 4 - Arquiteturas clássicas de microcontroladores: Von Neumann x Harvard. 
 
Figura 5 - Diagrama em blocos da estrutura interna do microcontrolador AVR. 
 
Figura 6 - Arduino Serial. Primeira placa da plataforma Arduino. 
 
Figura 7 - Hardware Arduino Uno. 
 
Figura 8 - Arduino Pro Mini. (a) frontal (b) posterior. 
 
Figura 9: Arduino Nano. (a) frontal (b) posterior. 
 
Figura 10 – Conexão de um Shield com o Arduino Uno. 
 
Figura 11 – Exemplos de módulos para Arduino. 
 
Figura 12 - Arquitetura 802.11 (a) Modo APs (b) Rede ad hoc. 
 
Figura 13 - O espectro eletromagnético e a maneira como ele é usado na comunicação. 
 
Figura 14 - Formas de transmissão do infravermelho. 
 
Figura 15 - Faixa de frequência de uso do ISM nos países. 
 
Figura 16 - (a) Componentes montados na tag RFID (b) tag encapsulada. 
 
Figura 17 - Dois piconets conectados formando um scatternet. 
 
Figura 18 – Área de cobertura da cerca virtual wireless. 
 
Figura 19 - Modelo tradicional de nylon. 
 
Figura 20 - Módulo RF Transmissor. 
 
Figura 21 - Circuito RF transmissor. 
 
Figura 22 - Programação em IDE para o módulo RF Transmissor. 
 
Figura 23 - Circuito da programação do Arduino Mini usando Arduino Uno. 
 
 
 
 
Figura 24 - Conexão do módulo RF transmissor com o Arduino Mini, sendo programado 
através do Arduino Uno. 
 
Figura 25 - Resistores modificados para diminuir o alcance de sinal entre os módulos RFs. 
 
Figura 26 - Módulo RF Receptor 
 
Figura 27 - Esquema elétrico da conexão do módulo RF receptor com o Arduino Nano. 
 
Figura 28 - Módulo Relé de 1 Canal de 5V. 
 
Figura 29 - Esquema elétrico da conexão entre o módulo relé e o Arduino Nano. 
 
Figura 30 - Programação do módulo RF transmissor junto ao relé. 
 
Figura 31 - Resposta da comunicação entre módulo RF receptor e transmissor. 
 
Figura 32 - Esquema elétrico de ultrassônico. 
 
Figura 33 - Esquema da comunicação dos dispositivos. 
 
Figura 34 – Módulo RF transmissor alterado e acoplado a plataforma Arduino Mini. 
 
Figura 35 - Conexões dos módulos na plataforma Arduino. 
 
Figura 36 - Dispositivo Residencial. 
 
Figura 37 - Emissor Ultrassônico. 
 
Figura 38 - Tag chaveiro RFID. 
 
Figura 39 - Módulo RF receptor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELA 
 
 
Tabela 1: Comparação entre os processadores. 
 
Tabela 2: Tipos de linguagem de programação e suas características. 
 
Tabela 3: Principais características das especificações: Bluetooth, Wi-Fi e ZigBee. 
 
Tabela 4: Classes de dispositivos. 
 
Tabela 5: Conexão realizada para programar o Arduino Mini utilizando o Arduino Uno. 
 
Tabela 6: Materiais e recursos necessários para a realização do trabalho. 
 
Tabela 7: Composição do pacote da Cerca Virtual Wireless 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 15 
1.1 Justificativa ......................................................................................................................... 16 
2 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 17 
2.1 Objetivo Geral .................................................................................................................... 17 
2.2 Objetivos Específicos ......................................................................................................... 17 
3 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................................. 18 
3.1 Cenário de pet no Brasil e no Mundo ................................................................................. 18 
3.1.1 Protetores e os animais de estimação .............................................................................. 18 
3.1.2 Motivos aparentes de fuga dos pets ................................................................................. 19 
3.2 Campo Audível ................................................................................................................... 19 
3.2.1 Frequência sonora ............................................................................................................ 19 
3.2.2 Frequência audível ........................................................................................................... 20 
3.3 Microcontrolador ................................................................................................................ 21 
3.3.1 Arquiteturas Clássicas do Microcontrolador ................................................................... 22 
3.3.2 Microcontrolador AVR.................................................................................................... 23 
3.3.3 Microcontrolador Atmel ATmega ................................................................................... 23 
3.3.4 Estrutura Interna do Microcontrolador AVR .................................................................. 24 
3.4 Arduino ............................................................................................................................... 25 
3.4.1 Surgimento ...................................................................................................................... 25 
3.4.2 A plataforma .................................................................................................................... 25 
3.4.3 Arduino Uno .................................................................................................................... 26 
3.4.4 Arduino Pro Mini ............................................................................................................. 27 
3.4.5 Arduino Nano 3.0 ............................................................................................................ 28 
3.4.6 Shields .............................................................................................................................. 28 
3.4.7 Módulos ........................................................................................................................... 29 
3.5 Linguagem de programação ............................................................................................... 303.5.1 Linguagem C/C++ ........................................................................................................... 31 
3.6 Propagação de Ondas Eletromagnéticas ............................................................................. 32 
3.7 Redes wireless .................................................................................................................... 33 
3.7.1 Classificação e Padrões ................................................................................................... 34 
3.7.1.1 Infravermelho ............................................................................................................... 35 
 
 
 
3.7.1.2 Micro-ondas .................................................................................................................. 36 
3.7.1.3 Rádio frequência ........................................................................................................... 36 
3.7.1.3.1 RFID .......................................................................................................................... 37 
3.8 Cerca Virtual Wireless ....................................................................................................... 39 
4 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................... 41 
4.1 Dispositivo acoplado na coleira .......................................................................................... 41 
4.1.1 RF transmissor ................................................................................................................. 42 
4.1.1.1 Programação do Arduino .............................................................................................. 43 
4.1.2 Programar no Arduino Mini ............................................................................................. 44 
4.1.3 Sinal de Transmissão ....................................................................................................... 46 
4.2 Dispositivo instalado na residência .................................................................................... 46 
4.2.1 RF receptor ...................................................................................................................... 46 
4.2.2 Relé .................................................................................................................................. 48 
4.2.2.1 Programação do Arduino .............................................................................................. 49 
4.2.3 Ultrassônico ..................................................................................................................... 50 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................................... 53 
5.1 Custo do Projeto ................................................................................................................. 57 
5.2 Comparação com projeto já existente no mercado ............................................................. 57 
5.3 Tentativa de usar a rede wireless RFID .............................................................................. 59 
6 CONCLUSÃO ....................................................................................................................... 61 
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 63 
 
 
15 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O processo de domesticação fundamenta-se em selecionar determinadas espécies de 
animais que são considerados úteis e adaptá-las à convivência social, seja para desempenhar 
alguma função útil (caça e proteção) ou apenas para companhia. Este método, por ser 
utilizado desde a pré-história, ocasionou modificações em diversas espécies domesticadas, 
não apenas relacionado ao comportamento, mas também às características morfológicas e 
fisiológicas como, por exemplo, o surgimento dos cães e gatos domésticos. 
Segundo Tedford e Wang (2008), os cães originaram, aproximadamente, há 10 mil 
anos e são considerados uma sub-raça do lobo (Canis Lupus), ou seja, possuem um ramo 
familiar comum. Esses rodeavam as aldeias alimentando-se de restos de mantimentos e 
alertando aos seres humanos quanto à presença de animais selvagens. Percebendo isso, os 
homens os capturaram e os levaram para acampamentos com o intuito de domesticá-los. Ao 
atingirem a fase adulta, era feita a seleção dos cães: se fossem ferozes, eram mantidos em 
cativeiro e impedidos de acasalar; se fossem dóceis, tolerantes e obedientes ao ser humano, 
era permitida a procriação. Isso, eventualmente, levou à criação de cachorros domésticos. 
Reeder e Wilson (2005) afirmam que os gatos domésticos surgiram há, 
aproximadamente, 12 mil anos, tendo como ramo familiar comum os gatos selvagens (Felis 
Silvestris Lybica) do Médio Oriente. No Egito, puniam com pena de morte aqueles que 
ousassem matar um gato, pois estes felinos eram tidos como preciosos. Além disso, criaram 
leis que proibiam a exportação desses animais para outros países. Um dos motivos que 
valorizaram a criação deles como animais domésticos foi a grande proliferação de ratos na 
produção agrícola. 
Adjunto à evolução da domesticação, muitos seres humanos são obrigados a cuidar e 
proteger o pet. Diante disso, este trabalho teve como objetivo principal desenvolver um 
dispositivo eletrônico para auxiliar aos tutores dos animais domésticos a manterem estes no 
interior da residência. Para isso, foi construída uma coleira eletrônica que monitora e dificulta 
a saída do animal doméstico da residência sem o seu dono. Ainda, foram usadas redes 
wireless do tipo rádio frequência para o desenvolvimento do projeto, somados a plataforma 
Arduino e um emissor ultrassônico. 
Em resumo, foi desenvolvida uma coleira eletrônica utilizando um transmissor de 
rádio frequência com uma programação de reconhecimento do pet e acionamento de um 
sensor ultrassônico. 
16 
 
 
 
1.1 Justificativa 
 
Com o passar dos anos, o processo de domesticação vem fortalecendo o laço entre 
seres humanos e animais. Isso fez com que, ter um animal de estimação não seja apenas por 
necessidade de proteção no perímetro de morada ou ajuda na caça para subsistência, mas sim 
por uma questão afetiva. Além disso, o mercado pet do Brasil ocupa, atualmente, o segundo 
lugar no cenário mundial. Como resultado disso, na casa dos brasileiros existem mais animais 
domésticos do que crianças. Logo, faz-se importante o desenvolvimento de uma coleira 
eletrônica que ajude a manter o pet na residência ou monitorá-lo caso fuja. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 Objetivo Geral 
 
Desenvolver uma coleira inteligente de uso em animal doméstico, especialmente em 
cachorros, utilizando de dispositivos eletrônicos em monitoramento do animal para 
dificultar/evitar a fuga destes. 
 
