relatorio smarthouse

ALEX SOUZA SILVA GABRIEL TORRES DA SILVA

GUILHERME CAVALCANTE DE MORAES E SILVA HERYK PRADO MARTINS

RAFAEL GIALORENÇO SGOBBI

SMARTHOUSE

SÃO CARLOS

2014

ALEX SOUZA SILVA

GABRIEL TORRES DA SILVA

GUILHERME CAVALCANTE DE MORAES E SILVA

HERYK PRADO MARTINS

RAFAEL GIALORENÇO SGOBBI

SMARTHOUSE

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro Paula Souza – ETEc Paulino Botelho para obtenção do título de Técnico em Mecatrônica. Professor Responsável: Frederico Jurgensen Junior.

Data da aprovação: __/__/2014.

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Professor Unidade de Ensino

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SÃO CARLOS

2014

DEDICATÓRIA

Aos nossos amigos, familiares e também aos professores que de alguma forma nos ajudaram e nos deram confiança para continuar e batalhar pelos nossos objetivos, e principalmente ao nosso grupo pelo empenho, comprometimento, união e amizade.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus aos nossos familiares, que sempre nos apoiaram, e nos ajudaram a trilhar o caminho certo. À escola Etec Paulino Botelho pela oportunidade de um novo aprendizado, e todo suporte. A todos os amigos, que fizeram do curso ainda mais especial, e deixarão saudades. E aos nossos professores, que se dedicaram em nos passar um pouco de seus conhecimentos, orientações e conselhos.

RESUMO

Nosso projeto foi desenvolvido com base na “domótica”, uma tecnologia diretamente ligada ao ato de automatizar, ou seja, realizar ações rotineiras de uma residência de forma automática. O projeto consiste em automatizar uma residência (maquete). Nosso projeto é controlado através da internet, portanto é possível controlá-lo, ao ser conectado ao servidor, utilizando computadores, tablet, celulares que tenham conexão com a internet. Com o sistema pronto, é possível abrir o portão da garagem, lâmpadas, irrigação do jardim, ventilador, temperatura, umidade do ar, consumo de energia elétrica e o sistema de segurança (câmera e alarme). Todavia o projeto pode ser facilmente ampliado, tornando possível o uso de vários sensores, além da implantação de novas saídas, de acordo com cada necessidade.

Palavras chaves: automação, casa inteligente, tecnologia.

ABSTRACT

Our project was developed based on home automation, technology directly linked to the act of automating, that is, being controlled automatically. The project consists in automation of some of the residential areas. Much of our design is controlled through the internet, so it is possible control it by connecting to the server, using any type of device that has internet connection. Example: SmartPhone. With the system ready, you can control your garage door, lights, garden irrigation, fan, temperature, air humidity, consumption of electricity and the security system (camera and alarm). However the project can be easily expanded, making possible the use of several sensors, addition the implementation of new outlets, to suit every need.

Keywords: Automation, smart home technology.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

IMAGEM 1 - SISTEMA BIOLÓGICO VERSUS SISTEMA MECATRÔNICO ................................... 12

IMAGEM 2 - ARDUINOMEGA ......................................................................................... 15

IMAGEM 3 – TELA DO SOFTWARE DO ARDUINO .............................................................. 17

IMAGEM 4 – FRENTE DO ETHERNET SHIELD ................................................................... 21

IMAGEM 5 - SHIELD RELÉ ............................................................................................. 22

IMAGEM 6 - SINAL DE SAÍDA DE DADOS DO DHT11 ......................................................... 23

IMAGEM 7 - SENSOR DHT11 ....................................................................................... 24

IMAGEM 8 – SENSOR PIR ........................................................................................... 25

IMAGEM 9 -BUZZER ..................................................................................................... 25

IMAGEM 10 - SENSOR DE CORRENTE SCT013 .............................................................. 26

IMAGEM 11- REPRESENTAÇÃO DE PULSOS .................................................................... 27

IMAGEM 12 - MINI SERVO MOTOR SG90 ...................................................................... 28

IMAGEM 13 -MINI BOMBA ............................................................................................. 28

IMAGEM 14 - PLANTA DA MAQUETE .............................................................................. 30

IMAGEM 15 - BASE DA MAQUETE .................................................................................. 31

IMAGEM 16 - MONTAGEM DA MAQUETE ......................................................................... 31

IMAGEM 17 - FUNIL DO JARDIM ..................................................................................... 32

IMAGEM 18 - MAQUETE PRONTA SEM ACABAMENTO........................................................ 32

IMAGEM 19 - MAQUETE PRONTA ................................................................................... 33

IMAGEM 20 - TELA DO SISTEMA ONLINE ......................................................................... 67

IMAGEM 21 - MONTAGEM DO HARDWARE (FRITZING) ...................................................... 68

IMAGEM 22 - CIRCUITO IMPRESSO (FRITZING) ............................................................... 69

IMAGEM 23 - CIRCUITO IMPRESSO TRANSPORTADO PARA A PLACA ................................... 69

IMAGEM 24 - CORROENDO A PLACA COM ÁCIDO PERCLORETO ......................................... 70

IMAGEM 25 - PLACA CORROÍDA .................................................................................... 70

IMAGEM 26 - IMAGEM DETALHADA DA MAQUETE ............................................................. 71

IMAGEM 27 - IMAGEM DETALHADA DA PLACA .................................................................. 72

IMAGEM 28 - TELA DO SISTEMA DETALHADO .................................................................. 72

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 9

1 OBJETIVOS ...................................................................................................... 10

1.1 Objetivos Específicos ............................................................................... 10

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................ 10

2.1 Mecatrônica ............................................................................................... 10

2.3 Domótica.................................................................................................... 14

2.4 Plataforma De Desenvolvimento: Hardware Livre, ARDUINO................ 15

2.5 Software ..................................................................................................... 17

2.6 Linguagem de programação voltada para web ....................................... 18

2.6.1 HTML .................................................................................................................. 18

2.6.2 CSS ..................................................................................................................... 18

2.6.3 AJAX .................................................................................................................. 19

2.7 ETHERNET SHIELD W5100 ...................................................................... 19

2.8 Relé Shield ................................................................................................. 21

2.9 Sensor DHT11 ........................................................................................... 22

2.10 Sensor PIR ................................................................................................. 24

2.11 Buzzer Arduino.......................................................................................... 25

2.12 Sensor de Corrente SCT013 ..................................................................... 26

2.13 Servo Motor ............................................................................................... 27

2.14 Mini Bomba ................................................................................................ 28

3 PROJETO ......................................................................................................... 29

3.1 Desenvolvimento do Projeto .................................................................... 29

3.2 A Maquete .................................................................................................. 30

3.3 Programação ............................................................................................. 33

3.4 Confecção da Placa .................................................................................. 68

3.5 Desenhos detalhados ............................................................................... 71

4 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 74

4.1 Ensaios ...................................................................................................... 74

4.2 Conclusão.................................................................................................. 74

4.3 Sugestões .................................................................................................. 74

BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 75

9

INTRODUÇÃO

Desde a criação da roda (existem registros de que a humanidade já o utiliza

há mais de 7.500 anos), o homem sempre vem criando soluções para facilitar a sua

vida. Um dos aspectos que diferenciam os humanos de outras criaturas do reino

animal é a capacidade de lidar com situações de maneira criativa. Com a chegada

da computação ajudou a evoluir ainda mais a vida do ser humano deixando-a mais

rápida e eficiente. Agora você já se imaginou chegando em sua casa após um dia de

trabalho, com um simples clique em seu smartphone, preparar seu banho ligando a

hidromassagem, deixando a água com temperatura do seu agrado, ouvindo uma

música ambiente podendo controlar o volume e mudando de música com comandos

de voz, ao sair do banheiro, ligar o micro-ondas para esquentar o seu jantar, ligar e

desligar as luzes com o celular, seria ótimo não é mesmo. É um equívoco pensar

que tudo isso é pura imaginação, mas hoje temos algumas tecnologias para

transformar algum desses pensamentos em realizada. O sistema que antes era

utilizado exclusivamente nos ambientes corporativos das indústrias passou a ser

projetados e utilizados também nos ambientes domésticos. Com a ajuda da

domótica, que é uma nova tecnologia que consiste em um sistema único capaz de

controlar todos os ambientes de uma casa através de um celular, computador ou

outro dispositivo, podendo controlar a luminosidade do ambiente, som, segurança,

obter temperatura e a umidade, entre outras. Tudo isso é voltado para bem-estar e

conforto em uma residência.

