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UNINORTE - CENTRO
ENGENHARIA ELÉTRICA
OZIANY MONTEIRO ALVES
CLEIDIONEY SANTA ROSA GOMES
EMELY ASSUNÇÃO MARQUES
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
USO DE ARDUINO NO PROCESSO DE MODERNIZAÇÃO DE ELEVADORES COM COMANDOS A
RELÉ
Manaus
2021
Oziany Monteiro Alves
Cleidioney Santa Rosa Gomes
EMELY ASSUNÇÃO MARQUES
USO DE ARDUINO NO PROCESSO DE MODERNIZAÇÃO DE ELEVADORES COM COMANDOS A
RELÉ
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como
requisito parcial para conclusão do curso de ENGENHARIA
ELÉTRICA da UNINORTE - CENTRO
Manaus
2021
Ficha catalográfica gerada pelo Sistema de Bibliotecas do REPOSITORIVM do Grupo SER EDUCACIONAL
M357u
Marques, Emely Assunção. 
 Uso de Arduino no Processo de Modernização de
Elevadores Com Comandos a Relé / Cleidioney Santa Rosa
Gomes, Emely Assunção Marques, Oziany Monteiro Alves. -
UNINORTE: Manaus - 2021
 12 f. : il
 Artigo Científico (Curso de Engenharia Elétrica) - Uninorte
- Centro - Orientador(es): M.sc. Elda Nunes de Carvalho,
M.sc. Lincoln Ferreira Lima
 1. Comandos. 2. Elevador. 3. Micocontrolador. 4.
Modernização. 5. Transporte. 6. Arduino. 7. Elevator. 8.
Microcontroller. 9. Modernization. 10. Programming. 
I.Título 
II.M.sc. Elda Nunes de Carvalho, M.sc. Lincoln Ferreira Lima
UNINORTE - MAN CDU - 62
USO DE ARDUINO NO PROCESSO DE MODERNIZAÇÃO DE 
ELEVADORES COM COMANDOS A RELÉ 
 
1Cleidioney Santa Rosa Gomes; 2Emely Assunção Marques; 3Oziany Monteiro 
Alves; 4Linconl Ferreira Lima; 5Elda Nunes de Carvalho 
 
1, 2, 3 Graduandos do curso de Engenharia Elétrica – Centro Universitário do 
Norte - UNINORTE 
4,5 Profs. do Curso de Engenharia Elétrica – Centro Universitário do Norte - 
UNINORTE 
 
RESUMO 
Os benefícios dos elevadores estão ligados a eficiência no deslocamento, conforto, 
segurança e ajudam na mobilidade e acessibildade de todos. Enquanto em suas 
atuais operações de comando se tem vários relés e cada função do elevador é 
controlada por um relé específico, o que demanda muito espaço físico e grande 
manutenção. A solução de modernizar os comandos utilizados em um elevador com 
comando a relé é aplicar placas de Arduíno, que são formadas por microcontroladores 
Atmel que são placas acessíveis financeiramente, seu software pode ser executado 
em diferentes sistemas operacionais, seu ambiente de programação é simples e 
objetivo e seu software e hardware são de código aberto e extensível. Realizar a 
criação de um protótipo com estrutura similar a de elevadores que seja de fácil 
execução e manutenção utilizando o Arduíno. O modelo teve um custo total de 
R$560,35 e foi executado ao longo de cinco meses. 
 
Palavras chaves: Elevador. Microcontrolador. Arduíno. 
 