2.2 Objetivos Específicos 
 
 Sistematizar os pontos determinantes para utilização do Arduino; 
 Demonstrar as vantagens de se utilizar o rádio frequência; 
 Demonstrar o funcionamento da comunicação entre os dispositivos; 
 Desenvolver a coleira eletrônica; 
 Comparar a protótipo com projetos já existentes no mercado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
3 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
3.1 Cenário de pet no Brasil e no Mundo 
 
No cenário mundial, o mercado de pets movimenta cerca de US$98,4 bilhões por 
ano, sendo o Brasil classificado em segundo lugar, estando atrás apenas dos USA. Quando se 
refere a animais de estimação, os preferidos pela população são os cães e os gatos. No mundo, 
existem mais felinos do que cachorros, porém, os brasileiros ainda preferem o lendário 
“melhor amigo do homem” ao bichano. (RIBEIRO, 2015). 
Apesar da queda sofrida na receita de exportação, como consequência da crise 
econômica, o setorpet cresceu cerca de 7,4% no final do ano de 2015, atingindo o 
faturamento de R$17,9 bilhões em produtos e serviços para animais de estimação. O que não 
falta são cuidados e mimos que os donos dão aos seus animais de companhia (ABINPET, 
2015). 
Conforme uma pesquisa realizada pelo IBGE (2015), na casa dos brasileiros existem 
mais pets do que crianças, e a diferença entre os dois é grandiosa, aproximadamente 7 milhões 
a mais de animais domésticos, dentre estes o cachorro ocupa 44,3% das residências, referente 
a 28,9 milhões de domicílios e equivalente a 52,2 milhões de cães. Já os felinos, que também 
fazem parte dos companheiros procurados para se ter no lar, representam cerca de 22 milhões. 
 
3.1.1 Protetores e os animais de estimação 
 
Para ABINPET (2015), os cuidados principais vão além de muito amor, carinho e 
dedicação. Há muitos gastos com os pets para mantê-los sempre saudáveis, que vão da 
alimentação, higiene de rotina (tanto em casa como as idas ao pet shop), acompanhamento 
veterinário, vacinação, vermifugação, até os acessórios e mimos que os donos gostam de 
adquirir para agradar o seu animal. São gastos que variam, em média, R$224,00 dependendo 
da raça e tamanho do animal de estimação, e também do quanto a família pode se dispor a 
comprometer para o cuidado com o pet. 
 Dentre tantos motivos positivos de se ter um bicho de estimação, destacam-se: 
diminui o estresse e afasta a depressão; evita a sensação de solidão; alegra o lar, mantendo o 
equilíbrio emocional da família; ajuda as crianças a serem mais responsáveis; e aos adultos, 
que pretendem ser pais, a acostumar com a rotina de cuidar de um ser que depende dele; e 
ajuda na recuperação mais rápida de doenças (ABINPET, 2015). 
19 
 
 
 3.1.2 Motivos aparentes de fuga dos pets 
 
Ao se dedicar tanto carinho e amor aos seus pets, muitos não entendem o porquê de 
estes abandonarem o lar, mas existem diversos motivos para um animal fugir. A maioria dos 
cães que fogem são os machos e não castrados, simplesmente a caça de uma fêmea para 
cruzar e, nessa procura, acabam indo longe demais de suas casas e não conseguem retornar. 
Assim como os seres humanos, os animais também ficam entediados em ficar em casa o 
tempo todo, o que os leva para mais um motivo de fuga, ir atrás de diversão e distrações, ou 
simplesmente cheirar e olhar ambientes diferentes para matar a curiosidade, pois muitas raças 
caninas são curiosas. Diferente dos cachorros, os gatos conseguem voltar para casa, pois são 
capazes de marcar bem seu território, além de ter memória visual e olfativa melhor 
(TERZIAN, 2011). Mas o fato dos gatos terem mais facilidade de retornar para a sua 
residência não diminui a preocupação e o medo que os donos sentem. 
 
3.2 Campo Audível 
 
3.2.1 Frequência sonora 
 
As ondas sonoras possuem origem mecânica e longitudinais, portanto, se propagam 
no ar e em outros meios, exceto no vácuo. O papel desempenhado por essas ondas é de suma 
importância no cotidiano dos seres humanos e dos animais, pois nos auxiliam constantemente 
de maneira positiva e negativa. Por exemplo, sons da natureza ou músicas tranquilas nos 
transmitem calma, já quando presente em ambientes de muita conversa ou barulho do tráfego 
intenso, isso causa uma sensação de estresse e desconforto (SILVA JUNIOR, 2016). 
O número de vibrações por minuto é denominado frequência, e pode ser classificado 
como grave ou agudo. O primeiro possui como característica a quantidade reduzida de 
vibrações por minuto, o segundo se caracteriza pelo inverso, ou seja, quantidade elevada de 
vibrações por minuto. A unidade de medida da frequência é Hz (LORENZI; CAMILERI; 
CHAIX, 2013). A Figura 1 demonstra a diferença entre as ondas senoidais das frequências do 
som. 
 
 
 
 
20 
 
 
 
 Figura 1 - Onda senoidal das frequências. (a) Som agudo (b) Som grave. 
 Fonte: Lorenzi, Camileri e Chaix (2013) 
 
 
3.2.2 Frequência audível 
 
Segundo Lorenzi, Camileri e Chaix (2013), a audição humana consegue interpretar 
frequências compreendidas entre 20Hz (grave) e os 20KHz (agudo). Utilizando estas 
frequências como referências, são classificadas de infrassons as inferiores de 20Hz, e 
ultrassons aos sons os superiores de 20KHz. Cachorros e gatos conseguem ouvir até 40KHz, 
sendo que, acima de 20KHz a frequência não é audível para humanos, mas incomoda os pets. 
A Figura 2 demonstra a frequências audíveis para cada espécie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2 - Frequência audíveis de diversas espécies. 
 Fonte: Lorenzi, Camileri e Chaix (2013) 
 
 
 
21 
 
 
3.3 Microcontrolador 
 
Em 1974, foi lançado, em Texas - EUA, o primeiro microcontrolador chamado TMS 
1000 de 4bits, incorporado em um único chip as memórias RAM e ROM e suporte de 
entrada/saída. Logo, a Intel apresentou a sociedade o microcontrolador 8948 em 1978, ainda 
possuidor das memórias RAM e ROM, porém, a primeira como memória de dados interna e a 
segunda memória de programa externa. Em 1980, surgiu o 8051, também fabricado pela Intel, 
com diferentes periféricos, como o aumento da capacidade das memórias de dados e de 
programa, um encapsulamento de 40 pinos, dentre outros. Este último modelo criado é ainda 
usado como referência até os dias atuais (FERRARI, 2013). Abaixo está representado pela 
Figura 3 o primeiro microcontrolador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - TMS 1000. 
Fonte: COMPUTERMUSEUM (2000) 
 
 
Souza (2008, p.21) afirma que “o microcontrolador é definido como um ‘pequeno’ 
componente eletrônico, dotado de uma ‘inteligência’ programável, utilizado no controle de 
processos lógicos”. Esta definição se dá pelo fato da família dos semicondutores possuírem 
este adjetivo como principal característica. 
De acordo Lima (2009, p.3), “o microcontrolador é o agrupamento de vários 
componentes em um sistema microprocessado. Basicamente o microcontrolador é um 
microprocessador com memória RAM e de programa, temporizadores e circuitos de clock”. 
Todo microcontrolador contém um processador, memória e capacidade de E/S. Este 
último tem como função de detectar botões e interruptores do aparelho. O software vem 
incorporado como memória somente leitura implementada a partir do momento da criação do 
22 
 
 
microcontrolador. Neste também está incluso o circuito oscilador e conversores A/D, que é de 
inteira responsabilidade do microprocessador existente no chip (TANENBAUM; AUSTIN, 
2013). 
 