10

1 OBJETIVOS

O desenvolvimento do projeto tem o objetivo de facilitar a vida de pessoas

que passam muito tempo ocupadas com a rotina diária e cansativa.

1.1 Objetivos Específicos

O projeto tem como principal finalidade de ser implantado em residências,

com ajuda da internet, onde será possível automatizar alguns ambientes,

controlando luzes, portão da garagem, ventilador entre outras também é possível

coletar informação de temperatura e consumo de energia, tudo em tempo real e em

qualquer lugar.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Mecatrônica

O nome vem da união das palavras “mecânica” e “eletrônica”, e de fato, a

mecatrônica é a união da tecnologia mecânica com a eletrônica, com um pequeno

toque de informática.

Segundo o Comitê Assessor para Pesquisa e Desenvolvimento Industrial da

Comunidade Europeia (IRDAC), "Mecatrônica é a integração sinergética da

engenharia mecânica com a eletrônica e o controle inteligente por computador no

projeto de processos e de manufatura de produtos". Dessa forma, a mecatrônica

enfatiza o gerenciamento e o controle da complexidade dos processos de indústrias

que exigem ferramentas sofisticadas para gerar em tempo real seus diversos

processos integrados.

A mecatrônica já está sendo considerada ciência e com ela podemos

automatizar diversos processos manuais, ou até mesmo melhorar outros. Como

envolve a mecânica, ela está diretamente ligada à hidráulica e pneumática.

Uma de suas grandes vantagens são a versatilidade, e a combinação de

processos mecânicos com eletrônicos abre um grande leque de possibilidades e

11

utilização em diversas áreas, principalmente na indústria. E é claro que não

podemos esquecer a robótica.

Um engenheiro, ou técnico, mecatrônico tem uma boa escolha de onde, e

com o que, trabalhar, ainda mais com o mercado em expansão. Engenheiros

mecatrônicos podem até mesmo servir como um trunfo: antes onde era necessário

um mecânico e um eletrônico, agora podem ser substituídos por apenas um

mecatrônico, o que faz determinadas empresas preferirem contratar um

engenheiro/técnico dessa área.

A atuação no mercado de trabalho é normalmente em indústrias,

automatizando processos, melhorando outros ou com a manutenção das máquinas.

Alguns podem até ser mais ousados, ou espertos, e não se limitar a isso: eles

próprios decidem criar suas máquinas, mecanismos, dispositivos, etc. Criando-se

algo realmente necessário e útil, pode fazer o Engenheiro/técnico vender sua ideia

por muito dinheiro!

12

Imagem 1 - Sistema biológico versus sistema mecatrônico (Fonte: www.ebah.com.br/content/ABAAAAT88AA/apostila-robotica )

2.2 Automação

Resumidamente automação é sistema de aplicações técnicas,

computadorizadas, ou mecânicas, que diminui a mão-de-obra e aumenta a

produtividade, reduzindo custos e mais eficaz principalmente numa linha de

produção.

Também pode ser definida como um conjunto de técnicas que podem ser

aplicadas sobre um processo objetivando torná-lo mais eficiente, ou seja

maximizando a produção com menor consumo de energia, menor emissão de

resíduos e melhores condições de segurança, tanto humana e material quanto das

informações inerentes ao processo.

A automação pode ser dividida em alguns ramos principais:

Automação industrial - A automação industrial de uma máquina/processo

consiste essencialmente em escolher, de entre as diversas tecnologias que se

13

encontram ao nosso dispor, as que melhor se adaptam ao processo a desenvolver e

a melhor maneira de as interligar para garantir sempre a melhor relação

custo/benefício. A automação industrial é normalmente dividida em 3 níveis:

Nível de Campo - constituído pelos elementos a controlar (ex:Motores) e

pelos elementos de detecção (ex:Sensores)

Nível de Controlo - Como o próprio nome indica, é o nível onde se encontram

os elementos que vão controlar o processo (ex: Autómatos)

Nível de Supervisão - É composto pelos programas de interface homem-

máquina e aquisição de dados (este Outro ponto importante quando se faz a

automação de uma máquina/processo é pensar no futuro, pensar que as

funcionalidades iniciais de uma máquina/processo, na maioria dos casos,

podem estar muito longe das que esta vai ter no futuro.

Automação comercial - Ramo da automação onde ocorre a aplicação de

técnicas específicas na otimização de processos comerciais, geralmente utilizando-

se mais software do que hardware, tais como: sistemas controle de estoques, contas

a pagar e receber, folha de pagamentos, identificação de mercadorias por códigos

de barras ou por rádio frequência RFID, etc.

Automação Residencial - Aplicação das técnicas de automação para

melhoria no conforto e segurança de residências e conjuntos habitacionais, tais

como: Controle de acesso por biometria, porteiro e portões eletrônicos, circuitos

Fechados de Televisão (CFTV), controle de luminosidade de ambientes, controle de

umidade, temperatura e ar condicionado (HVAC), etc.

Atualmente, a automação está presente em diferentes níveis de atividades do

homem, desde as residências, no trânsito, através de sistemas de controle de

tráfego e sinalização, nos edifícios comerciais, processos de compra, venda e

transporte de bens, processos industriais primários e secundários, e até nas

jornadas espaciais.

14

2.3 Domótica

Domótica é uma tecnologia recente e é responsável pela gestão de todos os

recursos habitacionais. Este termo nasceu da fusão da palavra “Domus” (latim), que

significa casa, com a palavra “Robótica”, que está ligada ao ato de automatizar, isto

é, realizar ações de forma automática.

Esse conceito de automação, vem no seguimento de encontrar soluções que

deem respostas à necessidade do homem de querer realizar o mínimo esforço nas

atividades diárias e rotineiras. Assim a domótica, para além de introduzir conforto e

melhoria de vida aos seus utilizadores, introduz ainda novos conceitos, tais como

comunicação e segurança.

Naturalmente que este melhoramento de vida e comodidade apenas se

consegue associando tecnologia. Mas também importante é que a utilização dessa

tecnologia seja fácil ao utilizador comum.

A domótica consegue ir de encontro a essa linha de raciocínio, tendo dado

grandes passos para melhorar a vida do ser humano.

Apesar de ainda ser pouco conhecida e divulgada, pelo conforto e

comodidade que pode proporcionar, a domótica promete vir a ter muitos adeptos

face ao crescimento de projetos com estas soluções de automatização.

A domótica utiliza e associa as vantagens dos meios eletrônicos e

informáticos, de forma a obter uma utilização e uma gestão integrada dos diversos

equipamentos de um edifício, quer seja residencial ou comercial. Para o

manuseamento do sistema poderá fazê-lo de acordo com as suas próprias

necessidades ou poderá optar por um manuseamento mais ou menos automático.

No funcionamento passivo, um elemento reage só quando lhe é transmitida

uma ordem, dada diretamente pelo utilizador, utilizando por isso os recursos

disponíveis: botão de pressão, painéis tácteis, telecomandos.

No funcionamento automático, mais avançado e com mais inteligência, o

sistema não só interpreta parâmetros, como reage às circunstâncias (informação

que é transmitida pelos sensores), por exemplo, detectar que uma janela está aberta

e avisa o utilizador, ou que a temperatura está a diminuir e ligar o aquecimento.

Por fim, a facilidade do controle remoto e do acesso às funções vitais da casa,

através da Internet ou do celular deixa de ser uma utopia para ser uma realidade dos

nossos dias.

15

Os benefícios de ter Domótica em sua casa com valências modernas e

eficazes, além de estar a aumentar o seu nível de conforto está a valorizar o seu

empreendimento, quer como construtor para vender ou no mínimo ter uma pré-

instalação que permite oferecer essa opção aos seus residentes. Os predicados da

domótica permitem que a sua casa seja:

Mais moderna;

Mais prática e fácil de usar;

Mais fácil de controla;

Mais econômica energeticamente;

Mais segura.

2.4 Plataforma De Desenvolvimento: Hardware Livre, ARDUINO

Imagem 2 - ArduinoMega (Fonte: www.arduino.cc )

O que é arduino?

Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica open source (o

software, hardware e todo material são livres), criado por Massimo Banzi e David

Cuartielles em 2005 com objetivo de permitir o desenvolvimento de controle de

16

sistemas interativos, de baixo custo e acessível a todos. O projeto foi criado

pensando em artistas e amadores, ou seja, não é necessário ter conhecimentos

prévios em eletrônica ou programação para iniciar-se no mundo Arduino.

Com o Arduino é possível também enviar e receber informações de

praticamente qualquer outro sistema eletrônico. Existe diversos modelos de arduino,

como o arduinoduemilanove, arduinomega 2560.

Arduino mega 2560

O ArduinoMega 2560 é uma placa de micro controlador baseada no

ATmega2560 (datasheet). Ele possui 54 pinos de entradas/saídas digitais, 16

entradas analógicas, 4 UARTs (portas seriais de hardware), um oscilador de cristal

de 16 MHz, uma conexão USB, uma entrada de alimentação, uma conexão ICSP e

um botão de reset. Ele contém tudo o que é necessário para dar suporte ao micro

controlador; basta conectar a um computador com um cabo USB ou a uma fonte de

alimentação e já está pronto para começar. O mega é compatível com a maioria dos

shields desenhados para os Arduino Uno, Duemilanove e para o Diecimila. Possui

ainda o dobro de memória do antigo ArduinoMega.

Especificações técnicas

MicrocontroladorATmega1280

Tensão de funcionamento 5V

Tensão de entrada (recomendado) 7-12V

Tensão de entrada (limites) 6-20V

Digital I / O pins 54 (dos quais 15 oferecem saída PWM)

Pinos de entrada analógica 16

Corrente DC por I / O Pin 40 mA

Corrente DC 3.3V para Pin 50 mA

Memória Flash 128 KB dos quais 4 KB usados pelo bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Velocidade do relógio 16 MHz

17

2.5 Software

Quando tratamos de software na plataforma do Arduino, podemos referir-nos:

ao ambiente de desenvolvimento integrado do Arduino e ao software desenvolvido

por nós para enviar para a nossa placa. O ambiente de desenvolvimento do Arduino

é um compilador gcc (C e C++) que usa uma interface gráfica construída em Java.

Basicamente se resume a um programa IDE muito simples de se utilizar e de

estender com bibliotecas que podem ser facilmente encontradas. As funções da IDE

do Arduino são basicamente duas: Permitir o desenvolvimento de um software e

enviá-lo à placa para que possa ser executado. O software pode ser baixado

diretamente do site arduino.cc, por ser open source, é gratuito.

Imagem 3 – Tela do Software do Arduino (Fonte: www.codingcolor.com)

18

2.6 Linguagem de programação voltada para web

2.6.1 HTML

HTML é uma das linguagens que utilizamos para desenvolver websites. O

acrônimo HTML vem do inglês e significa Hypertext Markup Language ou em

português Linguagem de Marcação de Hipertexto.

O HTML é a linguagem base da internet. Foi criada para ser de fácil

entendimento por seres humanos e também por máquinas, como por exemplo o

Google ou outros sistemas que percorrem a internet capturando informação.

2.6.2 CSS

CSS é o acrônimo de Cascading Style Sheets que em português seria algo

como “folhas de estilo em cascata”. É uma especificação que define como os

elementos que compõem uma página, um documento ou aplicação Web serão

exibidos.

Quando falamos de acessibilidade, performance e manutenção, tem-se como

princípio fazer separação do conteúdo, da interatividade e da apresentação de um

site ou aplicação web. O CSS desempenha um grande papel na camada da

apresentação.

A forma certa de publicar um documento web é seguindo uma estrutura

semântica. O CSS traz toda a informação do layout, isto é, cores, posicionamento,

fontes, tamanhos e imagens de fundo, enquanto o HTML deve fornecer uma

“arquitetura” para o conteúdo. O suporte a CSS pelos navegadores de hoje é bem

sólido, mas teve um início tímido, sendo inicialmente suportado pelo navegador

Netscape. A primeira versão da especificação foi lançada em 1996 e uma segunda

versão publicada em 1998 mas até 2009 nem todos os navegadores em uso

suportavam plenamente seus recursos. Uma nova versão da especificação está em

desenvolvimento e felizmente os navegadores mais recentes já estão testando-a.

Como o navegador Internet Explorer demorou a suportar todos os recursos do

CSS, web developers e web designers utilizavam tabelas para montar a estrutura

das páginas e toda a informação de estilo ficava junto do conteúdo. Com a melhoria

das velocidades de internet (em tempos de conexão discada), foi possível adotar

19

layouts mais complexos e modernos, ainda usando tabelas. Criou-se um mito de que

projetos utilizando CSS eram muito simples, limpos e” quadrados”. Este mito foi

desvendado quando outros navegadores entraram em uso e o suporte às novas

especificações foi implementado no Internet Explorer. Outro fator que contribuiu

muito para a adoção das novas tecnologias para CSS foi o crescimento no uso de

internet mobile em que as páginas precisam ser leves e o conteúdo apresentado de

forma correta em diferentes dispositivos, o que não seria possível com tabelas.

2.6.3 AJAX

AJAX é acrônimo em língua inglesa de "Asynchronous Javascript and XML",

que em português significa "Javascript e XML Assíncronos". Designa um conjunto de

técnicas para programação e desenvolvimento web que utiliza tecnologias como

Javascript e XML para carregar informações de forma assíncrona.

O desenvolvimento em AJAX permite a criação de páginas mais criativas e

com maior interação com o usuário. A sua utilização foi importante para a criação do

conceito Web 2.0. que tornou a experiência do usuário mais interessante e

proveitosa.

Alguns serviços do Google como o Gmail, Google Earth e Google Maps

fazem uso das ferramentas AJAX.

Ao usar AJAX no desenvolvimento de serviços para web, a informação é

carregada de maneira mais simples e precisa. O usuário não precisa aguardar que a

página seja totalmente recarregada quando faz uma requisição, pois o servidor só

irá retornar os dados relevantes, reduzindo o tráfego de dados pela rede.

2.7 Ethernet Shield W5100

O Arduino Ethernet Shield conecta o Arduino à internet em poucos

minutos. Basta ligar este módulo a sua placa Arduino, conecte-o à sua rede com

um RJ45 (cabo) e seguir algumas instruções simples para começar a controlar

através da internet. Como sempre acontece com Arduino, cada elemento da

plataforma - hardware, software e documentação - está disponível gratuitamente e

de código aberto. Isso significa que você pode saber exatamente como ele é feito e

usar o seu projeto como ponto de partida para os seus próprios circuitos.

20

O Arduino Ethernet Shield baseia-se na Wiznet W5100chip de ethernet. Ele

suporta até quatro conexões de soquete simultâneas. O escudo ethernet conecta a

uma placa Arduino usando fios de finalização longos que se estendem através do

escudo. Isso mantém a pinagem intacto e permite que outro escudo possa ser

empilhado em cima.

A mais recente revisão da placa expõe a pinagem 1.0 em rev 3 da placa

Arduino UNO.

Há um slot para cartão micro-SD de bordo, que pode ser usado para

armazenar arquivos para servir através da rede. É compatível com a Arduino Uno e

mega. O leitor de cartão microSD é acessível através da Biblioteca SD.

O escudo também inclui um controlador de reposição, para garantir que o

módulo Ethernet W5100 seja redefinida corretamente em alta voltagem. O escudo

atual tem um poder Ethernet (mais PoE módulo) projetado para extrair energia a

partir de um cabo Ethernet convencional par trançado.

Características:

Requer uma placa Arduino

5V Tensão de operação

Controlador Ethernet: W5100 com buffer interno 16K

Velocidade de conexão: 10/100 Mb

Conexão com o Arduino na porta SPI

Baixa ondulação de saída e ruído (100mVpp)

O Arduino se comunica tanto com o W5100 e o cartão SD usando o

barramento SPI. Esta é nos pinos digitais 10, 11, 12 e 13 no Uno e pinos 50, 51 e 52

sobre os mega. Em ambas as placas, pino 10 é usado para selecionar o W5100 e o

pino 4 para o cartão SD. Estes pinos não podem ser utilizados. Sobre os mega, o

pino SS hardware, pino 53, não é usado para selecionar o W5100 ou o cartão SD,

mas deve ser mantido como uma saída ou a interface SPI não vai funcionar.