INTRODUÇÃO 
Na atualidade há uma grande necessidade de agilidade unindo a qualidade 
para realizar atividades do cotidiano. O transporte é um exemplo de logística de 
deslocamento de pessoas e cargas que age diretamente na questão financeira, 
diminuindo custos administrativos e com o avanço do tempo os serviços de 
transportes vem se aprimorando e até hoje se adequando a grandes inovações 
tecnológicas para a área, além da grande variedade de opções que tem como objetivo 
promover a rapidez de deslocamento. 
Um exemplo de meio de transportes bastante utilizado é o elevador que se 
movimenta na direção vertical e é muito utilizado em prédios residenciais, centros 
comerciais e setores industriais para tornar ágil, cômodo e seguro o deslocamento de 
pessoas e cargas. As vantagens do elevador são também relacionadas a qualidade 
de vida, por exemplo, a diminuição a fadiga, seria difícil subir prédios altos e até 
arranhas céus, cada vez mais popular, principalmente para pessoas idosas, 
deficientes, pessoas com doenças respiratórias, crianças e outras. O elevador auxilia 
na segurança e na comodidade para tornar a integração das pessoas com dificuldades 
mais acessível. 
Os elevadores vêm se aperfeiçoando ao longo de mais de 150 anos desde sua 
criação oficial. Há dados que os egípcios, gregos e romanos utilizavam de sistemas e 
ferramentas que se assemelhavam com os elevadores, porém utilizando força 
humana, e foi então com o surgimento da máquina a vapor na revolução industrial foi 
possível transportar pessoas e cargas mais pesadas. Depois o tipo mais comum de 
elevadores era de sistema de manivela, até que o sistema atual modernizado foi 
substituído por sistema de automação. 
A automação ganhou destaque por permitir controlar máquinas 
automaticamente, diminuindo o tempo de produção, eliminando erros humanos, 
trazendo mais segurança, maior volume de processos, flexibilidade, qualidade, 
precisão e repetibilidade na sua atuação. É a área de automação que auxilia no 
aperfeiçoamento de novidades com modernidade. O setor de automação está em 
grande progresso, se adaptando as novas tecnologias para poder proporcionar um 
maior bem-estar as pessoas. 
E para elevadores é utilizado o comando a relé, ainda muito utilizado em 
controle de máquinas que funciona de modo rápido e flexível a soluções de 
atualização de automação elétrica e mecânica. Como opção de modernização tem o 
CLP que é um computador que diferente dos computadores comuns suporta poeira, 
sujeira, temperaturas elevadas, vibrações e ruídos. O CLP recebe informações de 
sensores e atuadores, examina os dados e aciona os dispositivos de saída conforme 
programados, ele registra dados que auxiliam no monitoramento e execução do 
processo de utilização do elevador. Enquanto no comando a relé, cada função do 
elevador é controlada por um relé específico, o que demanda muito espaço físico e, 
também, existem elevadores com os mais complexos e diversos tipos de funções 
como: pesador de carga, controle de velocidade e temperatura do motor, entre outros. 
O que demanda quantidade de relé cada vez maiores, devido a isto, surge a 
necessidade de modernização destes comandos. 
Uma outra opção para modernizar os comandos utilizados em um elevador com 
comando a relé é aplicar placas de Arduíno, que são formadas por um 
microcontroladores Atmel, e segundo o ARDUINO (2018) esses são os maiores 
benefícios para utilizar o arduíno: são placas acessíveis financeiramente, seu software 
pode ser executado em Windows, Mac OS X e Linux, seu ambiente de programação 
o IDE é simples e objetivo e seu software e hardware são de código aberto e 
extensível. O objetivo é utilizar as placas de arduíno para controlar os sistemas 
mecânicos e elétricos de um elevador substituindo os comandos a relé. 
 
RESULTADOS ESPERADOS 
 
Utilizar o microcontrolador arduíno na modernização de elevadores 
substituindo os comandos a relé. Desenvolvendo um protótipo de elevador de carga 
para aplicar o comando com arduíno e descrever os cenários de utilização do arduíno 
para o controle de elevadores, será necessário realizar testes e modificações em seus 
comandos atráves da programação no microcontrolador. 
Do modelo protótipo, partir para uma primeira modernização de um elevador 
de carga, e estudar seu funcionamento. Após este estudo, adequar o comando para 
a legislação de elevadores para Portadores de Necessidades Especiais e, novamente, 
estudar o funcionamento deste novo comando. Para então, partir para o nível mais 
elevado e de constante mudança, que são os tradicionais elevadores de passageiros, 
com as mais variadas e complexas funções. 
O que, futuramente, pode vir a ser necessário, utilizar-se da comunicação entre 
duas ou mais placas Arduino em sincronia de programação. Isto para acompanhar as 
mudanças na indústria do transporte vertical. 
 
DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 
 
3.1 Estrutura do elevador 
 
O protótipo será elaborado a partir de uma estrutura do elevador consiste em 
perfis e guias metálicos simulando estruturas constantes em elevadores reais. Será 
formado com a divisória de quatro andares que deverá exercer de forma automática 
o deslocamento vertical da cabina assim que acionado o botão correspondente ao 
respectivo andar, através de comandos de uma placa de Arduíno. 
 
Figura 1 – Estruturado elevador 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
3.2 MÁQUINA DE TRAÇÃO 
 
A máquina de tração é formada por um motor e um redutor que fornece 
movimento para a cabina e ao contrapeso através de uma polia em seu eixo onde se 
acomodarão os cabos de aço e o freio que serve para manter o elevador em repouso, 
suportando a carga quando não tem comando para a movimentação e para 
permanecer parado quando da falta de energia elétrica. Um servo motor de rotação 
continua será utilizado para fazer essa simulação no protótipo. 
 
 
 
 
Figura 2 – Máquinas de tração 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
 
 
3.3 Cabos de tração 
 
Os cabos de aço são utilizados para içar a cabina e o contrapeso e conectá-los 
a maquiná de tração de onde recebe o sentido de movimento de descida ou subida. 
Sua espessura e quantidade são calculadas de acordo com a quantidade de carga ou 
passageiros pela qual a cabina foi projetada, levando em consideração o padrão de 
70kg por passageiro para os devidos cálculos. 
 
Figura 3 – Cabos de tração 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
3.4 Cabina e contrapeso 
 
A cabina é uma caixa estruturada dentro de uma armação metálica onde pode 
ser transportados pessoas e objetos. Nessa estrutura métalica estão acoplados os 
coxins (corrediças) que servem para manter a direção do movimento deslizando nas 
guias que são fixas na estrutura do edifício. Dentro da cabina estão dispostos os 
botões de chamadas internos entre outros dispositivos eletrônicos, como: indicador 
de posição, indicador de carga, botões de alarme e interfone, entre outros. 
O contrapeso serve para balancear o peso da cabina no sentido oposto da 
máquina de tração. Este, em seu cálculo primário deve pesar cerca de 60% a mais 
que o peso da cabina vazia para compensar o seu peso em plena carga. 
 Utilizaremos uma caixa de fonte de 15x7x4cm que simula a cabina do elevador 
no protótipo construído. E o contrapeso foi feito de compensado em uma estrutura de 
alumínio para fazer a função de balancear os pesos. 
 
Figura 4 – Modelo de Cabina e Contrapeso 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
3.5 Limitador de velocidade e freio de segurança 
 
O limitador de velocidade é um dispositivo totalmente mecânico que 
acompanha a velocidade de deslocamento do elevador. Ele é composto por uma polia 
principal com aparelho de travamento, um cabo de aço ligado a cabina e uma polia 
tensora para tensionar esse cabo. Serve para evitar que a cabina atinja uma 
velocidade de 15% a 20% superior a sua velocidade nominal, caso isso ocorra é 
acionado o freio de segurança. Este serve para provocar a parada total da cabina 
nesses casos onde sua velocidade nominal é excedida. 
Estes dispositivos não serão adicionados ao protótipo devido a sua dificuldade 
de produção em pequena escala, no entanto, serão adicionados atuadores que os 
substituirão no protótipo. 
 