3.3.1 Arquiteturas Clássicas do Microcontrolador 
 
De acordo Reis (2015), Von Neumann e Harvard são as duas arquiteturas clássicas 
do microcontrolador. A principal diferença entre estes é baseada no sistema de 
armazenamento. Na arquitetura Von Neumann, a memória de programa e a de dados estão 
interligadas, logo o programa consegue se modificar, pois as informações são armazenadas na 
memória leitura/escrita. Já na Harvard, não há conexão entre os sistemas de armazenamento, 
impossibilitando a modificação de um programa por si mesmo, pois a memória de dados 
(leitura/escrita) e de programas (leitura) são separadas. 
Segundo Lima (2009, p.3), “a arquitetura Von Neumann é mais simples, com menor 
número de portas lógicas, velocidade menor que a Harvard. A arquitetura Harvard tem 
necessidade de mais linhas de código para executar a mesma tarefa que a Von Neumann”. 
A Harvard estendida ou avançada é a arquitetura mais utilizada pelos 
microcontroladores, pois economiza mais energia por trabalhar com grande número de 
instruções com quantidade menor de ciclos de clock. Além de ter um melhor desempenho, 
pois é menor número de linhas de código, o que torna um núcleo com um processamento 
simplificado e redução na quantidade de portas lógicas (LIMA, 2009). 
Pode-se notar as diferenças entre estas duas arquiteturas na Figura 4. 
 
 
 
 Figura 4 - Arquiteturas clássicas de microcontroladores: Von Neumann x Harvard.Fonte: Lima (2009) 
23 
 
 
3.3.2 Microcontrolador AVR 
 
De acordo Oki e Mantovani (2013), em 1995 a ATMEL desenvolveu o primeiro 
microcontrolador AVR. Este, por sua vez, possui excelente eficiência de processamento e um 
núcleo compacto. Tecnologia CMOS e arquitetura RISC avançada que requer menos 
instruções e voltada para a programação C, isto quer dizer que os códigos produzidos 
conseguem ser mais simplificados. 
Segundo Limaverde et al. (2010), nos microcontroladores AVR destacam-se a 
presença de três tipos de memórias: EEPROM, FLASH e SRAM. 
Além dos 3 tipos de memórias existentes nos microcontroladores AVR, eles possuem 
outras características que também os definem como poderosos, são essas: compatibilidade 
entre toda família AVR, por conta do elevado número de periféricos e integração; processam 
em ciclo de clock simplórios, que executam instruções em tensões que variam de 1,8 a 5,5V e 
velocidade que alteram até 20MHz e encapsulamento diversificado de 8 até 64 pinos; 
software gratuito e completo (LIMA, 2009). 
Lima (2009, p.6) afirma que “existem microcontroladores AVR específicos para 
diversas áreas, tais como: automotiva, controle de LCD, rede de trabalho CAN, USB, controle 
de motores, controle de lâmpadas, monitoração de bateria, 802.15.4/ZigBee™”. 
 
3.3.3 Microcontrolador Atmel ATmega 
 
Os tipos de microcontroladores comuns nos Arduinos são ATmega 48A/PA/88A 
/PA/ 168A/ PA/ 328/P. Estes se diferem principalmente em dois quesitos: o tamanho das 
memórias FLASH, EEPROM e RAM. O que vem detalhado na Tabela 1. 
 
 
 Tabela 1. Comparação entre os processadores 
Dispositivo Flash Eeprom Ram Interrupção tamanho vetor 
ATmega48A 4 KBytes 256 Bytes 512 Bytes 1 palavra de instrução / vetor 
ATmega48PA 4 KBytes 256 Bytes 512 Bytes 1 palavra de instrução / vetor 
ATmega88A 8 KBytes 512 Bytes 1 KBytes 1 palavra de instrução / vetor 
ATmega88PA 8 KBytes 512 Bytes 1 KBytes 1 palavra de instrução / vetor 
ATmega168A 16 KBytes 512 Bytes 1 KBytes 2 palavras de instrução / vetor 
ATmega168PA 16 KBytes 512 Bytes 1 KBytes 2 palavras de instrução / vetor 
ATmega328 32 KBytes 1 KBytes 2 KBytes 2 palavras de instrução / vetor 
ATmega328A 32 KBytes 1 KBytes 2 KBytes 2 palavras de instrução / vetor 
 Fonte: Datasheet da Atmel (2015) 
 
24 
 
 
3.3.4 Estrutura Interna do Microcontrolador AVR 
 
De acordo ATMEL (2015), “o núcleo AVR combina um conjunto rico de instrução 
com os registros de trabalho para fins gerais. Todos os 32 registradores são diretamente 
ligados à ULA permitindo que dois registros independentes sejam acessados na instrução 
executado em um ciclo de clock”. 
A Figura 5 demonstra a estrutura interna em forma de diagrama de blocos do 
microcontrolador AVR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5 - Diagrama em blocos da estrutura interna do microcontrolador AVR. 
 Fonte: DataSheet da ATmel (2015) 
 
25 
 
 
3.4 Arduino 
 
Para McRoberts (2011, p.22), “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”. 
 
3.4.1 Surgimento 
 
O Arduino foi desenvolvido na cidade de Ivea, na Itália, em meados do século X, por 
Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis. Recebeu este 
nome em homenagem ao bar Arduino, que os desenvolvedores da plataforma iam depois de 
finalizarem o dia de trabalho focados no projeto (EVANS; NOBLE; HOCHENBAUM, 2013). 
De acordo Evans, Noble e Hochenbaum (2013, p.25), “as placas eram vendidas em 
forma de kit para que os alunos fizessem seus próprios projetos. A tiragem inicial foi 
rapidamente vendida, e mais unidades foram produzidas para manter a demanda”. A Figura 6 
representa a primeira placa para plataforma Arduino que utilizava comunicação serial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 6 - Arduino Serial. Primeira placa da plataforma Arduino. 
 Fonte: EMBARCADOS (2013) 
 
 
3.4.2 A plataforma 
 
O Arduino é uma plataforma de computação física que utiliza um microcontrolador 
baseado no ATmega AVR, no qual será executado o código fonte. Basicamente, encontram-se 
14 pinos digitais de entradas/saídas, 6 entradas analógicas, um cristal de quartzo 16MHz, uma 
26 
 
 
conexão USB, tomada de energia e botão reset. A programação do Arduino é feita através do 
Software Arduino (IDE), que é instalado na máquina e está à disposição no site oficial do 
projeto Arduino, que são disponíveis para o Windows, Mac OS X e o Linux. Este Software 
possui um monitor serial, no qual é feito a programação em linguagem C/C++, fazendo o 
processo de compilação e transferência do código do computador para o microprocessador 
ATmega, presente no Arduino. Este detém uma adversidade de modelos que possuem, 
fundamentalmente, as mesmas configurações (ARDUINO CC, 2016). A Figura 7 mostra a 
configuração externa de um modelo da plataforma. 
 
 
 
 Figura 7 - Hardware Arduino Uno. 
 Fonte: PICTRONICS (2016) 
 
 
O princípio do projeto Arduino é baseado no open source, que, em resumo, é a 
praticidade de copiar, utilizar e modificar, sem licenças prévias, os componentes de hardware 
e software (ARDUINO CC, 2016). 
Conforme McRoberts (2011, p.23), “o Arduino pode ser utilizado para desenvolver 
objetos interativos independentes, ou pode ser conectado a um computador, a uma rede, ou até 
mesmo à Internet para recuperar e enviar dados do Arduino e atuar sobre eles”. 
 
3.4.3 Arduino Uno 
 
A versão UNO possui 14 pinos digitais de entrada/saída - dos quais 6 podem ser 
destinados como saídas PWM; 6 são entradas analógicas; um cristal oscilador de 16 MHz; 
27 
 
 
uma conexão USB; uma entrada de tomada de força para alimentação externa de corrente 
contínua, variando a tensão de 7 – 12V; e um botão de reset (ARDUINO, 2016). 
 
3.4.4 Arduino Pro Mini 
 
De acordo ARDUINO CC (2016), o Arduino Pro Mini possui tamanho inferior em 
comparação aos outros, dimensões de 1,8x3,3cm. Segue um resumo das características da 
plataforma: 
 
 Microcontrolador do tipo ATmega 328; 
 Tensão operacional varia de 3.3V ou 5V, dependendo do modelo; 
 14 pinos digitais de I/O, dos quais 6 fornecem saída PWM; 
 6 pinos de entrada analógica; 
 Corrente contínua por pino I/O é de 40mA; 
 Memória flash 32kB, que 0,5kB é destinada ao uso pelo bootloader; 
 Memória SRAM de 2kB; 
 Memória EEPROM de1kB; 
 Velocidade de clock de 16MHz nesse arduíno escolhido. 
 