Com o compartilhamento de W5100 e SD card do barramento SPI, somente

um pode estar ativo de cada vez. Se você estiver usando ambos os periféricos em

seu programa, eles devem ser cuidados pelas bibliotecas correspondentes. Se você

não está usando um dos periféricos em seu programa, no entanto, você vai precisar

para desmarcá-la explicitamente. Para fazer isso com o cartão SD, coloque o pino 4

como uma saída e escrever uma alta para ele. Para o W5100, definir pino digital 10

como uma saída de alta.

21

O Ethernet Shield utiliza das seguintes portas do arduino:

Porta 0 e 1 - TX e RX

Porta 4 - Comunicação Micro SD

Porta 10 - é usado para selecionar o W5100

Porta 11 - bus SPI (através do ICSP)



Imagem 4 – Frente do Ethernet shield ( Fonte: www.arduino.cc )

2.8 Relé Shield

O Shield Relé é um módulo compatível com Arduino, possui 4 relés

mecânicos que fornecem uma maneira fácil de controlar altas tensões. O shield relé

pode ser controlado diretamente pelo Arduino.

Funcionamento:

Alimente com tensão positiva 5VDC o pino VCC e ligue o GND ao terra

(Comum/Negativo).

22

O Módulo possui quatro entradas: IN1, IN2, IN3 e IN4 cada uma controla um

relé, e para aciona-lo, basta aplicar um pulso de nível TTL (5V) na entrada

correspondente ao relé desejado.

Imagem 5 - Shield relé (Fonte: www.msseletronica.com)

2.9 Sensor DHT11

O DHT11 é um sensor de temperatura e umidade que permite fazer leituras de

temperaturas entre 0 a 50 Celsius e umidade entre 20 a 90%, muito usado para projetos

com Arduino.

O elemento sensor de temperatura é um termistor do tipo NTC e o sensor de

Umidade é do tipo HR202, o circuito interno faz a leitura dos sensores e se comunica a um

microcontrolador através de um sinal serial de uma via.

Especificações:

Modelo: DHT11

Faixa de medição de umidade: 20 a 90% UR

Faixa de medição de temperatura: 0º a 50ºC

Alimentação: 3-5VDC (5,5VDC máximo)

Corrente: 200uA a 500mA, em stand by de 100uA a 150 uA

Precisão de umidade de medição: ± 5,0% UR

Precisão de medição de temperatura: ± 2.0 ºC

Tempo de resposta: 2s

23

Imagem 6 - Sinal de saída de dados do DHT11 ( Fonte: www.filipeflop.com)

Especificações:

Modelo: DYP-ME003 (datasheet)

Sensor Infravermelho com controle na placa

Sensibilidade e tempo ajustável

Tensão de Operação: 4,5-20V

Tensão Dados: 3,3V (Alto) - 0V (Baixo)

Distância detectável: 3-7m (Ajustável)

Tempo de Delay: 5-200seg (Default: 5seg)

Tempo de Bloqueio: 2,5seg (Default)

Trigger: (L)-Não Repetível (H)-Repetível (Default: H)

Temperatura de Trabalho: -20 ~ +80°C

Dimensões: 3,2 x 2,4 x 1,8cm

Peso: 7g

http://1.bp.blogspot.com/-r9s-afawn6w/UNF3ShQ2hCI/AAAAAAAAABk/qu91YqAFpXA/s1600/dht11.jpg

24

Imagem 7 - Sensor DHT11(Fonte: www.mlb-s2-p.mlstatic.com)

2.10 Sensor PIR

O Sensor de Movimento PIR DYP-ME003 consegue detectar o movimento de

objetos que estejam em uma área de até 7 metros! Caso algo ou alguém se

movimentar nesta área o pino de alarme é ativo.

É possível ajustar a duração do tempo de espera para estabilização do PIR

através do potenciômetro amarelo em baixo do sensor bem como sua sensibilidade.

A estabilização pode variar entre 5-200 seg.

Conecte uma fonte de 5v ao GND e VCC. O pino DADOS refere-se ao sinal

de saída que será 'Alto' indicando movimento ou 'Baixo' indicando nenhuma

movimentação.

Quando a saída é acionada pelo movimento detectado esta ficará em alto por

um curto período de tempo, mesmo se não haja mais movimento. O tempo em alto

pode ser setado variando o potenciômetro 'Time', sendo que o outro altera a

sensibilidade.

25

Imagem 8 – Sensor PIR (Fonte: www.filipeflop.com)

2.11 Buzzer Arduino

O buzzer um pequeno alto-falante alimentado com tensão de 5 volts, capaz

de emitir sons em diversas frequências. O buzzer é normalmente usado em projetos

que necessitam de avisos sonoros, relógios com alarme, e até para reproduzir

músicas.

O primeiro pino do buzzerarduino é o positivo, o segundo pino é a saída de

sinal e o terceiro pino é o negativo.

Imagem 9 - Buzzer (Fonte: www.dx.com)

http://www.dx.com/

26

2.12 Sensor de Corrente SCT013

Esse sensor é usado para medir a corrente alternada, ele não é invasivo não

a necessidade de cortar o fio para realizar a medição.

Onde sua entrada permite uma variação no range de 0 – 30 A. Tem uma

saída de, no máximo, 1 Volt. Sua resistência de amostragem é de 62 ohms e sua

rigidez dielétrica de saída é de 1500 VAC. A tensão de saída é proporcional à

corrente que passa através do condutor.

Imagem 10 - Sensor de Corrente SCT013 (Fonte: http://mlb-s1-p.mlstatic.com)

27

2.13 Servo Motor

Servo motores são dispositivos de malha fechada, ou seja, recebem um sinal

de controle; verificam a posição atual; atuam no sistema indo para a posição

desejada.

Em contraste com os motores contínuos que giram indefinidamente, o eixo do

servo motores possui a liberdade de até cerca de 180º graus mas são precisos

quanto à posição.

A característica mais marcante de um servo é a sua capacidade de

movimentar o seu braço até uma posição e mantê-lo lá, mesmo que este seja

forçado em outra direção.

Para fazer um servo funcionar você deve ligá-lo a um receptor (RX) e este

receptor deve estar ligado a uma bateria que forneça no mínimo 4,8volts (não

discutiremos aqui uma ligação com SpeedControl). Este receptor deve estar

sintonizado a um rádio (TX). Em geral um receptor para um aeromodelo elétrico

deve ter no mínimo 3 canais (sendo mais comum encontrarmos os receptores de 4

canais), mas para os aeromodelos mais simples usamos só 2 servos. Cada servo é

ligado a um canal diferente do receptor e recebe um sinal no formato PWM

(PulseWidthModulation). Este sinal pode ter 0Volts ou 5Volts. O circuito de controle

do servo fica monitorando este sinal em intervalos de 20ms (mili segundos), se

dentro deste intervalo ele percebe uma alteração do sinal de 0v para 5v durante 1ms

até 2ms ele altera a posição do seu eixo para coincidir com o sinal que recebeu.

Um sinal de 1ms corresponde a uma posição do braço do servo todo a

esquerda ou 0º

Um sinal de 1,5ms é o que chamamos de posição central do servo ou 90º

Um sinal de 2ms corresponde a uma posição do braço do servo todo a direita

ou 180º. Veja na imagem:

Imagem 11- Representação de pulsos (Fonte: www.pictronics.com.br)

28

Imagem 12 - Mini Servo Motor SG90(Fonte: www.weiku.com)

2.14 Mini Bomba

Mini bomba compatível com arduino, o tipo de alimentação elétrica 12v. Sua

aplicação deve ser Submersa: água. Onde sua taxa de fluxo de água é de 4L por

minuto, podendo operar até 60°.

Imagem 13 -Mini bomba (Fonte: www.mercadolivre.com.br)

http://www.mercadolivre.com.br/

29

3 PROJETO

Cronograma

1ªS 2ª S 3ª S 4ª S 1ªS 2ª S 3ª S 4ª S 1ªS 2ª S 3ª S 4ª S 1ªS 2ª S 3ª S 4ª S 1ªS 2ª S 3ª S 4ª S

Relatorio X X X X X X X X X X X X X

Programaçao X X X X X X X X X X X X X X X X X

Desenho X X X X X X X X X X X X

Construçao X X X X X X X X X X X X X X X

Pesquisa X X X X X

Planejamento X X X X X

Cronograma

Julho Agosto Setembro Outubro Novembro

Nosso projeto, foi desenvolvido com a intenção de facilitar a vida das pessoas

em suas residências. O projeto consiste em automatizar algumas funções de uma

residência, como por exemplo: portão da garagem, lâmpadas, irrigação de jardim,

ventilador, coletar informação como temperatura e humidade, e o consumo de

energia e sistema de segurança (câmera e alarme). Tudo isso é controlado via

internet, ou seja, qualquer dispositivo, conectado à internet, pode controlá-la se

conectando ao servidor. O sistema pode ser facilmente ampliado, é possível utilizar

vários sensores, criar novas saídas, isso irá da necessidade de cada aplicação.