 
Figura 5 – Conjunto limitador de velocidade 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
3.6 Painel de comando 
 
Responsável por gerenciar as funções de um elevador contendo toda a parte 
elétrica e eletrônica de controle operacional e nele estão contidos os mais diversos 
tipos de dispositivos como relés, contatoras, placas eletrônicas, transformadores, 
disjuntores, fusíveis, inversores de frequência e demais mecanismos que auxiliam no 
controle e processamento de informações do equipamento como um todo. 
Como proposta de modernização para os equipamentos mais antigos que 
usam relés em seus comandos sugere-se neste artigo a utilização de microcontrolador 
Arduino como o modelo UNO que será utilizado no modelo. 
Figura 6 – Quadro de comando a relé 
 
Fonte: Própria (2021) 
 
3.7 Operador de porta 
 
É um equipamento que torna automática a operação de abrir e fechar as portas 
em segurança recebendo os comandos do painel de controle e nele tem sensores e 
atuadores como os limites de porta aberta que faz com que o motor do operador 
desligue quando a porta atinge sua máxima abertura, o contato PC que faz com que 
o motor do operador desligue quando atinge o ponto de fechamento completo da 
porta, a barreira eletrônica é um sensor de presença que impede que a porta inicie o 
processo de fechamento e se este processo já estiver sido iniciado ele para 
imediatamente e inicia o processo inverso. 
 
Figura 6 – Operador de portas 
 
Fonte: Elevatec, 2021. 
 
3.8 Programação 
 
Os comandos que hoje são vendidos como opção de modernização são 
bastante específicos para as configurações dos elevadores a que são destinados, não 
tendo opções de utilização em um elevador de configuração diferente. O que não 
ocorre com a utilização do microcontrolador que pode ser reprogramado para a 
utilização e diversos equipamentos com configurações diferentes, como: número de 
paradas, velocidade nominal, controle de voz, segurança em caso de incêndio entre 
outras. 
Vale ressaltar que a própria programação pode ser modernizada com o tempo, 
como a utilização de dispositivos móveis através das tecnologias Bluetooth e Wi-fi. E 
sua troca se da com baixo custo por conta do Arduíno ser um microcontrolador 
acessível. 
A programação do modelo descrito pode ser encontrado no Anexo 1 
 
3.9 Componentes periféricos 
 
Estão presentes em todas as regiões do elevador, da casa de máquinas ao 
fundo do poço. São eles sensores e atuadores que vão funcionar como parâmetros 
para a boa operação do elevador em seu deslocamento ou parada. 
O inversor de frequência é um dispositivo eletrônico capaz de variar a 
velocidade de giro de um motor de indução trifásico. O cabo de comando que serve 
para interligar as informações de poço, painel de controle e a cabina, este fica fixo até 
a metade do poço, de onde é lançado para a cabina, com um comprimento suficiente 
para alcançar teto e o fundo do poço nos movimentos da cabina até as suas 
extremidades máximas de viagem. 
As botoeiras estão presente na cabina e em toda a extensão do poço pelo lado 
de fora do pavimento para sinalizar as chamadas efetuadas, em geral possuem 
indicadores de posição que mostram o pavimento onde o elevador se encontra 
parado. Sendo essas separadas por chamadas de cabina, atendidas 
preferencialmente no sentido em que o elevador está se movimentando, e no 
pavimento geralmente são programadas para serem atendidas no sentido de descida. 
As botoeiras de manobra estão dispostas uma em cima da cabina e outra agregada 
ao painel de controle e servem para controlar a movimentação do elevador em modo 
de inspeção para a efetivação da manutenção. Quando utilizadas elas bloqueiam 
todas as chamadas. 
O seletor é um conjunto de dispositivos, sensores ou atuadores, que servem 
para indicar o endereçamento de cada pavimento. 
As molas de impacto são posicionadas no fundo do poço e posicionadas em 
posição central uma abaixo da cabina e outra abaixo do contra peso com a função de 
amortecer um possível impacto da queda cabina de uma pequena altura onde não é 
possível a atuação do limitador de velocidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CRONOGRAMA DE CUSTOS 
 
