Home

faculdade de tecnologia e ciências sociais aplicadas

Contents

1. eeeeeneceeeeeeeeeeseecnaeenseeneees 104 Figura 4 23 C digo fonte para controle do LED vermelho do modo manual 105 Figura 5 1 Testes do motor DC fixado na janela 108 Figura 5 2 Primeira vers o do circuito constru do para o motor DC 108 Figura 5 3 Vers o final do circuito do motor DC a 109 Figura 5 4 Chaves push button ligadas ao PIC e reeeerreeae 109 Figura 5 5 Chaves microswitch fixadas nas canaletas 109 Figura 5 6 Primeira vers o do circuito constru do para o sensor de chuva 110 Figura 5 7 Vers o final do circuito de controle do sensor de chuva 111 Figura 5 8 Compara o do primeiro com o segundo sensor 112 Figura 5 9 Chaves Magnetic Reed Switch coladas na Jamela cccceescceesseceeeseeeenteeees 112 Figura 5 10 Teste de envio de SMS pelo terminal Tera Term 00 0 eee eeeeeneeeeeeeeeee 113 XII XIV Figura 5 11 Conector serial DB9 com os pinos soldados 00 0 eee eeseceeeeeneeenseenteeeeeeeeees 114 Figura 5 12 Placa conversora com PIC MAX232 e DB9 oe eeecceceseceenteeeenteeeenseeees 115 Figura 5 13 Placa com o circuito final completo a 116 Figura 5 14 Sete pares de pinos do circuito de controle do PIC i 117 Figura 5 15 Prot tipo
2. VDD gt RB7 T1OSI PGD RB6 T10S0 T1CKI PGC PIC16F627A 628A 648A e gt RBS e gt RB4 PGM Figura 3 12 Pinagem do PIC 16F628A com encapsulamento PDIP FONTE Microchip Technology 2007 p 4 Pino Fun o Tipo Descri o 1 RA2 AN2 Vref Entrada sa da PORTA bit 2 Entrada do comparador anal gico Sa da da tens o de refer ncia 2 RA3 AN3 CMP1 Entrada sa da PORTA bit 3 Entrada do comparador anal gico Sa da comparador 1 3 RA4 TOCKI CMP2 Entrada sa da PORTA bit 4 Entrada de clock externo do timer 0 Sa da comparador 2 Esse pino possui sa da com dreno aberto 4 RAS MCLR VPP Entrada PORTA bit 5 Reset CPU Tens o de programa o 5 VSS Alimenta o Terra 6 RBO INT Entrada sa da PORTB bit 0 Entrada de interrup o externa 7 RBI RX DT Entrada sa da PORTB bit 1 Recep o USART modo ass ncrono Dados modo s ncrono 8 RB2 TX CK Entrada sa da PORTB bit 2 Transmiss o USART modo ass ncrono Clock modo s ncrono 9 RB3 CCP1 Entrada sa da PORTB bit 3 Entrada ou sa da do m dulo CCP 10 RB4 PGM Entrada sa da PORTB bit 4 Entrada de programa o LVP 11 RB5 Entrada sa da PORTB bit 5 12 RB6 TIOSO TICKI PGC Entrada saida PORTB bit 6 Entrada do oscilador do TMR1 Entrada de clock do TMRI Clock na programa o ICSP 13 RB7 TIOSI PGD Entrada sa da PORTB bit
3. 65 Figura 3 16 Logo do programa PIC C Compiler 65 Figura 3 17 Tela do PIC C Compiler wa cic cine tenta narpasce sales needa 66 Figura 3 18 Logo do programa PICHIDO 2x uisaspgnsimdadeia sl sppeeasagiavados ga fatia del vada lap get itadiaa as 67 Figura 3 19 Conector ICSP do PICkKit2 ssa cesaceesesestieerd netteasee deta passe aaa gSai tania samag as 67 Figura 3 20 Gravadora PICHIDO si OG eet 67 Figura 3 21 Kit do Gravador PICKIDO rrenan 68 Figura 3 22 Tela de grava o do programa PICKIDO 69 Figura 3 23 Chave de fim de curso reed switch rr erereerreaneceraanea 70 Figura 3 24 Magnetiza o da chave de fim de curso 70 Figura 3 25 Medidas em mil metros do reed switch re eereeaneeraaernanos 71 Figura 3 26 Medidas em mil metros da chave push button ceara 72 Figura 3 27 Chaves push button sem Wav aisicssicssocecicca ised dasenoeccesden ss E bnsla ada nei Gai pata igacansigado 12 Figura 3 28 Medida em mil metros da chave gangorra ssessssssessessseesseesseressseessressses 13 Figura 3 29 Chave gangorra redonda azul rrenan 73 Figura 3 30 Placa de fibra de vidro e cobre encapada com papel filme transparente 74 Figura 3 31 Desenho das trilhas de cobre utilizando caneta permanente 74 Figura 3 32 Partes expostas corro das pelo percl