A Figura 8 mostra o a parte frontal (a) do Arduino Pro Mini, constituído por pinos 
analógicos e digitais, botão resert e pinos de fonte (GND e VCC) e a posterior (b), que contém 
os dados relacionados com a placa. 
 
 
 
 Figura 8 - Arduino Pro Mini. (a) frontal (b) posterior. 
 Fonte: ARDUINO CC (2016) 
 
 
 
28 
 
 
3.4.5 Arduino Nano 3.0 
 
Conforme ARDUINO CC (2016), o Arduino Nano 3.0 é uma placa pequena, de 
dimensões 4,5x1,8cm. A Figura 9 mostra o a parte frontal (a) e a posterior (b) do Arduino 
Nano 3.0. 
 
 
 
 Figura 9: Arduino Nano. (a) frontal (b) posterior. 
 Fonte: ARDUINO CC (2016) 
 
 
Segundo ARDUINO CC (2016), o cabo de comunicação que essa placa trabalha é 
USB Mini-B. Segue um resumo das características dessa plataforma: 
 
 Microcontrolador modelo ATmega328; 
 Tensão operacional 5V; 
 Recomenda-se a tensão de entrada entre 7 – 12V, mas os limites são de 6 – 
20V; 
 14 pinos digitais de I/O, dos quais 8 fornecem saída PWM; 
 Corrente contínua por pino I/O é de 40mA; 
 Memória flash 32kB, dos quais 2kB é destinada ao uso pelo bootloader; 
 Memória SRAM de 2kB; 
 Memória EEPROM de1kB; 
 Velocidade de clock de 16MHz nesse arduíno escolhido. 
 
3.4.6 Shields 
 
McRoberts (2011, p.24) diz que “O Arduino também pode ser estendido utilizando 
os Shields(escudos), que são placas de circuito contendo outros dispositivos, que você pode 
simplesmente conectar ao seu Arduino para obter funcionalidades adicionais”. 
29 
 
 
As placas que podem ser conectadas na parte superior do Arduino, denominadas 
como Shields, estendendo a sua capacidade, encaixando com simetria todos os pinos digitais, 
alimentação e de entradas analógicas (ARDUINO CC, 2016). A Figura 10 mostra um Shield 
USB conectado ao Arduino Uno, acoplando por inteiro nos pinos existentes. 
 
 
 
 Figura 10 – Conexão de um Shield com o Arduino Uno. 
 Fonte: ROBOTSHOP (2016) 
 
 
3.4.7 Módulos 
 
Existe uma grande quantidade de sensores e componentes que auxiliam em projetos 
utilizando a plataforma Arduino. Muitos desses materiais estão disponíveis em placas 
pequenas contendo resistores, capacitores e leds, além de funções específicas de cada, 
ampliando a funcionalidade de projetos (FILIPEFLOP, 2014). A Figura 11 consiste em uma 
pequena quantidade de exemplares de módulos para Arduino. 
30 
 
 
 
 Figura 11 – Exemplos de módulos para Arduino. 
 Fonte: FILIPEFLOP (2014) 
 
 
3.5 Linguagem de programação 
 
De acordo Rodrigues (2007), o somatório de um conjunto de símbolos e regras de 
sintaxe dá como resultado uma linguagem de programação que permite o desenvolvimento de 
ações decifráveis e empreendidas pela máquina. Ou seja, a linguagem de programação é uma 
representação formal para construção de um algoritmo que o computador irá executá-lo. Essa 
representação formal tem de seguir dois componentes essenciais para a compreensão pela 
máquina: 
 
 Sintaxe: conjunto formal de regras que auxiliam na execução do programa 
através da interpretação de letras, dígitos e diversos símbolos. Ex.: Interpretar que 
um parêntese que seja aberto deve ser precedido por um outro fechado. 
31 
 
 
 Semântica: especifica o “significado” de um programa escrito na linguagem, 
que esteja adequado sintaticamente. 
 
Existe uma variedade de linguagem de programação e essa é dividida em três tipos: a 
linguagem da máquina, de baixo e alto nível. Possuindo cada uma destas as próprias 
característica e níveis de complexidade (RODRIGUES, 2007). A Tabela 2 mostra estas 
divisões e características. 
 
 
 Tabela 2. Tipos de linguagem de programação e suas características 
Linguagem Características 
Linguagem de máquina 
Única compreendida pelo computador. 
Específica de cada computador. 
Utiliza mnemônicos para representar instruções elementares. 
Linguagens de Baixo Nível 
Ex.: Assembly 
Utiliza instruções próximas da linguagem humana de forma a facilitar o raciocínio. 
Ex.: Uso Científico: Fortran 
Linguagens de Alto Nível 
Propósito Geral: Pascal, C, Basic 
Uso Comercial: Cobol, Clipper 
Uso Específico: Lisp, Prolog 
 Fonte: Rodrigues (2007) 
 
 
 3.5.1 Linguagem C/C++ 
 
De acordo Stroustrup (2012), o precursor do projeto e implementação da linguagem 
de programação C foi Dennis Ritchie, em New Jersey. A linguagem C foi um 
aperfeiçoamento de uma linguagem antecessora a ela, denominada BCPL, cujo uso ainda é 
presente na Europa. 
Segundo Sá (2009, p.4), “C é uma linguagem de programação de computadores: É 
possível usá-la para criar um conjunto de instruções para que o computador possa executar. 
Isso significa que você pode usá-la para criar lista de instruções para um computador seguir”. 
A linguagem C++ é considerada uma C melhorada, suporta programação orientada a 
objetos, genérica e abstração de dados. Também foi projetada e implementada em New 
Jersey, por Bjarne Stroustrup, iniciada em 1979, sendo comercializada em 1985, porém, a 
padronização oficial iniciou em 1990, depois de aprimorar o programa com alguns amigos. E 
32 
 
 
então, desde 1991 a ISO é a responsável pelo desenvolvimento da linguagem C++, como 
também a linguagem C (STROUSTRUP, 2012). 
De acordo Stroustrup (2012), a referência “C/C++” é utilizada apenas para 
determinar um sinal de compatibilidade entre as duas linguagens. Os construtos de ambas 
possuem semelhanças semânticas, pois a linguagem C++ foi desenvolvida o mais próximo 
possível da C, para facilitar a transição. 
 
3.6 Propagação de Ondas Eletromagnéticas 
 
Segundo Ribeiro (2012, p.28), “ondas eletromagnéticas geradas por processos 
eletrônicos e emitidas a partir de uma antena, são usadas nas transmissões de televisão, em 
radiodifusão, em comunicação nas faixas de micro-ondas, em radares e em inúmeras outras 
aplicações”. 
Conforme Ribeiro (2012), em 1822, através de seus estudos sobre Faraday, escreveu 
sobre “conversão de eletricidade em magnetismo” em suas anotações, iniciando os estudos e 
as aplicações sobre os fenômenos eletromagnéticos. Mais tarde, em 1873, o escocês James 
Clerk Marxwell (físico e matemático) publica um livro no qual deduz matematicamente um 
conjunto de equações comprovante a existência de ondas eletromagnéticas. Dezoito anos após 
esta publicação, Hertz consegue comprovar, experimentalmente, que as ondas 
eletromagnéticas existem, e, assim, receberam o nome de ondas “hertzianas”. 
Ptt-radio (2016, p.3) diz que “é importante tomarmos consciência de como estamos 
imersos em ondas eletromagnéticas. Iniciando pelos Sol, a maior e mais importante fonte para 
os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas 
eletromagnéticas”. 
O hidrogênio submetido a elevadas temperaturas representa um comportamento de 
vibração em sua estrutura atômica, caracterizando um movimento harmônico simples, dando 
origem a uma onda eletromagnética. Outra forma simplória de campo eletromagnético 
irradiado é o deslocamento dos elétrons entre níveis de energia, isso acontece no momento em 
que o mesmo passa de um estado de energia mais alto para um nível mais inferior (RIBEIRO, 
2012). 
Segundo Ribeiro (2012), a variação do tempo de um campo elétrico ou corrente 
elétrica acarretará na origem de um campo magnético induzido, desta forma, quando o campo 
magnético variar no tempo, o campo elétrico varia também e essa indução mútua destes 
campos acaba por determinar uma onda eletromagnética. 
33 
 
 
Uma onda eletromagnética possui uma velocidade de propagação no espaço livre 
igual à da luz, que é equivalente a 3.108m/s. Para um meio que não é o espaço livre, a 
velocidade de propagação será menor do que a da luz. As ondas eletromagnéticas dependem 
das propriedades do meio, ou seja, são influenciadas pela atmosfera e obstáculos, como por 
exemplo: montanhas, íons, gases que circulam na superfície da terra e prédios. Normalmente, 
propagadas em linha reta, mas alteradas na existência de obstáculos (PTT-RADIO, 2016). 
 
