projeto casa automatizada, Manuais, Projetos, Pesquisas de Computação Aplicada

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1 T Brasília 2013

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, pelo dom da vida. Agradeço o professor e orientador Lopez pelo incentivo, pela Paciência e por mostrar os melhores caminhos a seguir ao longo do desenvolvimento do trabalho. Agradeço a toda comunidade do iesb, pela excelente iniciativa Da criação de uma rede social para entusiastas de ciência e tecnologia, rede social esta que foi de grande ajuda para a conclusão deste. Agradeço a todos os amigos acadêmicos por esses anos juntos de amizades e Conhecimentos.

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

Siglas Descrição PIC Programável Interface Controle AR Automação Residencial TI Tecnologia da Informação LDR Light Dependente Resistor PWM Pulse Wirth Modulai-o USB Universal Serial Bus

• Figura 1 - Detalhamento da Aplicação Prátia
• Figura 2 - Shields Bluetooth ............................................................................................
• Figura 3 - Módulo ao Arduino é detalhada......................................................
• Figura 4 - ligação dos Leds no Arduino............................................................................
• Figura 5 - Relé têm essa função no trabalho....................................................................
• Figura 6 - Acionamento da iluminação, portão...............................................................
• Figura 7 - Circuito geral do Hardware do Projeto
• Figura 8 - O Aplicativo
• Figura 9 – Tela de o aplictivo Aplicativo.........................................................................
  • RESUMO SUMÁRIO
• INTRODUÇÃO - Definição e histórico do Arduino A DOMÓTICA E O ARDUINO - Usabilidade......... - Domótica e o meio ambiente - Domótica e a Saúde - Domotica Aplicada.............................................................................................. - As Vantagens e Desvantagens da Domótica e do Arduino DOMÓTICA APLICADA - Os Principais Subsistemas da Domótica............................................................... - Climatização ........................................................................................... - Controle de Portão - Detalhamento da Aplicação prática TRABALHO PRÁTICO - Arduino Uno - Shield Bluetooth …….. - Relé - Circuito geral do Hardware do projeto - O Aplicativo
  • CONCLUSÃO
• REFERÊNCIAS
• GLOSSÁRIO
  • APÊNDICE

10 INTRODUÇÃO Os conceitos e práticas da Domótica deixaram de ser vistos apenas no cinema ou Em desenhos animados e passaram a ser uma realidade, assim como outras tecnologias que há alguns anos atrás eram inimagináveis. A tecnologia em si é mutável e evolutiva, logo, a Domótica só se beneficia disso. Com a crescente popularização da Internet e outras tecnologias de comunicação, a Domótica só teve a ganhar. Imagine uma situação onde, antes de sair do trabalho, pode-se ligar a hidromassagem e o ar condicionado de sua casa, e após sair do banho o jantar já esteja quente dentro do forno micro-ondas, isso sendo controlado apenas pelo seu Tablet ou computador pessoal através de uma conexão com a Internet. A Domótica oferece conforto, praticidade e facilidade para as pessoas, no entanto, muitas vezes deixa de ser um artigo de luxo e passa a ser algo necessário, como é mostrado no decorrer do trabalho. O trabalho proposto mostra uma visão geral da Domótica, (muitas vezes chamada De Automação Residencial ao longo do desenvolvimento) em conjunto com o Arduino, mostrando como essa tecnologia livre pode ser usada para desenvolver um sistema de automação de fácil uso e de baixo custo. No primeiro capítulo desse trabalho, é apresentado um pouco do histórico e da Definição tanto do Arduino quanto da Domótica, é mostrado também à usabilidade dessas tecnologias, tanto para quem desenvolve quanto para quem compra. É visto também os aspectos de mercado da domótica e seus consumidores, sendo mostrada a teoria do Abismo de Geoffrey Moore. Ao fim do capítulo vê-se a viabilidade financeira, e como a Domótica se relaciona de forma positiva para o meio ambiente e como ela se torna necessária para algumas pessoas com algum problema de saúde ou necessidade especial. No capítulo segundo, vê-se a caracterização da Domótica, mostrando suas vantagens e desvantagens e os níveis de automação que podem ser alcançados. É apresentado também os subsistemas da Domótica, tais como segurança, iluminação, multimídia e etc. No terceiro e último capítulo é mostrado os detalhes de uma aplicação prática Desenvolvida com Arduino, onde é apresentado tudo que foi utilizado para a construção do projeto, com ilustrações, definições, cálculos e código-fonte. T Brasília 2013