4. void modeAutomatic void void enviaMsg aberto void void enviaMsg fechado void void LedAuto void void LedManual void void PiscaLedErro int x void main ut put_high PIN_B utput_high PIN_B hile input PIN A utput_low PIN_B5 6 utput_low PIN_B _ms 100 hile true OO E EOC o D w a E if input PIN A4 modeAutomatic else LedManual modeManual void modeManual void if input PIN_AO if input PIN A output high PIN B3 while input PIN Al delay ms 150 output low PIN B3 else PiscaLedErro 3 if input PIN_A2 if input PIN A3 output high PIN B4 while input PIN A3 delay ms 150 output low PIN B4 else PiscaLedErro 3 void modeAutomatic void output low PIN B5 output high PIN B6 delay ms 50 output low PIN B6 delay ms 900 1f input PIN BO amp amp input PIN A3 delay ms 300 if input PIN BO output high PIN B6 output high PIN B4 while input PIN A3 delay ms 150 output low PIN B4 enviaMsg fechado output low PIN B6 if input PIN_BO amp amp input PIN_A1 output high PIN B6 output high PIN B3 while input
5. Erase Blank Check merr Program Memory V Enabled Hex Only v Source C Braga Desktop PIC Piclexemplo_c hex hs PEN Dnis Auto Import Hex V Enabled Hex Only Write Device FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF Read Device FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF Export Hex File SE PE PEER EE ERSTE EE FE FE FE FF FF FF TPS FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF PICkit 2 Figura 3 22 Tela de grava o do programa PICkit2 8 O programa PICkit2 carrega o c digo fonte j compilado e faz a grava o no PIC Al m disso foi a interface entre o computador e o microcontrolador Essa interface entre o PIC e o computador capaz de ler e gravar dados no PIC verificar a integridade do c digo e apagar a mem ria do PIC 3 4 Chaves Paralelamente ao sensor de chuva na detec o da gua para o fechamento da janela est o os bot es verde e vermelho Esses t m a fun o de abrir e fechar a janela quando o sistema estiver no modo manual 3 4 1 Chave de Fim de Curso A chave de fim de cuso foi respons vel pela monitoriza o da porta da janela Esta foi de f cil instala o e foi fixada com cola quente na madeira 70 3 4 1 1 Detalhamento da Chave de Fim de Curso As chaves fim de curso utilizadas no projeto s o do tipo Magnetic Reed Switch e s o vendidas em pares Possuem o contato interno normalmente aberto NA e t m a cor do encapsulamento branca e de pl st
6. es 99 4 5 3 C digo fonte do programa principal rear 99 4 5 4 C digo fonte para o bot o verde e vermelho no Modo Manual 100 4 5 5 C digo fonte para a chave no Modo Autom tico 00 0 eeeeeseeceeeteeeenteeeeneees 101 4 5 6 C digo fonte para o envio de mensagem de Janela Aberta 103 4 5 7 C digo fonte para enviar mensagem da Janela Fechada 103 4 5 8 C digo fonte para controle dos LEDS 0 eee eeesceeeeseeeesteceesneeeeneceeneeeeaees 104 4 5 9 C digo fonte para controle dos LED vermelho do modo manual 105 CAPITULO 5 TESTES E RESULTADOS eee 106 5 1 Descri o da Area de Aplica o do Projeto ccsscsscssessessesssssessstsstesesstesesseeseesen 106 5 2 Descri o das Etapas dO PrOjeto ccccszasdenscessastcscetavasacaysoascqenghedeanasounsendqo tem toceansend 106 DiS TESTES ie Se ISI SI E OE SE RD 107 5 3 1 Testes com o motor DC 22 45 ie eindat hon anne ek ain 107 5 3 2 Testes como sensor de Chuva pes acini ctenia evecare et dee 110 5 3 3 Testes com as chaves fim de curso ss ess ssn devoted Nant seas 112 5 3 4 Testes com o modem GSM ssssesesessesseseresesrrsseessrserssresseseresresseseresressesererees 113 5 3 0 Testes com o PIC ca E DA E R 114 Jd Resultados rtin ae TR Eo NERE ET 115 SA Circuito Finalna Placas sig a i a eo RS RGR a