3.7 Redes wireless 
 
Segundo Moraes (2010, p. 17), “as redes wireless ou redes sem fio são um sistema de 
comunicação de dados extremamente flexível, que pode ser usado como uma extensão ou 
uma alternativa a redes locais (LANs cabeadas)”. 
Desde quando surgiram os notebooks, era de vontade das pessoas conectarem-se à 
internet como um passe de mágica ao ligar a máquina. Diante desse desejo, iniciaram os 
trabalhos para alcançar este objetivo, que rapidamente levaram a criação das LANs sem fio 
por diversas empresas. Para que ocorresse a padronização de LANs, o comitê do IEEE as 
denominou de 802.11, outro nome que podemos determinar Wireless (TANENBAUM; 
WETHERALL, 2011). 
Segundo Pinheiro (2014), IEEE 802.11 recomenda para o padrão de redes sem fio a 
existência de quatro grupos desenvolvidos grupos: 
 
 WPAN - Utiliza-se em redes wireless locais com alcance entre 10 e 100 metros, 
sendo empregado principalmente em dispositivos portáteis ou móveis como: 
notebooks, microcomputadores, celulares, etc.; 
 WLAN – Utiliza-se este padrão, basicamente, para extensões ou alternativa para 
sistemas de comunicações convencionais; 
 WMAN – Alcance, aproximadamente, em 6km, é a banda larga utilizada em 
tecnologias de áreas metropolitanas; WWAN - Sistema de comunicação sem fio voltado para redes de longa distância. 
Atende basicamente aos serviços de voz e dados na área de telecomunicações. 
 
De acordo Tanenbaum e Wetherall (2011), as redes 802.11 são compostas por dois 
tipos de comunicação, as APs e em rede ocasional. Demonstrada pela Figura 12. 
34 
 
 
 
 APs: denominados também como estações-base, conectam-se a cabeamentos, e 
toda comunicação passa por um ponto de acesso, chamado de sistema de 
distribuição. Conforme a Figura 12 (a); 
 Rede ocasional: pode ser chamado de rede ad hod, quando dois ou mais 
computadores conseguem, de maneira direta, encaminhar dados, estando 
interconectados entre si sem a necessidade de um ponto de acesso. Conforme a 
Figura 12 (b). 
 
 
 
 Figura 12 - Arquitetura 802.11 (a) Modo APs (b) Rede ad hoc. 
 Fonte: Tanenbaum e Wetherall (2011) 
 
 
3.7.1 Classificação e Padrões 
 
Segundo Tanenbaum e Wetherall (2011), existem três tipos de redes wireless mais 
utilizados: infravermelho, micro-ondas e rádio frequência (RF). 
A Figura 13 representa o espectro eletromagnético em que as redes wireless estão 
relacionadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 13 - O espectro eletromagnético e a maneira como ele é usado na comunicação. 
 Fonte: Tanenbaum e Wetherall (2011) 
 
 
3.7.1.1 Infravermelho 
 
Tittel (2003, p.78) afirma que “as ondas infravermelhas existem entre o espectro 
visível e o das micro-ondas”. 
A licença de operação da rede wireless em infravermelho é dispensável, tornando 
essa a principal característica na comunicação da mesma. O sistema infravermelho dispensa 
requerimentos específicos para cada país, pois possui cobertura mundial. O fato de sua 
tecnologia ser baseada nos sistemas de controle remoto faz com que a taxa de erros seja 
reduzida, assim como o custo. Eletroeletrônicos de uso doméstico costumam utilizar bastante 
dessa tecnologia (MORAES, 2010). 
De acordo Tittel (2003, p.78), “o infravermelho é direcional (há a necessidade de ser 
apontado para o aparelho de uma posição próxima a ele) e não consegue atravessar objetos 
sólidos, por exemplo, as paredes”. 
Segundo Moraes (2010), o sinal infravermelho não ultrapassa barreiras, por isso é 
importante, em uma rede interna, analisar os obstáculos. A transmissão em “linha visada” é 
emitida por um sinal infravermelho numa faixa estreita, diferente da transmissão difusa, esta 
dispensa a visada entre equipamentos. A Figura 14 diferencia a linha de visada e transmissão 
difusa. 
 
 
36 
 
 
 
 Figura 14 - Formas de transmissão do infravermelho. 
 Fonte: Moraes (2010) 
 
 
3.7.1.2 Micro-ondas 
 
Tittle (2003, p.77) define que “a micro-onda é um subconjunto das frequências de 
rádio cujo início é considerado em 1GHz e o término, por volta de 18GHz”. 
A transmissão dessas ondas é realizada de maneira direcional, ou seja, linha reta. Por 
esse motivo, é capaz de realizar o alinhamento de diversos transmissores em uma única 
fileira, comunicando-se com vários receptores também enfileirados e intervalos periódicos. 
Logo, entende-se que, quanto maior for a altura da torre, mais distantes elas podem ficar. O 
cálculo da distância entre os receptores se eleva de acordo a raiz quadrada da altura da torre 
(TANENBAUM; WETHERALL, 2011). 
 
3.7.1.3 Rádio frequência 
 
Segundo Moraes (2010, p. 20), “os sistemas baseados em rádio frequência utilizam 
micro-ondas para transmitir o sinal através do ar”. 
De acordo WEBEDUC (2008), “são radiações eletromagnéticas com comprimento 
de onda maior e frequência menor do que a radiação infravermelha”. 
As ondas de rádios são capazes de percorrer longas distâncias e atravessar obstáculos 
como, por exemplo, paredes. Portanto, é amplamente utilizada em comunicações tanto em 
local fechado ou aberto. Elas são consideradas omnidirecionais, o que significa que não há 
necessidade de uma comunicação direta entre transmissor e receptor, pois o rádio frequência 
37 
 
 
possui uma transmissão em todas as direções a partir de um ponto de origem 
(TANENBAUM; WETHERALL, 2011). 
De acordo Tittle (2003), as ondas de rádio se comportam conforme há variação na 
frequência, caso essa seja alta, tendem a viajar em linha reta e ocorre reflexão da mesma; caso 
seja uma baixa frequência, tendem a atravessar os obstáculos; porém, em curtas distâncias as 
limitações aumentam. 
Os sistemas de radiofrequência, também denominado de ISM, são padronizados em 
três faixas como: 900 MHz, 2.4 GHz e 5 GHz, dispensam a autorização para transmissão dos 
sinais (MORAES, 2010). 
Moraes (2010) afirma que em países com restrição na faixa de 5 GHz, utiliza-se a 
faixa de 2,4GHz para os sistemas com tecnologia de rede wireless. A frequência de 900MHz, 
por se tratar de uma faixa inteiramente livre, é bastante utilizada no mundo inteiro, conforme 
apresentada na Figura 15. 
 
 
 
 Figura 15 - Faixa de frequência de uso do ISM nos países. 
 Fonte: Moraes (2010) 
 
 
3.7.1.3.1 RFID 
 
Sousa (2010, f.17) explica que “O termo RFID é um acrônimo para a tecnologia de 
identificação por radiofrequência, oriunda da sigla em inglês para Radio Frequency 
Identification”. 
Uma tag RFID parece com um adesivo do tamanho de selo-postal, que pode ser 
incorporado em livros, passaportes, animais domésticos, cartões de crédito e outros itens para 
que possa ser rastreado. A etiqueta é composta de um pequeno circuito integrado com um 
38 
 
 
identificador exclusivo e uma antena de rádio, que recebe as transmissões. Existem os leitores 
de RFID que são instalados em pontos estratégicos para o rastreamento, quando uma tag entra 
em alcance é interrogado pelo leitor para que haja a verificação de identidades 
(TANENBAUM; WETHERALL, 2011). A Figura 16 (a) mostra que tag de RFID possui dois 
elementos básicos: um chip e uma antena. Esses componentes formam o inlay, que é 
encapsulado para formar uma tag acabada, como mostra a Figura 16 (b). 
 
 
 
Figura 16 - (a) Componentes montados na tag RFID (b) tag encapsulada. 
Fonte: INTERMEC (2016) 
 
 
De acordo INTERMEC (2016), existem diversas vantagens notáveis na tecnologia 
RFID em relação a outras maneiras de coleta de dados: 
 
 Não existe intervenção humana na leitura da tag; 
 Proporciona uma alta velocidade de leituras por segundo com grande precisão; 
 Dados podem ser alterados na tag RFID; 
 Campo de visão entre tag e o leitor não é direta; 
 A tecnologia RFID pode ser utilizada adjunto a sistemas de código de barras e 
redes Wi-Fi. 
 