11 A DOMÓTICA E O ARDUINO A Domótica ou Automação Residencial é um conceito que se utiliza de tecnologia pra sua implementação, que tem por objetivo facilitar o cotidiano das pessoas, automatizando seus lares afim de trazer segurança, conforto, praticidade, economia, status, conveniência e valorização do imóvel. A implantação da Domótica pode ser feita usando diversas tecnologias de hardware e software. O fato de não haver nenhum padrão específico voltado para sistemas de automação residencial, as possibilidades de criação e utilização de tecnologias são infinitas, limitadas apenas pela criatividade de quem implementa. O uso da plataforma Arduino é muito comum em projetos de domótica, mesmo não sendo uma tecnologia específica para esse tipo de utilização Domótica e do Arduino bem como sua usabilidade.

13 prototipagem eram relativamente caros e complexos naquela época, tornando um tanto quanto inviável para a realidade dos estudantes da época. O ensino de computação física na época não era fácil, outra dificuldade era encontrar placas baratas e com um bom poder de processamento. O engenheiro Espanhol David Cuartielles juntamente com Banzi decide confeccionar sua própria placa e convidam o aluno de Banzi, o colombiano David Melles para desenvolver a linguagem de programação que seria utilizada na plataforma. David desenvolve em dois dias a linguagem e mais alguns dias depois a plataforma já estava pronta para fabricação. Gian Luca Martino foi o responsável por criar um protótipo em uma versão comercial e profissional para a fabricação em grande escala. Integrando também à equipe, o norte americano Tom Igor é o orientador do projeto. Inicialmente foram criadas duzentas placas, estas vendidas para escolas com um lucro de um euro por placa. Alguns meses depois a empresa Americana Sparkfun decide comercializar o projeto começando com 20 placas e em 2010 estima-se ter vendido 40.000 placas (ARDUINO o documentário. Direção: Rodrigo Calvo e Raul Alejos. Produção: Laboral Centro de Arte y Creación Industrial, 2010. 1 Dvd ( min). Título original: Arduino The Documentário).

USABILIDADE

A tecnologia utilizada na domótica em si, é focada para que haja uma maior Interação homem-casa. A usabilidade define a facilidade dessa interação, seja ela de software software ou hardware. A simplicidade e facilidade de uso de uma interface são de suma de suma importância para melhores resultados homem-casa. Partindo de duas premissas de interface de interação, temos:  Interface do programador com a tecnologia Arduino; Interface do usuário com a solução desenvolvida.

14 Como visto no histórico a proposta do Arduino foi de se criar um hardware de baixo custo, fácil uso e open-source. Essas qualidades geram uma facilidade enorme pra quem se propõe a desenvolver para a plataforma. A linguagem que o Arduino utiliza se baseia na linguagem C/C++, que se trata de uma linguagem amplamente documentada e difundida em todo mundo, não sendo esse um empecilho na hora de programar. Os componentes eletrônicos usados na construção da placa também são documentados com Datasheets que contém suas especificações. Com um conhecimento mínimo de eletrônica é possível à construção de alguns projetos. Por se tratar de uma plataforma com código aberto, é muito grande o número de informações e projetos disponíveis na comunidade. Em outros micro controladores como o PIC, por exemplo, que utiliza como linguagem de programação o Assembly, o desenvolvimento se torna mais complexo por se tratar de uma linguagem de baixo nível, exigindo mais do desenvolvedor, contrariando os conceitos de usabilidade que prima pela otimização do tempo gasto em um projeto. O usuário também é beneficiado quanto à usabilidade, visto que o Arduino pode ser integrado com outras linguagens para a criação de interfaces amigáveis e de simples entendimento. Pode ser integrado com linguagens voltadas para Web como o PHP, Java EE, pode ser interligado também com tecnologias móveis como Androide, IOS , assim como linguagens para Desktop como o Python, Java SE, Visual Basic. As possibilidades quanto à interface de interação usuário-casa são inúmeras, cabendo ao desenvolvedor identificar qual a melhor a ser utilizada no projeto e que atenda às necessidades e a realidade dos usuários. Sendo o valor real de um projeto estável de automação. Outro fator que contribui para a formação de valores é a mão-de-obra do Integrador da tecnologia. Esse valor é definido de acordo com cada empresa e cada profissional.