7. FRANCHI C M amp CAMARGO V L A 2008 Controladores L gicos Program veis Sistemas Discretos 1 ed S o Paulo SP Brasil Erica FRANCISCO A 2009 Motores El ctricos 2 ed Lisboa Portugal Lidel Edi es T cnicas Etep Edi es T cnicas e Profissionais Livrimpor Livros T cnicos GON ALVES B S 2010 Sistema Operacional para Microcontroladores Orientador Prof Tony In cio Silva Data do artigo 7 de maio de 2010 Acesso em 9 de outubro de 2010 dispon vel em Diretoria de Pesquisa e P s Gradua o DPPG http www dppg cba ifmt edu br blogs 2010 grupo3 p 22 129 GSM World 2010 GSM Acesso em 2 de setembro de 2010 dispon vel em GSMA GSM World http www gsm org technology gsm index htm HIGASHI C 2010 Tudo que o SIM Card pode fazer por voc Data da reportagem 2 de mar o de 2010 Acesso em 26 de outubro de 2010 dispon vel em UOL Mobile Tecnologia http webinsider uol com br 2010 03 02 tudo que o sim card pode fazer por voce INFOREDE 2010 Command Guidelines Acesso em 17 de setembro de 2010 dispon vel pela InfoRede http www inforede net Network FAQ 20Hayes htm INTELLIGENT BUILDINGS INSTITUTE IBI 2010 Acesso em 15 de outubro de 2010 dispon vel em Smart Accelerate http www ibuilding gr definitions html JOS A 2009 Microcontroladores Data do documento 19 de julho de 2009 Serpa Portugal Acesso em 26 de outubro de 2010 dispon
8. 18 a diferen a do funcionamento do motor de m permanente ao do motor DC convencional est na forma de se gerar o campo magn tico do indutor Em vez de ser gerado pela corrente el trica como o caso dos motores DC convencionais gerado por m s permanentes Para seu funcionamento basta ligar os dois condutores que ligam os enrolamentos do induzido atrav s do conjunto escovas e coletor demonstrado na Figura 2 18 49 Assim de acordo com Fitzgerald Kingsley amp Umans 2008 p 369 os m s permanentes n o necessitam de excita o externa e n o dissipam a pot ncia para criar campos magn ticos m permanente Tens o DC Rotor Escova Figura 2 18 Liga o do motor de m permanente FONTE Francisco 2009 p 18 Para Braga 2008 o controle de motores de m s permanentes exige uma tecnologia especial que gra as ao uso de microcontroladores est dispon vel de forma eficiente e barata em nossos dias facilitando bastante a vidas dos projetistas que pretendem trabalhar com esses dispositivos 2 7 3 Ponte H Existem algumas solu es que podem ser implementadas eletronicamente para utiliza o de motores DC juntamente com o controle do seu sentido de giro Sendo que a mais popular utilizada e conhecida a Ponte H A origem desse nome veio devido topologia do circuito que lembra um H quando montado como pode ser visto na Figura 2 19 Este circuito est dispon v
9. AARE wu Copyright 1954 2005 Custom Comeuter Sarices inc At Rotts Reserved C Users Braga Desktop PIC Pic teste_serial c Figura 3 17 Tela do PIC C Compiler teste serial O PIC C Compiler compila c digos gravados com a extens o c Para a compila o necess rio o pressionamento da tecla F9 Em seguida oito arquivos com o mesmo nome s o gerados no mesmo local por m com extens es diferentes como cof err hex Ist PJT sta sym e tre 67 3 3 5 Kit de Grava o PICkit2 O programa PICkit2 da Microchip na vers o 2 61 conforme Figura 3 18 atualiza e grava qualquer linguagem de programa o Al m de contar com analisador l gico de tr s canais e conversor Possui TTL sobre USB que permite comunicar o computador diretamente com PIC Figura 3 18 Logo do programa PICkit2 O programa uma ferramenta de desenvolvimento de baixo custo com uma interface f cil de usar para programa o e depura o em fam lias do PIC O soquete azul de grava o ou conector ICSP mostrado na Figura 3 19 suporta PICs de 8 14 18 20 28 e 40 pinos O conector ICSP In Circuit Serial Programming permite gravar do PIC diretamente placa _ PIC 18 pinos Figura 3 19 Conector ICSP do PICkit2 A Figura 3 20 mostra a gravadora e depuradora do PICkit2 Esta foi montada e distribu da pela empresa Rob tica Simples O