Para Tanenbaum e Wetherall (2011), há variedade de modelos de RFID, cada um 
com propriedades diferentes, porém, todos possuem um ponto em comum, que é considerado 
o “aspecto mais fascinante da tecnologia RFID”: não existe plugue elétrico, nem bateria, ao 
invés disso, toda a energia necessária para operar-lhes é fornecido sob a forma de ondas de 
rádio transmitido pelos leitores de RFID. 
Tanenbaum e Wetherall (2011) afirmam que existem três tipos de RFID, que são 
mais utilizados: 
39 
 
 
 
 UHF RFID (RFID Ultra-High Frequency). Ele é usado em algumas carteiras 
de motorista nos Estados Unidos. Os leitores enviam sinais na banda de 902-928 
MHz. As tags se comunicam a distâncias de vários metros, por mudar a forma como 
eles refletem os sinais do leitor. O leitor é capaz de pegar essas reflexões. Este modo 
de operação é chamado retro espalhamento; 
 RFID HF (High Frequency RFID). Ela opera a 13,56 MHz e pode ser instalado 
em passaporte, cartões de crédito, livros e sistemas de pagamento sem contato. HF 
RFID tem um curto alcance, tipicamente um metro ou menos, porque o mecanismo 
físico é baseado na indução em vez de retro difusão; 
 LF RFID (RFID Low Frequency), que foi desenvolvido antes HF RFIDe 
usado para rastreamento de animais. 
 
3.8 Cerca Virtual Wireless 
 
O AMICUS (2016) afirma que o sistema de cerca virtual wireless “delimita a área 
que o seu animal de estimação irá ficar sem o uso de barreiras físicas apenas com um 
transmissor e uma coleira no seu cão ou gato”. 
A Cerca é composta por uma coleira eletrônica, ajustável, que contém um dispositivo 
receptor de sinal, e transmissor instalado na residência com fios, funcionando como 
delimitadores do espaço em que o dono deseja que o animal doméstico permaneça 
(PETLOVE, 2016). 
Segundo AMICUS (2016), o transmissor da cerca deve ser instalado em um local 
coberto, pois não é a prova d’água, com uma distância mínima de 1m de grandes objetos de 
metais e no centro da área a ser determinada como sendo o local em que o pet permanecerá. O 
funcionamento consiste basicamente na transmissão de sinal através do ar (wireless), que 
delimitará a área desejada, essa área pode ser dimensionada no transmissor com até 55m de 
diâmetro. A Figura 18 demonstra a área de cobertura da cerca com um raio de até 27,5m. 
 
 
40 
 
 
 
Figura 18 – Área de cobertura da cerca virtual wireless. 
Fonte: AMICUS (2016) 
 
 
Ao perceber a perda do sinal entre o receptor presente na coleira e o transmissor na 
residência, é emitido na coleira um tom de alerta, “caso o animal doméstico continue a 
avançar, o receptor irá emitir um pequeno estímulo eletrostático ajustável (5 níveis) 
totalmente inofensivo ao animal de estimação” (AMICUS,2016). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
 
4 MATERIAL E MÉTODOS 
 
Com tecnologia simples e acessível, foi desenvolvida uma coleira eletrônica de uso 
em animais domésticos (cães e gatos), com alcance de comunicação entre módulos RF 
transmissor e receptor de, aproximadamente, 2 metros, que acionam um emissor ultrassônico 
quando ocorre a interpretação de sinais entre ambos. Para execução do projeto, a coleira foi 
uma das peças fundamentais para o trabalho. Logo, a escolha do material foi feita levando em 
consideração que o animal utilizará o dispositivo, praticamente, 24h. Por isso, a coleira deve 
fornecer o máximo conforto possível. Diante desse apontamento, como base acopladora do 
protótipo no animal, foi escolhida a coleira de nylon, conforme representada pela Figura 19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 19 - Modelo tradicional de nylon. 
 Fonte: Loja Canina (2016) 
 
 
A coleira de nylon possui as seguintes características: 
 
 mais discreto, fácil manuseio, mais ajustável no pescoço do animal, não ficando 
apertada ou frouxa e não interfere na movimentação do pet; 
 o nylon é um polímero que possui excelente isolação térmica e elétrica, além de 
ser resistente ao desgaste e à abrasão. 
 
4.1 Dispositivo acoplado na coleira 
 
Na coleira eletrônica foi instalado um o módulo RF 433 MHz transmissor conectado 
a um Arduino Mini. 
42 
 
 
4.1.1 RF transmissor 
 
O módulo RF transmissor efetua uma comunicação por rádio frequência com o 
dispositivo instalado na residência. No circuito, o transmissor foi utilizado sem conexão da 
antena, pois a distância de comunicação utilizada foi pequena, aproximada 2m. Mas, pode ser 
utilizado para comunicação a grandes distâncias, com limite de 200 metros. Para isso, basta 
apenas a instalação da antena. A Figura 20 mostra o módulo RF transmissor e a identificação 
dos pinos do dispositivo. 
 
 
 
Figura 20 - Módulo RF Transmissor. 
Fonte: FILIPEFLOP (2013) 
 
Este módulo transmite em uma frequência de 433MHz, com uma taxa de 
transferência de 4KB/s e funciona com tensão variante de 3,3 a 12V, o que modela a distância 
com a qual se deseja trabalhar. Para conexão desse módulo, foi necessário utilizar um 
Protoboard que foi conectado ao Arduino Mini. Esse circuito está ilustrado na Figura 21. 
 
 
 
43 
 
 
 
 Figura 21 - Circuito RF transmissor. 
 
 
Utilizou-se a porta digital 12 do Arduino Mini para ligar o DATA do RF transmissor, 
o GND da plataforma para conectar ao GND do módulo e o terminal VCC do módulo na 
porta 5V do Arduino. 
 
4.1.1.1 Programação do Arduino 
 
O Arduino utiliza um software específico para ele, o IDE, que é programado pela 
linguagem C/C++. Para melhor trabalhar com hardware ou manipular dados, existem as 
bibliotecas, que podemos acrescentar na programação para oferecer funcionalidade extra para 
utilizar esboços. Nesse protótipo foi necessário a instalação da biblioteca VirtualWire. 
A Figura 22 mostra a programação para funcionar o módulo RF Transmissor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 22 - Programação em IDE para o módulo RF Transmissor. 
44 
 
 
As linhas que mais detalham o programa são: 1, 5, 10 e a 16. A linha 1 da 
programação declara a biblioteca baixada para melhor funcionamento do programa. A linha 5 
indica a quantidade de bits por segundo. A linha 10, a mensagem a ser enviada para o 
receptor. A linha 16 aguarda o envio dos dados, ou seja, a conexão do módulo transmissor 
com o módulo receptor e o envia o total da mensagem. 
 
4.1.2 Programar no Arduino Mini 
 
O Arduino Mini é um modelo de plataforma cujo circuito de comunicação USB não 
está embutido na placa. Logo, para que fosse introduzida a programação no Mini, foi 
necessária a utilização do Arduino Uno. A Figura 23 demonstra o circuito elétrico da ligação 
entre as plataformas. 
 
 
 
 Figura 23 - Circuito da programação do Arduino Mini usando Arduino Uno. 
 
 
Para que a conexão desse certo, primeiro eu carreguei o programa referente ao 
módulo RF transmissor para o Arduino Uno, antes de fazer a ligação dos pinos, representado 
na Figura 23. Em seguida, realizei as conexões representadas pela Tabela 5. 
 
 
 
 
 
 
 
45 
 
 
 
 Tabela 5. Conexão realizada para programar o Arduino Mini utilizando o Arduino Uno 
Arduino Mini Arduino Uno 
DTR RST 
TX TX 
RX RX 
VCC +5V 
GND GND 
 
 
Para carregar o programa no Arduino Mini, foi necessário, antes de tudo, passar o 
programa para o Arduino Uno. Feito isso, são realizadas as conexões dos terminais entre as 
plataformas, como demonstrado na Figura 23 e relacionado na Tabela 5, apresentadas 
anteriormente. 
Logo após conectados pelo cabo USB do Uno, notou-se que led vermelho do Mini 
acende juntamente ao led do Uno, indicando que ele estava alimentado pelo pino 5v. Depois, 
foram realizados os seguintes passos no software oficial do Arduino: 
 
 Mudar a Placa para Arduino Pro or Pro mini; 
 Selecionar o processador como ATmega328(5V, 16MHz); 
 Selecionar programador em AVR ISP; 
 Fazer download via Programador (Ctrl+Shift+U). 
 
Em seguida, foi conectado o módulo RF transmissor na plataforma Arduino Mini. A 
ligação no Protoboard está demonstrada na Figura 24. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 24 - Conexão do módulo RF transmissor com o Arduino Mini, sendo programado 
através do Arduino Uno. 
46 
 
 
4.1.3 Sinal de Transmissão 
 
O sinal de transmissão do módulo RF, quando usado sem antena e com a tensão no 
limite mínimo de 3,3V, tem um alcance de 20m. Como o alcance desejado para este protótipo 
era de no máximo 2m, foram instalados trimpots de 100k no lugar dos resistores relacionado à 
potência e amplificação de sinal, que possuem resistência de 27KΩ cada. A Figura 25 mostra 
quais os resistores do circuito do módulo RF transmissor tiveram de ser modificados para 
diminuir o alcance. 
 