Componente Quantidade Valor 
Kit chave de precisão 1 R$ 15,00 
Sensor seguidor de linha B/P 4 R$ 60,00 
LED 5mm difuso vermelho 20 R$ 12,00 
LED cristal 5mm amarelo 30 R$ 12,00 
LED cristal 5mm azul 5 R$ 2,00 
LED cristal 5mm branco 5 R$ 2,00 
LED cristal 5mm verde 5 R$ 2,00 
Descascador de fio portátil 1 R$ 10,95 
Kit cabo Jumper M/F 20cm 50 R$ 23,00 
Kit cabo Jumper F/F 20 R$ 10,00 
Kit cabo Jumper M/M 20cm 10 R$ 5,00 
Protoboard 170 furos 1 R$ 26,40 
Bateria 9V LIVCAT 6F22M 1 R$ 5,00 
Fonte chaveada 9V 250MA 1 R$ 15,00 
Clips bateria 9V arduino 1 R$ 2,50 
Filtro de linha 6 tomadas bivolt 1 R$ 25,00 
 
Componente Quantidade Valor 
Protoboard 400 furos 1 R$ 18,00 
Resistor 1/4W 5% 220R 25 R$ 5,00 
Resistor 1/4W 5% 100R 5 R$ 1,00 
Alicate Serie Hikari 500HK-50 1 R$ 27,50 
Micro Servo Motor MG9D metal 360 1 R$ 32,00 
Driver motor ponte H L298N 1 R$ 29,5 
Caixa organizadora plástica com tampa 20 divisões 1 R$ 38,00 
Arduino UNO R3 com cabo USB 1 R$ 68,00 
Botãopush botton chave tactil 6x6x5mm 4 R$ 1,00 
Chave push bottom sem trava 4 R$ 16,00 
Chave micro switch 3T 5A 17mm com roda PT 2 R$ 8,00 
Chave micro switch 3T 5A 250V com curva 2 R$ 8,00 
Chave gangorra 2T 8ª 250V 1 R$ 4,00 
Potenciômetro linear de 5K 1 R$ 4,50 
Knob para potenciômetro 1 R$ 3,00 
Ferro de solda HK Plus SC-40 Hiraki 34W 1 R$ 44,00 
Filtro de linha 6 tomadas bivolt 1 R$ 25,00 
CUSTO TOTAL = R$ 560,35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 
 
Atividades Jan Fev Mar Abr Mai Jun 
Discussão em função da 
determinação dos objetivos 
X 
Elaboração do protótipo X X X X X 
Localização e identificação das 
fontes de obtenção de dados e 
docuementos 
 X 
Redação do artigo X X X X X 
Revisão do artigo e protótipo X 
Entrega do artigo X 
Defesa X 
 
REFERÊNCIAS 
 
BBC (Brasil). Quão comuns são acidentes com elevadores?. BBC NEWS, [S. l.],p. 1-
1, 23 nov. 2018. Disponível em: https://g1.globo.com/mundo/noticia/2018/11/23/quao-
comuns-sao-acidentes-com-elevadores.ghtml. Acesso em: 8 abr. 2021 
 
MACHADO, LEONARDO CARDOSO. ELEVADOR PARA DESLOCAMENTO DE 
PEQUENAS CARGAS. 2016. MONOGRAFIA (ENGENHARIA MECÂNICA) - UNIVERSIDADE 
FEDERAL FLUMINENSE, [S. L.], 2016. DISPONÍVEL EM: 
HTTPS://APP.UFF.BR/RIUFF/BITSTREAM/1/1785/1/LEONARDOCARDOSOMACHADOSEMASSIN
ATURA.PDF. ACESSO EM: 6 ABR. 2021. 
 
SGORLA, GEANCARLO. PROPOSTA DE ADEQUAÇÃO DE ELEVADOR DE 
CARGA DE ACORDO COM AS NORMAS DO MINISTÉRIO DO TRABALHO E 
EMPREGO. 2018. Monografia (Especialista na Pós-Graduação em Engenharia de 
Segurança no Trabalho) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, [S. l.], 2018. 
Disponível em: 
http://riut.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/20356/1/porpostacarganormasemprego.pdf. 
Acesso em: 10 abr. 2021. 
 