10. ALAM Proteus oa aa a a A ie ule alee a DE 89 4 4 2 Circuito completo no ProteUS cc ceeesccesscecesececesececeeceeceeceecseeeecseeeeeneeeenas 89 4 4 3 Circuito do Sensor d Ch vd ss ARTES ES ga 90 4 4 3 1 Primeiro Circuito de Calibra o do Sensor de Chuva 90 4 4 3 2 Circuito Final de Calibra o do Sensor de Chuva 91 44 A Circuito do motot DO aaa eisie Nelli t ols pal set Nest abide ues 92 4 4 4 1 Primeiro Circuito de Ponte H de Controle do Motor DC 92 4 4 4 2 Circuito Final de Ponte H para Controle de Motor DC 93 4 4 4 3 Funcionamento do Circuito do Motor DC 94 AAA A Circuito de Ponte Flo Gata Bead Sis areata te Sotho Bote sa ariei e oa eg 94 44 5 AC CUI da Chaves sas aa a aves tans a Se ada hed a 95 4 4 5 1 Circuito da Chave Fim de Curso com as Chaves Push Button 95 4 4 5 2 Circuito da Chave Gangorra no Modo Manual Autom tico 96 4 4 5 3 Circuito dos LED indicativos manual e autom tico i 97 4 4 0 Circuito do MAX2 32 sta ado ee en caste EE o SE ESETRE SaS EaI 97 4 5 Detalhamento do c digo fonte lt 25 scciacsciseacesssedcnensscseacecessdedasnscadevensdantanestad couededeveneds 98 4 5 1 C digo fonte com as diretivas de pr compila o sessseeesseeesessesseessseeessee 98 4 5 2 C digo fonte dos prot tipos das fun
11. Assim n o h enrolamento de campo O uso desses m s no lugar de enrolamentos de campo oferece vantagens de custo reduzido e constru o mais simples Tamb m apresenta maior rendimento devido aus ncia de perdas no cobre do enrolamento de campo TORO 1994 p 322 Segundo Francisco 2009 p 17 o indutor constitu do por dois ou mais m s permanentes O induzido constitu do por um n cleo ferromagn tico uma estrutura de estator lisa consistindo em uma carca a cil ndrica externa de material magn tico permanente A carca a do motor completa o circuito magn tico e tem um duplo prop sito feita de material magn tico servindo de caminho de retorno para o fluxo magn tico e serve de suporte para os m s ilustrado na Figura 2 16 FITZGERALD KINGSLEY amp UMANS 2008 p 369 48 Figura 2 16 Motor DC de m permanente desmontado FONTE Fitzgerald Kingsley amp Umans 2008 p 370 Baseado em Francisco 2009 p 18 quando o motor alimentado ele roda em um determinado sentido e invertendo a polaridade da tens o de alimenta o ele roda em sentido contr rio As setas indicam o sentido de magnetiza o dos mas permanentes de acordo com a Figura 2 17 Aumentando ou diminuindo a tens o de alimenta o a velocidade do motor aumenta ou diminui respectivamente Figura 2 17 Motor de m permanente com n cleo de ferro FONTE Pazos 2002 p 198 Segundo Francisco 2009 p
12. Brushed Direct Current bps Bit per second unidade de transmiss o de dados de bits por segundo CA Corrente Alternada CC Corrente Cont nua CD Compact Disc CDHU Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano CD ROM Compact Disc Read Only Memory CO G s carb nico CPU Central Processing Unit CSC Custom Computer Service CTIA International Association for the Wireless Telecommunications Industry DB9 Data Bus 9 DC Direct Current DCE Data Circuit terminating Equipment DTE Data Terminal Equipment EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EEPROM Erasable Electronically Programmable Read Only Memory EUA Estados Unidos da Am rica F Farad unidade de capacit ncia g Grama unidade de medida de massa XVII GHz Giga hertz 10 GND Ground terra aterramento GPRS General Packet Radio Services GSM Global System for Mobile Communications H CO cido carb nico H O Agua HEX Hexadecimal VO Input Output IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica IBI Intelligent Buildings Institute ICSP In Circuit Serial Programming IDE Integrated Development Environment ITech Informat Technology KB Kilobyte kbit s Kilobit por segundo unidade de transmiss o de dados de 1000 bits por segundo kbps Kilobit por segundo unidade de transmiss o de dados de 1000 bits por segundo kHz Kilohertz unidad