3.1 Desenvolvimento do Projeto

O projeto foi realizado a partir de reuniões dentro e fora da escola, e também

utilizamos as Redes Sociais como meio de comunicação durante o desenvolvimento

do projeto.

Dividimos o desenvolvimento do projeto em 3 partes sendo:

1º Parte física (Maquete)

2º Programação

3º Confecção da placa.

30

3.2 A Maquete

A maquete do nosso projeto foi criada com materiais reaproveitados, ou seja,

utilizamos madeiras, peças de computadores e até recicláveis para realizar nossas

ideias. Utilizamos o software SolidWorks para desenvolver a planta.

A base da nossa maquete tem 66 cm de comprimento, 48 cm de largura e 9,5

de altura. Entretanto a parte superior da maquete, onde localiza-se a residência,

possui comprimento de 95 cm, largura de 51 cm e altura de 10 cm.

A residência por sua vez tem comprimento total de 38 cm, altura total de 40

cm e largura de 15 cm. Cada andar da residência possui19 cm de comprimento,

20cm de altura e 15cm de largura.

Imagem 14 - Planta da Maquete

31

Imagem 15 - Base da Maquete

Imagem 16 - Montagem da maquete

32

Imagem 17 - Funil do jardim

Imagem 18 - Maquete pronta sem acabamento

33

Imagem 19 - Maquete pronta

3.3 Programação

Nossa programação foi dividida em 2 partes sendo:

1º Microcontrolador: Utilizamos o Arduino Mega 2560 (C e C++).

Código Fonte utilizado:

//Ethernet

#include <SPI.h>

#include <Ethernet.h>

#include <SD.h>

// Sensor de Temperatura e Humidade

#include <dht.h> // Biblioteca DHT11

#define dht_dpin A9 // Sinal DHT11 ligado a porta Analogica A3

dht DHT; //Inicialização do sensor

//Servo motor

#include <Servo.h>

Servo myservo;

int pos = 0;

34

// Alarme

int LDR_pin = A11; // Sinal LDR ligado a porta Ananlogica A5

int LDR_val = 0; // Variavel onde armazena o valor do LDR

int buzina = 21; //Sinal da buzina ligada ao pino 21

// Tamanho do tampão utilizado para capturar os pedidos HTTP

#define REQ_BUF_SZ 60

// Endereço MAC de Ethernet

byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress ip(192, 168, 0,177); // Endereço IP

EthernetServer server(8888); // Criar um servidor na porta 8888

File webFile; // Puxa o arquivo web ( htm ) dentro do cartão SD

char HTTP_req[REQ_BUF_SZ] = {0}; // Solicitação HTTP buffer armazenado como nulo string

terminada

char req_index = 0; // Índice em buffer HTTP_req

boolean LED_state[6] = {0}; // Armazena os estados dos LEDs

// Sensor de Corrente

#include "EmonLib.h"

#include <avr/eeprom.h>

#define eeprom_read_to(dst_p, eeprom_field, dst_size) eeprom_read_block(dst_p, (void

*)offsetof(__eeprom_data, eeprom_field), MIN(dst_size, sizeof((__eeprom_data*)0)->eeprom_field))

#define eeprom_read(dst, eeprom_field) eeprom_read_to(&dst, eeprom_field, sizeof(dst))

#define eeprom_write_from(src_p, eeprom_field, src_size) eeprom_write_block(src_p, (void

*)offsetof(__eeprom_data, eeprom_field), MIN(src_size, sizeof((__eeprom_data*)0)->eeprom_field))

#define eeprom_write(src, eeprom_field) { typeof(src) x = src; eeprom_write_from(&x, eeprom_field,

sizeof(x)); }

#define MIN(x,y) ( x > y ? y : x )

/*

* __eeprom_data is the magic name that maps all of the data we are

* storing in our EEPROM

*/

struct __eeprom_data {

double flash_kwhtotal;

};

EnergyMonitor emon1;

//Cria variaveis globais

35

double kwhTotal;

double vlreais;

unsigned long ltmillis, tmillis, timems, previousMillis;

char charBuf[30];

// Fim sensor Corrente

void setup()

{

//Sensor Corrente

emon1.current(10, 64); // Current: input pin, calibration for 24 Ohms

eeprom_read(kwhTotal, flash_kwhtotal);

previousMillis = millis();

// Servo Motor

myservo.attach(20); // Sinal do servo motor ligado no pino 20

// Alarme

pinMode(buzina,OUTPUT);

// Desativar chip de Ethernet

pinMode(10, OUTPUT);

digitalWrite(10, HIGH);

Serial.begin(9600); // Para depuração

// Inicializar cartão SD

Serial.println("Iniciação cartão SD ...");

if (!SD.begin(4)) {

Serial.println("ERRO - Cartão SD não iniciado!");

return; // inicialização falhou

}

Serial.println("SUCESSO - Cartão SD iniciado.");

//verificar a existência de arquivo index.htm

if (!SD.exists("index.htm")) {

Serial.println("ERRO - Arquivo index.html não encontrado!");

return; // não pode encontrar o arquivo de índice

}

Serial.println("SUCESSO - Arquivo index.html encontrado.");

// Declaração de interruptores

36

pinMode(48,INPUT); // Pino 5, interrupitor que mostra o estatos do alarme ligado em serie com o

SINAL do BUZZER.

digitalWrite(48,1);

// LEDs

pinMode(33, OUTPUT); // Pino 2 Liga/Desliga S1 ( Bomba Jardim ) LED 5

pinMode(53, OUTPUT); // Pino 3 Liga/Desliga S2 ( Ventilador ) LED 6

pinMode(35, OUTPUT); // Pino 6 Liga/Desliga S3 ( Lampada SALA) LED 1

pinMode(37, OUTPUT); // Pino 7 Liga/Desliga S4 ( Lampada QUATO 1) LED 2

pinMode(39, OUTPUT); // Pino 8 Liga/Desliga S5 ( Lampada QUARTO 2 ) LED 3

pinMode(20, OUTPUT); // Pino 9 Liga/Desliga S6 (Portão Garagem ) LED 4

pinMode(9, OUTPUT); // Pino 23 Liga/Desliga S7 ( Alarme ) LED 7

Ethernet.begin(mac, ip); // Inicializar dispositivo Ethernet

server.begin(); // Começar a comunicação com o server

}

void loop()

{

//Alarme

LDR_val = analogRead(LDR_pin); // Variavel onde lê o valor do LDR

if(LDR_val >= 25){ // Se o movimento for menor ou igual a 25 ligar a buzina

digitalWrite(buzina,0);

//digitalWrite(48,1);

}

else

{

digitalWrite(buzina,1);

//digitalWrite(48,0);

}

//Incio Sensor Corrente

//Calculate amount of time since last realpower measurment.

ltmillis = tmillis;

tmillis = millis();

timems = tmillis - ltmillis;

double Irms = emon1.calcIrms(1480); // Calculate Irms only

37

//Calculate todays number of kwh consumed.