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Domótica e a Saúde

A domótica assim como várias outras tecnologias, não somente aumenta o ego de quem às possui ou apenas visa economizar energia e preservar o meio ambiente, mas também auxilia as pessoas no cotidiano. Uma pessoa portadora de deficiência, muitas vezes têm dificuldades para realizar tarefas rotineiras do lar. Um cadeirante, por exemplo, pode não conseguir ligar determinado aparelho elétrico, por este se encontrar em algum lugar alto, ou até mesmo ligar uma lâmpada de uma casa que não foi planejada e seu interruptor está inacessível para o cadeirante. Ligar a lâmpada apenas com um toque pelo aparelho celular pode parecer simples, mas para uma pessoa com deficiência motora é uma necessidade. Segundo a tecnologia também pode ajudar no tratamento de pessoas doentes, idosos e crianças. Câmeras ligas à Internet podem monitorar essas pessoas à distância. Esses produtos eletrônicos estão se tornando cada vez mais baratos, que alguns hospitais já aderiram, liberando mais leitos hospitalares.

DOMÓTICA APLICADA

Esse capítulo abordará aspectos práticos sobre Domótica, assuntos como, a figura responsável pela implantação da AR, as vantagens e desvantagens da AR e do uso do Arduino para a mesma, os níveis da automação desejada e alcançados e os subsistemas dentro da Domótica. Esse capítulo também mostrará como o Arduino se comporta frente à aplicação da Domótica.

17 Como visto antes a Domótica visa inteirar homem-casa seja pela necessidade ou por opção. A finalidade deste projeto é mostrar como o uso do Arduino em um projeto de Automação Residencial pode ser tão eficiente e eficaz quanto, ou melhor, que as outras tecnologias disponíveis, sem contar no Lowcost e nas outras vantagens já citadas antes. Existem diversas tecnologias e dispositivos controladores disponíveis no mercado para a aplicação na Domótica, O Arduino não deve ser tratado como uma plataforma específica para a Domótica se trata de uma tecnologia bastante versátil e se adapta há diversas situações. É bastante comum seu uso em projetos de robótica e estudos de computação física em geral. Como é uma plataforma relativamente nova, seu uso está cada vez mais comum e crescendo, pois é um ambiente novo e de novas possibilidades. Sendo assim, está sendo aproveitado e muito bem no mundo da Domótica.

As Vantagens e Desvantagens da Domótica e do Arduino

As vantagens da Automação Residencial são inúmeras. Podem-se destacar as seguintes:

• Uso mais consciente e racional da energia elétrica;
• Preservação Ambiental Indireta;
• Conforto e comodidade com o uso das diversas possibilidades de Automação tais como: iluminação, áudio, vídeo, TV, segurança (alarme, CFTV), ar condicionado, acionamento automático (portas, persianas, cortinas, eletrodomésticos) e etc.; Monitoração à distância; Valorização do Imóvel.

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Os Principais Subsistemas da Domótica

A Automação Residencial está crescendo e como toda tecnologia sempre surge novos produtos, novas técnicas, novas ideias para sua melhoria.

Sistemas de Iluminação

O Sistema de Iluminação é a porta de entrada para novos usuários no mercado de Automação Residencial. Como mostrado anteriormente, seu uso vêm desde o início da tecnologia X10 na década de setenta, onde os usuários já utilizavam acendimento automático e dimerização. “Sistemas inteligentes de iluminação podem acentuar os detalhes arquitetônicos de uma sala ou criar um clima especial, seja ele romântico ou festivo. Ligando e desligando automaticamente, podem proteger uma casa de intrusos, fazendo-a parecer ocupada na ausência de seus proprietários. Economia de eletricidade é outra vantagem, pois a intensidade de luz é regulada conforme a necessidade e as lâmpadas não precisam ficar totalmente acesas como acontece normalmente. Os sistemas inteligentes também dão apoio ao Home Theater, propiciando a iluminação correta para cada uso (assistir programas no telão, ouvir música, etc.).

Climatização

O subsistema de Climatização, também conhecido como Sistema HVAC, engloba o Ar- Condicionado, Ventilação e o Aquecimento. O sistema deve disponibilizar o controle da climatização da residência através de comandos, sejam eles de ligar ou desligar, manual ou automático para a central controladora. O HVAC também pode ser controlado pela internet ou celulares, assim como os demais subsistemas. (Osório et al., 2010).

20 Exemplo: O ar condicionado programado para ligar quinze minutos antes de o usuário chegar em casa após o trabalho, ou mesmo o aquecedor no dias frios. Isso feito de forma automática pelo sistema, ou pelo usuário, através da internet.

Controle de Portão

Esse sistema tem o objetivo de acionar remotamente, automaticamente, o fechamento ou abertura de portões Pode parecer um controle sem muita importância, mas aliado ao sistema