 
 Figura 25 - Resistores modificados para diminuir o alcance de sinal entre os módulos RFs. 
 Fonte: FILIPEFLOP (2013) 
 
 
4.2 Dispositivo instalado na residência 
 
No dispositivo instalado na residência para comunicação com a coleira, foi 
necessário utilizar de um módulo RF 433 MHz receptor conectado a um Arduino Nano, 
juntamente com um relé e um emissor ultrassônico. 
 
4.2.1 RF receptorO módulo RF receptor se comunica por rádio frequência com o módulo transmissor 
acoplado a coleira do animal. No circuito, o transmissor foi utilizado sem conexão da antena, 
assim como no transmissor, pois a distância de comunicação necessária para que o projeto 
funcionasse era reduzida. O módulo RF receptor segue na Figura 26, identificando os pinos 
do dispositivo. 
 
47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 26 - Módulo RF Receptor. 
 Fonte: FILIPEFLOP (2013) 
 
 
A frequência de recepção que este módulo trabalha é de 433MHz, com uma única 
tensão de operação de 5V DC, e uma corrente de operação de 4mA. Para conexão desse 
módulo, foi necessário utilizar um Protoboard o qual foi conectado ao Arduino Nano. O 
esquema elétrico está ilustrado na Figura 27. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 27: Esquema elétrico da conexão do módulo RF receptor com o Arduino Nano. 
 
 
Utilizou-se a porta digital 11 do Arduino Nano para conectar o DATA do RF 
receptor, o GND da plataforma para conectar ao GND do módulo e o VCC do RF na porta 
digital 5V do Nano. Para alimentar o dispositivo sem ser necessário a conexão com o 
computador, foi instalado uma fonte de 5V para alimentação, fazendo a ligação do lado 
positivo da fonte no pino VCC do Arduino e o lado negativo da fonte no GND da plataforma. 
 
 
48 
 
 
4.2.2 Relé 
 
O módulo relé foi instalado para acionar o emissor ultrassônico. A tensão de 
operação é de 5V DC, sendo permitido o controle de cargas de 110 / 220 V AC, operando a 
uma corrente entre 15 – 20 mA. O módulo utiliza LEDs como indicador de mudança de 
status. A Figura 28 demonstra o relé utilizado no protótipo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 28 - Módulo Relé de 1 Canal de 5V. 
 Fonte: ELETROGATE (2016) 
 
 
Para iniciar a ligação do módulo relé ao Arduino foi determinada a porta digital que 
seria utilizada. Nesse protótipo, foi escolhida a porta 7. Em seguida, foi conectado o pino de 
alimentação do módulo relé ao pino 5V do Arduino Nano e o GND do relé no GND da 
plataforma de comunicação. A Figura 29 simboliza o esquema elétrico entre o relé e o 
Arduino. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 29 - Esquema elétrico da conexão entre o módulo relé e o Arduino Nano. 
49 
 
 
4.2.2.1 Programação do Arduino 
 
A programação se divide em duas partes; a primeira é baseada na comunicação dos 
módulos RF transmissor e receptor; e a segunda na comunicação do recebimento do sinal para 
que o relé foi acionado. As linhas que detalham a programação são: 1, 3, 5, 9,11, 18, 20, 22. A 
programação está representada na Figura 30. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 30 - Programação do módulo RF transmissor junto ao relé. 
 
 
A primeira linha determina qual a biblioteca foi utilizada. A porta lógica em que o 
relé foi posicionado está demonstrada na linha 3. A linha 5 delimita o tamanho da mensagem 
a ser interpretada pela comunicação sem fio. A linha 9 determina o estado inicial do relé, que 
foi programado como apagado. A linha 11 é o primeiro passo da comunicação entre o módulo 
receptor e transmissor, ao ocorrer a comunicação a frase que foi determinada era exposta em 
no monitor serial do software: “Dados enviados com sucesso!”. O programa faz a leitura 
50 
 
 
determinada dentro da linha 18 e 20, enquanto houver a comunicação, respeitando o limite do 
tamanho da mensagem, foi exibida a mensagem encaminhada pelo transmissor no monitor 
serial, para conferência de comunicação, que diz: “Recebido: Dados enviados com sucesso!”. 
Já a linha 22 fica responsável de acionar o relé enquanto estiver recebendo o sinal de 
comunicação entre os módulos RFs. A Figura 31 é a representação do monitor serial quando 
ocorre o envio e recebimento dos dados. 
 
 
 
Figura 31 - Resposta da comunicação entre módulo RF receptor e transmissor. 
 
 
4.2.3 Ultrassônico 
 
O ultrassônico foi desenvolvido baseado no circuito integrado 555 que funciona 
como oscilador. A Figura 32 demonstra o circuito do ultrassônico desenvolvido. 
 
51 
 
 
 
 Figura 32 - Esquema elétrico de ultrassônico. 
 
 
Os materiais utilizados no circuito do ultrassônico se dividem em semicondutores, 
resistores, capacitores e outros: 
 
 Semicondutores: CI – circuito integrado 555; Q1 – transistor PNP de potência; 
D1 e D2 – diodos de silício 1N4002; 
 Resistores: R1 – 2.2KΩ; R2 – 1.5KΩ; R3 - 1KΩ; P1 – Potenciômetro Trimpot 
10KΩ; 
 Capacitores: C1 – eletrolítico 1000µF/25V; C2 – cerâmico ou poliéster 2.2ƞF; 
 T1 – Transformador com primário conforme a rede local e secundário de 
12+12V e 1ª de corrente; 
 F1 – Fusível de 1A; 
 TWeeter piezoelétrico (Alto falante) – 4/8 de 40W.; 
 Complementos: Placa de circuito integrado, cabo de força, caixa para 
montagem, suporte de fusível, chave de mudança de tensão local (110/220V), fios e solda. 
 
 A Figura 33 esboça o princípio de funcionamento de comunicação entre os módulos 
RFs, onde os dispositivos foram instalados e o alcance de comunicação, na coleira e na 
residência. 
 
 
 
 
 
 
52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 33 - Esquema da comunicação dos dispositivos. 
 Fonte: Próprio Autor 
 
 
A coleira foi desenvolvida com um sistema baseado no Módulo RF transmissor no 
Arduino Mini, já no dispositivo residencial consta o Módulo RF receptor, relé e o emissor 
ultrassônico, todos tendo o Arduno Nano como base. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISPOSITIVO 
53 
 
 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Baseado nos dados dos gastos que os donos de animais domésticos têm, para melhor 
atender as necessidades dos pets e também a influência positiva que o mercado pet possui na 
economia do país, foi desenvolvido um protótipo que dificultasse a fuga do animal doméstico 
da residência sem a companhia do dono. 
Primeiramente, foi desenvolvido o dispositivo para usar na coleira do pet. Quando 
realizada as conexões para que o transmissor entrasse em funcionamento, ocorreu um 
problema com o alcance, pois era necessário para o protótipo um alcance de no máximo 2m. 
Entretanto, as ondas de rádio são capazes de percorrer grandes distâncias enfrentando 
obstáculos, logo, mesmo reduzindo a tensão de alimentação, o menor alcance encontrado foi 
de aproximadamente 20m. Então, para resolver esse empecilho, foi instalado no lugar de dois 
resistores de 27kΩ um potenciômetro trimpot de 100kΩ. Esses potenciômetros sofreram 
variações para saber ao certo a resistência que deveria ser utilizada no Módulo Rf para que a 
comunicação entre dispositivos fossem em um alcance de no máximo 2m. Ao chegar na 
resistência de 47kΩ e 33kΩ, o protótipo alcançou a distância desejada. A Figura 34 mostra a 
montagem do módulo transmissor de rádio frequência, com a alteração dos resistores por 
trimpots realizada. Para alimentação desse sistema, conectei uma bateria de 9V. O fio positivo 
conectado ao pino RAM da plataforma Arduino Mini e o fio negativo ligado ao pino GND do 
Arduino. 
 
 
 
 Figura 34 - Módulo RF transmissor alterado e acoplado a plataforma Arduino Mini. 
54 
 
 
O desenvolvimento do protótipo na parte do módulo receptor não necessitou de 
alteração em relação ao alcance. Porém, depois de confirmada a presença da comunicação 
wireless, notou-se a necessidade de implementação de um relé para que houvesse o 
acionamento do emissor ultrassônico somente quando fosse detectado o sinal de 
comunicação. A Figura 35 representa as conexões entre os módulos adjunto ao Arduino Nano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 35 - Conexões dos módulos na plataforma Arduino. 
 