//kwhTotal = kwhTotal + ((realPower/1000.0) * 1.0/3600.0 * (timems/1000.0));

//Calculate todays number of kwh consumed.

kwhTotal = kwhTotal + (((Irms*127.0)/1000.0) * 1.0/3600.0 * (timems/1000.0));

// Serial.print("Watts: ");

//Serial.println(Irms*127.0); // Apparent power

// Serial.print("Current: ");

//Serial.println(Irms); // Irms

// Serial.print("kwhTotal: ");

printFloat(kwhTotal, 10);

// Serial.println("");

//grava na memoria a cada 1 minuto

if ((millis() - previousMillis)>4000)

{

Serial.println("Gravando na EEprom");

eeprom_write(kwhTotal, flash_kwhtotal);

previousMillis=millis();

}

//converter double em string

dtostrf(kwhTotal, 8, 7, charBuf);

//Multiplica pelo valor kilowatt hora R$ 0.35 Reais

vlreais = kwhTotal * 0.35;

dtostrf(vlreais, 8, 7, charBuf);

//Serial.print("VALOR EM REAL : ");

//Serial.println(vlreais);

//delay(2000);

}

void printFloat(float value, int places) {

// this is used to cast digits

int digit;

float tens = 0.1;

int tenscount = 0;

int i;

float tempfloat = value;

38

// make sure we round properly. this could use pow from <math.h>, but doesn't seem worth the

import

// if this rounding step isn't here, the value 54.321 prints as 54.3209

// calculate rounding term d: 0.5/pow(10,places)

float d = 0.5;

if (value < 0)

d *= -1.0;

// divide by ten for each decimal place

for (i = 0; i < places; i++)

d/= 10.0;

// this small addition, combined with truncation will round our values properly

tempfloat += d;

// first get value tens to be the large power of ten less than value

// tenscount isn't necessary but it would be useful if you wanted to know after this how many chars

the number will take

if (value < 0)

tempfloat *= -1.0;

while ((tens * 10.0) <= tempfloat) {

tens *= 10.0;

tenscount += 1;

}

// write out the negative if needed

if (value < 0)

Serial.print('-');

if (tenscount == 0)

Serial.print(0, DEC);

for (i=0; i< tenscount; i++) {

digit = (int) (tempfloat/tens);

Serial.print(digit, DEC);

tempfloat = tempfloat - ((float)digit * tens);

tens /= 10.0;

}

// if no places after decimal, stop now and return

if (places <= 0)

return;

39

// otherwise, write the point and continue on

// Serial.print('.');

// now write out each decimal place by shifting digits one by one into the ones place and writing the

truncated value

for (i = 0; i < places; i++) {

tempfloat *= 10.0;

digit = (int) tempfloat;

Serial.print(digit,DEC);

// once written, subtract off that digit

tempfloat = tempfloat - (float) digit;

}

//Final Sensor Corrte

EthernetClient client = server.available(); // Tentar obter cliente

if (client) { // Se encontrar cliente faça a comunicação.

boolean currentLineIsBlank = true;

while (client.connected()) {

if (client.available()) { // Dados do cliente disponíveis para leitura

char c = client.read(); // Ler 1 byte (caractere) de cliente

// Limitar o tamanho do pedido HTTP recebido armazenado

// Tampão primeira parte do pedido HTTP em ordem HTTP_req (string)

//Deixar último elemento em array como 0 para nulo terminar string (REQ_BUF_SZ - 1)

if (req_index < (REQ_BUF_SZ - 1)) {

HTTP_req[req_index] = c; // salvar HTTP caráter pedido

req_index++;

}

// Última linha da solicitação do cliente está em branco e termina com \ n

// Responder ao cliente somente após a última linha recebida

if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {

// enviar um cabeçalho de resposta HTTP padrão

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

// restante do cabeçalho segue abaixo, dependendo se

// página web ou XML página é solicitada

// Solicitação Ajax - Enviar arquivo XML

if (StrContains(HTTP_req, "ajax_inputs")) {

40

// enviar resto do cabeçalho HTTP

client.println("Content-Type: text/xml");

client.println("Connection: keep-alive");

client.println();

SetLEDs();

// Enviar arquivo XML contendo estados de entrada

XML_response(client);

}

else { // solicitação de página web

// enviar resto do cabeçalho HTTP

client.println("Content-Type: text/html");

client.println("Connection: keep-alive");

client.println();

// enviar página web

webFile = SD.open("index.htm"); // Abre o arquivo index.htm dentro do cartão SD

if (webFile) {

while(webFile.available()) {

client.write(webFile.read()); // Enviar página web para o cliente

}

webFile.close();

}

}

//exibição recebeu solicitação HTTP na porta de serial

Serial.print(HTTP_req);

// redefinir índice tampão e todos os elementos de amortecimento a 0

req_index = 0;

StrClear(HTTP_req, REQ_BUF_SZ);

break;

}

// todas as linhas de texto recebido do cliente termina com \ r \ n

if (c == '\n') {

// último caractere na linha de texto recebidas

// iniciar nova linha com o próximo caractere lido

currentLineIsBlank = true;

41

}

else if (c != '\r') {

// um caractere de texto foi recebida do cliente

currentLineIsBlank = false;

}

} // acabar if (client.available ())

} // final, enquanto (client.connected())

delay(1); // dar tempo ao navegador para receber os dados

client.stop(); // fechar a conexão

} // acabam if (cliente)

}

// verifica se o pedido HTTP recebido é ligar / desligar LEDs

// Também evita o estado dos LEDs

void SetLEDs(void){

// LED 1 (pin 6)

if (StrContains(HTTP_req, "LED1=1")) {

LED_state[0] = 1; // salvar o estado LED


}

else if (StrContains(HTTP_req, "LED1=0") ) {


digitalWrite(35, LOW);

}

// LED 2 (pin 7)




}

else if (StrContains(HTTP_req, "LED2=0")) {



}

// LED 3 (pin 8)


42



}




}

// LED 4 (pin 9)



pos = 90;

myservo.write(pos);

}



pos = 0;

myservo.write(pos);

}

// LED 5 (pin 2)




}




}

// LED 6 (pin 3)




}

43




}

// LED 7 (pin 23)




}




}

}

// Envia o arquivo XML com os valores analógicos, estado dos botões e dos LEDS

void XML_response(EthernetClient cl)

{

int analog_val; // Lojas valor lido a partir de entradas analógicas

int count; // Usado por 'para' laços

int sw_arr[] = {48}; //pinos sendo interruptores

cl.print("<?xml version = \"1.0\" ?>");

cl.print("<inputs>");

// ler entradas analógicas

/* for (count = 2; count <= 5; count++) { // A2 até A5

analog_val = analogRead(count);

cl.print("<analog>");

cl.print(analog_val);

cl.println("</analog>");

}

44

*/

// Ler temperatura

DHT.read11(dht_dpin);

cl.print("<temper>");

cl.print(DHT.temperature);

cl.println("</temper>");

cl.print("<humi>");

cl.print(DHT.humidity);

cl.println("</humi>");

// Sensor de Corrente

cl.print("<kwh>");

cl.print(kwhTotal);

cl.println("</kwh>");

cl.print("<valoreal>");

cl.print(vlreais);

cl.println("</valoreal>");

cl.print("<corrente>");

cl.print(emon1.calcIrms(1480));

cl.println("</corrente>");

cl.print("<potencia>");

cl.print(emon1.calcIrms(1480) * 127);

cl.println("</potencia>");

// Leia interruptores

for (count = 0; count < 3; count++) {

cl.print("<switch>");

if (digitalRead(sw_arr[count])) {

cl.print("Desligado");

45

}

else {

cl.print("Ligado");

}

cl.println("</switch>");

}

// checkbox LED estados

// LED1

cl.print("<LED>");

if (LED_state[0]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("off");

}

cl.println("</LED>");

// LED2

cl.print("<LED>");

if (LED_state[1]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("o");

}


// botão LED estados

// LED3

cl.print("<LED>");

if (LED_state[2]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("off");

}

46


// LED4

cl.print("<LED>");

if (LED_state[3]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("off");

}


// LED5

cl.print("<LED>");

if (LED_state[4]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("off");

}


// LED6

cl.print("<LED>");

if (LED_state[5]) {

cl.print("on");

}

else {

cl.print("off");

}


// LED7

cl.print("<LED>");

if (LED_state[6]) {

cl.print("on");

}

47

else {

cl.print("off");

}


cl.print("</inputs>");

}

//define cada elemento de str a 0 (limpa matriz)

void StrClear(char *str, char length)

{

for (int i = 0; i < length; i++) {

str[i] = 0;

}

}

// Procura o sfind corda na string str

// Retorna 1 se a cadeia encontrada

// Retorna 0 se a cadeia não encontrado

char StrContains(char *str, char *sfind)

{

char found = 0;

char index = 0;

char len;

len = strlen(str);

if (strlen(sfind) > len) {

return 0;

}

while (index < len) {

if (str[index] == sfind[found]) {

found++;

if (strlen(sfind) == found) {

return 1;

}

}

else {

found = 0;

48

}

index++;

}

return 0;