WEISS, CHARLES; GASPARIN, DEIZI DAIANE; SCHLING, EDER 
PERIN. AUTOMAÇÃO DE UM PROTÓTIPO DE ELEVADOR INDUSTRIAL 
DIDÁTICO. 2011. Monografia (Tecnólogo em Manutenção Industrial) - Universidade 
Tecnológica Federal do Paraná, [S. l.], 2011. Disponível em: 
http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/554/1/MD_COMIN_2011_2_09.p
df. Acesso em: 9 abr. 2021. 
 
WHAT is Arduino?. [S. l.], 5 fev. 2018. Disponível em: 
https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction. Acesso em: 8 abr. 2021. 
 
 
Anexo 1 - Programação 
#include <PushButton.h> 
#include <Servo.h> 
 
#define pinBotaoT 2 
#define pinBotao1 3 
#define pinBotao2 4 
#define pinBotao3 5 
 
#define pinSensorT 6 
#define pinSensor1 7 
#define pinSensor2 8 
#define pinSensor3 9 
 
#define nivelSensor LOW 
 
#define pinServo 12 
#define servoParado 90 
#define servoSobe 115 
#define servoDesce 77 
#define servoSobeLento 108 
#define servoDesceLento 82 
 
#define velocidadeLenta 15 
#define velocidadeMedia 20 
#define velocidadeRapida 30 
 
 
PushButton botaoT(pinBotaoT); 
PushButton botao1(pinBotao1); 
PushButton botao2(pinBotao2); 
PushButton botao3(pinBotao3); 
 
Servo motor; 
 
byte andarChamado = 9; //Número do Andar que Foi Chamado. O número 9 significa que nenhum andar 
foi chamado. 
unsigned long delayTempo; 
 
byte andar(); 
 
void setup() { 
 Serial.begin(9600); 
 
 pinMode(pinSensorT, INPUT); 
 pinMode(pinSensor1, INPUT); 
 pinMode(pinSensor2, INPUT); 
 pinMode(pinSensor3, INPUT); 
 
 motor.attach(pinServo); 
} 
 
void loop() { 
 botaoT.button_loop(); 
 botao1.button_loop(); 
 botao2.button_loop(); 
 botao3.button_loop(); 
 
 if (andarChamado == 9) { 
 //Se nenhum andar foi chamado 
 
 if (botaoT.pressed()) { 
 andarChamado = 0; 
 delayTempo = millis(); 
 } 
 
 if (botao1.pressed()) { 
 andarChamado = 1; 
 delayTempo = millis(); 
 } 
 
 if (botao2.pressed()) { 
 andarChamado = 2; 
 delayTempo = millis(); 
 } 
 
 if (botao3.pressed()) { 
 andarChamado = 3; 
 delayTempo = millis(); 
 } 
 
 if (andar() != 9) { 
 //Se o elevador se encontra num andar identificado, para o elevador 
 motor.write(servoParado); 
 } 
 
 if (andar() == 9) { 
 //Se o elevador se encontra fora de um andar, posiciona o elevador no andar abaixo 
 motor.write(servoDesceLento); 
 } 
 } else { 
 //Se um andar foi chamado 
 
 if (andar() != 9) { 
 if (andarChamado > andar()) { 
 //Sobe o elevador se ele esta abaixo do andar chamado 
 motor.write(servoSobe); 
 } 
 
 if (andarChamado < andar()) { 
 //Desce o elevador se ele esta acima do andar chamado 
 motor.write(servoDesce); 
 } 
 
 if (andarChamado == andar()) { 
 //Se chegou no andar, para o elevador 
 if ((millis() - delayTempo) > 200 ) { 
 motor.write(servoParado); 
 andarChamado = 9; 
 } 
 } 
 } 
 } 
 
 Serial.println(andarChamado); 
 
} 
 
byte andar() { 
 if (digitalRead(pinSensorT) == nivelSensor) { 
 return 0; 
 } else if (digitalRead(pinSensor1) == nivelSensor) { 
 return 1; 
 } else if (digitalRead(pinSensor2) == nivelSensor) { 
 return 2; 
 } else if (digitalRead(pinSensor3) == nivelSensor) { 
 return 3; 
 } else { 
 return 9; 
 } 
}