 
A partir do momento que a distância entre os dois dispositivos se igualava a 2m, 
ocorria a comunicação e na programação realizada, o receptor recebeua mensagem: “Dados 
enviados com sucesso!”, o transmissor envia as informações a cada 1000 milisegundos, que 
também foi pré-determinada na programação detalhada na Figura 19. Depois de realizada toda 
conexão, o dispositivo do módulo RF receptor foi acoplado em uma caixa de material isolante 
para melhor acabamento e segurança, conforme demonstrado pela Figura 36. 
55 
 
 
 
 Figura 36 - Dispositivo Residencial. 
 
 
Foi desenvolvido, para compor a parte do dispositivo residencial, um emissor 
ultrassônico que varia a frequência audível entre 16KHz e 20KHz. Quando o pino do trimpot 
instalado no circuito está no mínimo, é emitido um som incômodo para os seres humanos, 
mas ainda suportável pelos pets, porém, quando posicionado no seu ponto máximo, 
proporciona ao emissor uma frequência muito elevada, de 20KHz, sendo inaudível aos 
humanos, mas já proporcionando um incômodo aos animais, como gato e cachorro. A Figura 
37 mostra o emissor ultrassônico desenvolvido. 
 
 
56 
 
 
 
 Figura 37 - Emissor Ultrassônico. 
 
 
O protótipo funcionou baseado em rede wireless, no caso específico, por rádio 
frequência. Para desenvolvimento do dispositivo que foi instalado na coleira, foi utilizado a 
plataforma Arduino Pro Mini, o módulo RF transmissor e uma bateria de 9V para 
alimentação. Depois, foram desenvolvidos dois protótipos para instalação na área de acesso 
da residência, um utilizando o módulo RF receptor e o outro um emissor ultrassônico. 
Para que o módulo RF receptor entendesse o sinal encaminhado pelo RF transmissor, 
foi necessário instalá-lo em uma plataforma Arduino Nano e utilizar da programação para 
compreensão das informações. Então, quando os módulos RFs entravam em comunicação e 
troca de dados, era acionado um módulo relé que fechado o contato que estava aberto para 
energizar o emissor ultrassônico e este por sua vez emitia uma frequência de 20KHz que 
incomoda o animal e faz com que ele afaste da área de acesso a residência. 
 
 
 
 
57 
 
 
5.1 Custo do Projeto 
 
Os materiais necessários para o desenvolvimento dos dispositivos estão descritos na 
Tabela 6, representando quanto o gasto para a realização do projeto proposto nesse trabalho. 
 
 
Tabela 6: Materiais e recursos necessários para a realização do trabalho. 
Materiais Quantidade Valor Unitário (R$) Valor Total (R$) 
Coleira 1 unid. 20,00 20,00 
Kit RF (transmissor e receptor) 1 unid. 13,50 13,50 
Arduino Nano 3.0 1 unid. 9,88 9,88 
Arduino Pro Mini 1 unid. 9,48 9,48 
NE 555 1 unid. 10,00 10,00 
Trimpot 10kOhms 1 unid. 2,50 2,50 
Trimpot 100kOhms 2 unid. 2,50 5,00 
Tweeter Leson St200 1 unid. 28,00 28,00 
Diodos 1N4002 2 unid. 2,00 4,00 
Resistores 3 unid. 2,00 6,00 
Capacitores 2 unid. 2,00 4,00 
Sirene 1 unid. 20,00 20,00 
Bateria 1 unid. 5,00 5,00 
Miscelânea 20% do total 27,47 27,47 
Custo Total 164,83 
 
 
5.2 Comparação com projeto já existente no mercado 
 
Há um sistema no mercado, similar ao dispositivo proposto nesse trabalho, 
denominado de “Cerca Virtual Wireless” fabricado pela Amicus Inovações, uma empresa 
responsável pelo desenvolvimento de produtos tecnológicos para o mercado pet. 
Esta coleira funciona baseada na transmissão e recepção de sinal pelo ar (wireless), 
quando então perde a comunicação entre esses, aciona na própria coleira um tom de alerta. 
Caso o animal doméstico tente invadir ou permanecer na área determinada para que ele não 
fique, é acionado um pequeno estímulo eletrostático ajustável, considerado inofensivo ao 
animal. Para que todo o processo funcione corretamente, é necessário seguir um manual de 
adestramento que está incluso no pacote. A Tabela 7 consiste na composição do kit da cerca 
virtual. 
 
58 
 
 
 Tabela 7. Composição do pacote da Cerca Virtual Wireless 
Quantidade Componentes 
1 Transmissor Stop 
1 Receptor Stop 
2 Baterias CR2477 
1 Coleira Ajustável 
100 metros Fio Delimitador 
30 Bandeiras 
2 Bornes para Pelo Curto 
1 Bornes para Pelo Longo 
1 Lâmpada de Néon 
1 Fonte 
1 Suporte para Fixação na Parede 
1 Manual de Instalação 
1 Manual de Treinamento 
1 Certificado de Garantia 
 Fonte: PETLOVE (2016) 
 
 
O custo da cerca virtual é em média R$902,50, caso queira utilizar mais de um 
animal doméstico, é necessário adquirir mais uma coleira com dispositivo com base no 
receptor. Esta sai, em média, R$402,00. 
Em contradição, o produto proposto nesse projeto possui um custo de 5,5 vezes 
menor que o similar já existente no mercado. Como consequência, pode ser adquirido por 
famílias que não possuem uma condição financeira elevada, servindo com a mesma finalidade 
do produto de preço mais elevado, que é manter o animal doméstico em segurança. 
Outro ponto satisfatório para o dispositivo proposto nesse trabalho é a comunicação 
entre os módulos RF transmissor e receptor. Como eles acionam o emissor ultrassônico 
quando ocorre a comunicação em um raio de aproximadamente 2m, pode ser instalado em 
apartamentos e pequenas residências, sendo necessário somente delimitar essa área em torno 
do acesso do local. Esta também pode ser adquirida para mais de um pet, em uma mesma 
residência. Assim como a coleira já existente, é necessário comprar o dispositivo 
desenvolvido para ser acoplado na coleira do próprio animal de estimação, neste caso com 
custo, em média, R$31,00. 
Em caso de algum mau contato na coleira do pacote da cerca virtual wireless, o 
animal que estiver utilizando pode ficar recebendo estímulo eletrostático ou tom de alerta 
mesmo estando na área determinada para ele, confundindo o animal de onde realmente ele 
pode permanecer. Em contraposição, o projeto aqui descrito mantém o emissor ultrassônico a 
uma distância que venha a incomodar o animal, sem necessidade de estar acoplado a coleira, 
ficando mais alto caso o pet aproxime demais do local não permitido. Assim, mesmo que 
ocorra algum problema com o dispositivo, não afetará o animal de estimação. 
59 
 
 
5.3 Tentativa de usar a rede wireless RFID 
 
Antes de utilizar os módulos RF transmissor e receptor no protótipo apresentado 
nesse trabalho, pesquisei e achei viável o uso das tags RFID. O que seria instalado na coleira 
era um módulo que transmite em uma frequência de 13,56 MHz, com durabilidade de 100 mil 
ciclos, necessitando troca após atingir essa quantidade. O material ABS é a prova d’água, com 
memória de 1K byte EEPROM (768 bytes livres), que armazena dados do usuário. A Figura 
38 representa uma tag chaveiro RFID. 
 
 Figura 38 - Tag chaveiro RFID. 
 Fonte: Filipeflop (2016) 
 
 
Já no dispositivo que seria instalado na residência, seria usado o módulo leitor RFID 
para que comunicasse com o dispositivo na acoplado à coleira do animal. Este leitor funciona 
na mesma frequência que a tag, ou seja, 13,56MHz, com tensão de 3,3V. A Figura 39 mostra 
um módulo leitor RFID. 
 
 Figura 39 - Módulo RF receptor. 
 Fonte: Filipeflop (2016) 
 
Porém, quando houve a comunicação entre o módulo RFID e a tag chaveiro, a 
distância máxima alcançada entre eles foi de 10 cm, o que seria inviável para a ideia do 
60 
 
 
protótipo, pois, para projeto, é considerado um pequeno alcance. Em vista de tentar aumentar 
essa distância, foi construída uma bobina com fio de cobre e soldada no módulo leitor RFID, 
porém, não ocorreu êxito no experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
61 
 
 
6 CONCLUSÃO 
 
O rádio frequência, como a rede wireless desse trabalho, foi escolhido como forma 
de comunicação entre os dispositivos após pesquisas bibliográficas realizadas para melhor 
desenvolver o projeto. Foi uma escolha interessante pelo fato de manterem as trocas de dados, 
mesmo com presença de barreiras em curtas distâncias. Assim, a inexistência de comunicação 
entre os módulos RF transmissor e receptor é, praticamente, impossível.