}

2º Sistema Online: Utilizamos linguagens voltada para WEB ( HTML, CSS e AJAX)

HTML + AJAX

<!DOCTYPE html>

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />

<html>

<link rel='stylesheet' href='css.css' type='text/css' media='all' />

<style type="text/css">

a:link {

color: #F5F5F8;

text-decoration: none;

}

a:visited {


color: #F0F0F5;

}

a:hover {


color: #E8E8ED;

}

a:active {


49

@charset "utf-8";

body {

background-color: #302f2d;

}

.central {

position: absolute;

top: 1px;

left: 50%;

width:980px;

height: 900px;

padding: 20px;

margin-left: -500px; /* por causa do posicionamento absoluto temos que usar margem

negativa para centralizar o site */

background-image:

url("http://downloadsferoz.com.br/automacao_residencial/site_automacao.png");

background-repeat: no-repeat;

}

h1 {

font-size:19px;

color:#fff;

text-shadow: 2px -2px 10px #5993c3;

}

h2 {

font-size:0px;

color:#fff;


}

a:link {text-decoration: none;color: #000099}

a:active {text-decoration: none;}

a:visited {text-decoration: none;color: #000099}

50

a:hover {text-decoration: underline;color: #000099}

.sala {

border: 0px solid blue;

height: 48px;

width: 104px;

border-radius: 10px;

position : absolute;

left : 260px;

top : 210px;

}

.quarto1 {


height: 48px;

width: 104px;



left : 260px;

top : 366px;

}

.quarto2 {


height: 49px;

width: 104px;



left : 260px;

top : 503px;

}

.portao {


51

height: 47px;

width: 103px;



left : 260px;

top : 752px;

}

.jardim {


height: 43px;

width: 106px;



left : 260px;

top : 632px;

}

.ventilador {


height: 43px;

width: 106px;



left : 260px;

top : 274px;

}

.temperatura {


height: 110px;

width: 157px;

52



left : 547px;

top : 109px;

}

.camera {


height: 443px;

width: 571px;



left : 402px;

top : 208px;

}

.button {

display: inline-block;


color: #fff;

font-weight: bold;

background-color: #538fbe;

padding: 15px 30px;

font-size: 10px;

border: 1px solid #2d6898;


background-image: linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -o-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -moz-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -webkit-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -ms-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -webkit-gradient(

linear,

53

left bottom,

left top,

color-stop(0, rgb(73,132,180)),

color-stop(1, rgb(97,155,203))

);

}

.button:hover {



background-image: -moz-linear-gradient(bottom, rgb(79,142,191) 0%, rgb(102,166,214)

100%);

background-image: -webkit-linear-gradient(bottom, rgb(79,142,191) 0%, rgb(102,166,214)

100%);



linear,

left bottom,

left top,

color-stop(0, rgb(79,142,191)),

color-stop(1, rgb(102,166,214))

);

font-size: 11px;

}

}

</style>

<head>

<title>Automação Redidêncial</title>

<script>

strLED1 = "";

strLED2 = "";

strLED3 = "";

strLED4 = "";

strLED5 = "";

54

strLED6 = "";

var LED1_state = 0;

var LED2_state = 0;

var LED3_state = 0;

var LED4_state = 0;

var LED5_state = 0;

var LED6_state = 0;

function GetArduinoIO()

{

nocache = "&nocache=" + Math.random() * 1000000;

var request = new XMLHttpRequest();

request.onreadystatechange = function()

{

if (this.readyState == 4) {

if (this.status == 200) {

if (this.responseXML != null) {

// Arquivo XML recebido - contém valores

analógicos, valores de opção e estados do LED

var count;

// Temperatura

var num_an =

this.responseXML.getElementsByTagName('temper').length;

for (count = 0; count < num_an; count++) {

document.getElementsByClassName("temper")[count].innerHTML =

this.responseXML.getElementsByTagName('temper')[count].childNodes[0].nodeValue;

}

// Humidade

var num_an =

this.responseXML.getElementsByTagName('humi').length;


55

document.getElementsByClassName("humi")[count].innerHTML =

this.responseXML.getElementsByTagName('humi')[count].childNodes[0].nodeValue;

}

// obter entradas do interruptor

var num_an =

this.responseXML.getElementsByTagName('switch').length;


document.getElementsByClassName("switches")[count].innerHTML =

this.responseXML.getElementsByTagName('switch')[count].childNodes[0].nodeValue;

}

// LED 1

if

(this.responseXML.getElementsByTagName('LED')[0].childNodes[0].nodeValue === "on") {

document.getElementById("LED1").innerHTML = "DESLIGAR";

LED1_state = 1;

}

else {

document.getElementById("LED1").innerHTML = "LIGAR";

LED1_state = 0;

}

// LED 2

if



LED2_state = 1;

}

else {

56


LED2_state = 0;

}

// LED 3

if



LED3_state = 1;

}

else {


LED3_state = 0;

}

// LED 4

if



LED4_state = 1;

}

else {


LED4_state = 0;

}

// LED 5

if



LED5_state = 1;

}

else {

57


LED5_state = 0;

}

// LED 6

if



LED6_state = 1;

}

else {


LED6_state = 0;

}

}

}

}

}

// enviar solicitação HTTP GET com LEDs para ligar / desligar, se qualquer

request.open("GET", "ajax_inputs" + strLED1 + strLED2 + strLED3 + strLED4

+ strLED5 + strLED6 + nocache, true);

request.send(null);

setTimeout('GetArduinoIO()', 1000);

strLED1 = "";

strLED2 = "";

strLED3 = "";

strLED4 = "";

strLED5 = "";

strLED6 = "";

}

// LEDs de serviços quando caixa de seleção marcada / desmarcada

function GetCheck()

{

58

if (LED_form.LED2.checked) {

strLED2 = "&LED2=1";

}

else {


}

}

function GetButton1()

{

if (LED3_state === 1) {

LED3_state = 0;


}

else {

LED3_state = 1;


}

}


{


LED4_state = 0;


}

else {

LED4_state = 1;


}

}


{


LED1_state = 0;

59


}

else {

LED1_state = 1;


}

}


{


LED2_state = 0;


}

else {

LED2_state = 1;


}

}


{


LED5_state = 0;


}

else {

LED5_state = 1;


}

}


{

60


LED6_state = 0;


}

else {

LED6_state = 1;


}

}

</script>

</head>

<body onload="GetArduinoIO()">





<div class="central">



<div class="sala">

<button type="button" id="LED1" class="button" onclick="GetButton3()">LIGAR1</button><br /><br />



</div> 



<div class="quarto1">




</div>



<div class="quarto2">

<button type="button" id="LED3" class="button" onclick="GetButton1()">LIGAR3</button><br /><br

/>

61

<form id="check_LEDs" name="LED_form">



</form>

</div>



<div class="portao">




</div> 



<div class="jardim">




</div>



<div class="ventilador">




</div> 



<div class="temperatura">

<h1><p>Temperatura: <span class="temper">...</span></p></h1>

<h1><p>Humidade: <span class="humi">...</span></p></h1>



<h2><p>Switch 1 (D2): <span class="switches">...</span></p>

62

<p>Switch 2 (D3): <span class="switches">...</span></p>



<p>Switch 3 (D5): <span class="switches">...</span></p></h2>

</div>

<div class="camera">

<iframe width='571' height='376' frameborder='0'

src='http://192.168.0.104:81/iphone.htm'></iframe>

<center><h3><a href="http://192.168.0.104:81/monitor2.htm" target="_blank"><strong>

Ampliar</strong></a></h3><center>

</div>

</div>

</body>

</html>

CSS

@charset "utf-8";

body {

background-color: #302f2d;

}

.central {

position: absolute;

top: 1px;

left: 50%;

width:980px;

height: 900px;

padding: 20px;

margin-left: -500px; /* por causa do posicionamento absoluto temos que usar margem

negativa para centralizar o site */

63

background-image:

url("http://downloadsferoz.com.br/automacao_residencial/site_automacao.png");

background-repeat: no-repeat;

}

h1 {

font-size:19px;

color:#fff;


}

h2 {

font-size:0px;

color:#fff;


}

a:link {text-decoration: none;color: #000099}

a:active {text-decoration: none;}

a:visited {text-decoration: none;color: #000099}

a:hover {text-decoration: underline;color: #000099}

.sala {


height: 48px;

width: 104px;



left : 260px;

top : 210px;

}

.quarto1 {

64


height: 48px;

width: 104px;



left : 260px;

top : 366px;

}

.quarto2 {


height: 49px;

width: 104px;



left : 260px;

top : 503px;

}

.portao {


height: 47px;

width: 103px;



left : 260px;

top : 752px;

}

.jardim {


height: 43px;

width: 106px;

65



left : 260px;

top : 632px;

}

.ventilador {


height: 43px;

width: 106px;



left : 260px;

top : 274px;

}

.temperatura {


height: 110px;

width: 157px;



left : 547px;

top : 109px;

}

.camera {


height: 443px;

width: 571px;



left : 402px;

66

top : 208px;

}

.button {

display: inline-block;


color: #fff;

font-weight: bold;

background-color: #538fbe;

padding: 15px 30px;

font-size: 10px;

border: 1px solid #2d6898;




background-image: -moz-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);

background-image: -webkit-linear-gradient(bottom, rgb(73,132,180) 0%, rgb(97,155,203) 100%);



linear,

left bottom,

left top,

color-stop(0, rgb(73,132,180)),

color-stop(1, rgb(97,155,203))

);

}

.button:hover {



background-image: -moz-linear-gradient(bottom, rgb(79,142,191) 0%, rgb(102,166,214)

100%);

background-image: -webkit-linear-gradient(bottom, rgb(79,142,191) 0%, rgb(102,166,214)

100%);

67



linear,

left bottom,

left top,

color-stop(0, rgb(79,142,191)),

color-stop(1, rgb(102,166,214))

);

font-size: 11px;

}

Imagem 20 - Tela do sistema online

68

3.4 Confecção da Placa

Para a confecção da placa utilizamos uma placa de fenolite de 15 x 20,

criamos o circuito pelo software Fritzing Utilizando uma impressora a laser para

imprimir o circuito impresso. Usamos um ferro de passar roupa para aquecer a

impressão sobre a placa assim fazendo com que o circuito seja gravado na placa.

Utilizamos o ácido percloreto de ferro, para corroer o cobre o qual não foi

protegido pela tinta da impressão.

Imagem 21 - Montagem do hardware (Fritzing)

69

Imagem 22 - Circuito Impresso (Fritzing)

Imagem 23 - Circuito impresso transportado para a placa

70

Imagem 24 - Corroendo a placa com ácido percloreto

Imagem 25 - Placa corroída

71

Imagem 26 - Placa pronta com os componentes

3.5 Desenhos detalhados

Imagem 26 - Imagem detalhada da maquete

72

Imagem 27 - Imagem detalhada da placa

Imagem 28 - Tela do sistema detalhado

73

Tabela de Preços

Componente Quantidade Preço

Casa (Maquete) 1 R$ 76,00

ArduinoMega 1 R$ 35,00

Shield Ethernet 1 R$ 25,00

Shield Relé 4 Saídas 1 R$ 30,00

Sensor DHT11 1 R$ 11,00

Sensor PIR 1 R$ 5,00

Buzzer 1 R$ 5,00

Sensor de Corrente SCT-013-000 1 R$ 22,00

Servo Motor 1 R$ 5,00

Mini bomba 1 R$ 25,00

Lâmpadas 3 R$ 6,00

Placa Fenolite 15 x20 1 R$ 6,70

Capacitor 10 MF 1 R$ 0,12

Barra de pinos 180x40 1 R$ 4,20

Barra de soquete 40 1 R$ 1,90

Borne KRE 2 5 R$ 5,00

Percloreto De Ferro Em Pó 250gr 1 R$ 12,00

Broca 0.8 mm 1 R$ 12,00

Câmera IP 1 Doação

Total R$ 286,92

74

4 CONSIDERAÇÕES FINAIS

4.1 Ensaios

Começamos a testar o projeto a partir de um protobord, obtivemos dificuldade

em interagir o sistema online com o arduíno, devido a complexibilidade da

programação exigida. Depois da programação pronta, realizamos os testes com a

maquete, com os devidos componentes instalados. Todas as funções funcionaram

perfeitamente, exceto o sensor de correte que não conseguimos 100 % de eficácia.

Por último confeccionamos a placa, e a partir desse ponto começamos a realizar os

testes com ela, na qual, a princípio, apresentou um pequeno problema de curto, mas

conseguimos solucionar e tudo ficou funcionando.

4.2 Conclusão

Após muita dedicação e trabalho conseguimos realizar nosso propósito de

automatizar uma residência desde a parte interna até o exterior, visando além do

conforto a segurança e o bem estar das pessoas.

4.3 Sugestões

Fica à disposição, para próximos grupos a ampliação do projeto, onde é

possível adicionar outros sensores, por exemplo, de gás, reconhecimento de voz,

música ambiente, alimentador automático para animais, a instalação de placas

solares para captação de energia, entre outras.

75

BIBLIOGRAFIA

www.seriallink.com.br/forum/viewtopic.php?f=90&t=2018&start=20#.VEACnfldWb9

Acessado em 05/07/2014

www.guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/engenharia-

producao/mecatronica-602824.shtml


www.ucp.br/index.php/graduacao/cec/engenharia/mecatronica


www.esateceducacional.com.br/Cursos/Tecnico_Mecatronica/


www.mecahoje.blogspot.com.br/2011/04/afinal-o-que-e-mecatronica.html


ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM265/Livro_Rosario/cap01.ppt


www.automatecbrasil.comunidades.net/index.php?pagina=1579111567


www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_20091/automacao_residencial/automacao_resid

encial.pdf


www.luzesom.pt/dom_domotica_01.htm


www.sislite.pt/domus.htm


www.electronica-pt.com/content/view/67/


www.projeto39.wordpress.com


www.inf.ufes.br/~erus/arquivos/ERUS_minicurso%20arduino.pdf


http://www.seriallink.com.br/forum/viewtopic.php?f=90&t=2018&start=20#.VEACnfldWb9

http://www.guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/engenharia-producao/mecatronica-602824.shtml

http://www.guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/engenharia-producao/mecatronica-602824.shtml

http://www.ucp.br/index.php/graduacao/cec/engenharia/mecatronica%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Acessado%20em%2005/07/2014

http://www.ucp.br/index.php/graduacao/cec/engenharia/mecatronica%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20Acessado%20em%2005/07/2014

http://www.esateceducacional.com.br/Cursos/Tecnico_Mecatronica/

http://mecahoje.blogspot.com.br/2011/04/afinal-o-que-e-mecatronica.html

ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM265/Livro_Rosario/cap01.ppt

http://www.automatecbrasil.comunidades.net/index.php?pagina=1579111567

http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_20091/automacao_residencial/automacao_residencial.pdf

http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_20091/automacao_residencial/automacao_residencial.pdf

http://www.luzesom.pt/dom_domotica_01.htm

http://www.sislite.pt/domus.htm

http://www.electronica-pt.com/content/view/67/

http://www.inf.ufes.br/~erus/arquivos/ERUS_minicurso%20arduino.pdf

76

www.filipeflop.com/pd-6b8f7-sensor-de-umidade-e-temperatura-dht11.html


www.puccampinas.edu.br/websist/Rep/Sic08/Resumo/2013819_155813_161531537

_resiaM.pdf


www.elecrow.com/wiki/index.php?title=Relay_Shield


www.startingelectronics.com/tutorials/arduino/ethernet-shield-web-server-tutorial/


www.binarycodec.blogspot.com.br/2013/01/controle-de-rele-via-internet-com.html


www.blog.concord.org/streaming-arduino-data-to-a-browser


www.tableless.com.br/o-que-html-basico/


http://www.filipeflop.com/pd-6b8f7-sensor-de-umidade-e-temperatura-dht11.html

https://www.puccampinas.edu.br/websist/Rep/Sic08/Resumo/2013819_155813_161531537_resiaM.pdf

https://www.puccampinas.edu.br/websist/Rep/Sic08/Resumo/2013819_155813_161531537_resiaM.pdf

http://www.elecrow.com/wiki/index.php?title=Relay_Shield

http://www.startingelectronics.com/tutorials/arduino/ethernet-shield-web-server-tutorial/

http://www.binarycodec.blogspot.com.br/2013/01/controle-de-rele-via-internet-com.html

http://www.blog.concord.org/streaming-arduino-data-to-a-browser

http://www.tableless.com.br/o-que-html-basico/

relatorio smarthouse

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