13. Kit do Modem G24 GMS da iTech 3 6 2 Comandos AT Os comandos AT em ingl s chamados de Hayes AT Commands s o usados para configurar e solicitar alguns servi os nos modems como fazer discagem de chamadas de voz enviar e receber SMS atrav s de redes celulares de tecnologia GSM prover auto resposta e verificar a qualidade do sinal GSM Neste projeto foi usado um computador com o programa Tera Term onde foi poss vel digitar as configura es para enviar comandos AT para o Modem Para a comunica o do PIC com o modem G24 foi usada uma conex o serial Por m pode se usar 80 conex o RS232 ou conex o USB mas n o ambas simultaneamente Assim o usu rio possui dois tipos de conex es para estabelecer uma sess o de AT Commands com o modem Um sistema b sico de configura o cont m um modem e um terminal O modem denominado DCE Data Communication Equipment ou equipamento de comunica o de dados E o terminal Tera Term pode ser referido como o DTE Data Terminal Equipment ou equipamento terminal de dado O padr o estabelece um conjunto de normas f sicas de conex o e ainda n veis l gicos cabeamento e opera es MANUAL G24 SERIAL DATA MODEM 2010 p 5 Segundo a InfoRede 2010 os comandos AT s o o conjunto de linhas de comandos que s o utilizadas para comunica o e configura o de modems S o constitu dos por conjuntos de caracteres ASCII no qual s o inicializadas pelo prefixo AT O p
14. PIN A l delay ms 150 output low PIN B3 enviaMsg aberto output low PIN B6 void enviaMsg_aberto void delay_ms 500 fprintf modem AT r delay_ms 1000 fprintf modem AT amp KO r delay_ms 1000 fprintf modem ATEO r delay_ms 1000 s s s ct ct ct fprintf modem AT CMGF 1 r delay_ms 1000 fprintf modem AT CMGS 556178154410 r delay ms 3000 fprintf delay m 3000 modem NOTIFICACAO A janela foi aberta 135 putc 0xla putc Oxla putc Oxla void enviaMsg_fechado void delay_ms 500 fprintf modem AT r delay_ms 1000 fprintf modem AT amp KO r delay_ms 1000 s s MS r fprintf modem ATEONr delay ms 1000 s s s ct r fprintf modem AT CMGF 1 r delay_ms 1000 fprintf modem AT CMGS 556178154410 r delay_m fprintf modem NOTIFICACAO A janela foi fechada delay ms 3000 putc 0xla putc Oxla putc Oxla 3000 void LedManual void output low PIN B6 output high PIN B5 void PiscaLedErro int x int i 0 for i 0 i lt x i output low PIN B5 delay ms 100 output high PIN B5 delay ms 100
15. chamada de rotor e tem um bobinado atrav s do qual circula a corrente el trica cont nua O estator produz um campo eletromagn tico constante Assim quando uma corrente circula atrav s da bobina do rotor se produz uma for a que tende a movimentar os condutores da bobina do rotor J o comutador que troca o eletro m o campo de posi o para o motor funcionar PAZOS 2002 p 191 De acordo com Pazos 2002 p 185 os motores de corrente cont nua t m um par de terminais que devem ser ligados em uma fonte de alimenta o A polaridade da fonte que determina o sentido de rota o do eixo do motor e seu movimento suave e cont nuo O motor DC gira continuamente quando aplicada uma tens o cont nua e gira ao contr rio quando muda a polaridade Dependendo da tens o se consegue mais velocidade Na Figura 2 14 ilustra se o princ pio de funcionamento da rota o dos motores DC de corrente cont nua O rotor tem comutador escovas e ranhuras para os enrolamentos 46 Estator Rota o 4 Comutador N gt Escova ASX Figura 2 14 Principio de funcionamento do motor de corrente continua FONTE Pazos 2002 p 192 2 7 2 Motor DC de ima permanente Os motores de m permanente tamb m s o conhecidos como Permanet Magnet Direct Current Motor PMDC ou Brushed Direct Current Motor BDC Francisco 2009 p 18 relata que os motores DC de m s permanentes s o utilizados em uma ampla var
16. o verde if input PIN_AG nn if tinput PIN_A1 lt output high PIN B3 while tinput PIN A1 43 Verifica a chave fim de curso e delay ms 156 aciona o giro do motor no sentido i output low PIN B3 anti hor rio para abrir a janela else i PiscaLedErro 3 comi A o j estabelecida Verifica o bot o vermelho if input PIN A2 4 0 if finput PIN_A3 lt output high PIN BH while tinput PIN A3 4 gt Verifica a chave fim de curso B e delay ms 156 aciona o giro do motor no sentido output low PIN BH gt else PiscaLedErro 3 A o j estabelecida hor rio para fechar a janela Figura 4 18 C digo fonte para os bot es abre e fecha no modo manual 4 5 5 C digo fonte para a chave no Modo Autom tico Nesse peda o do c digo de acordo com a Figura 4 19 comandada a fun o do programa no modo autom tico mode Automatic Seu objetivo primeiramente alterar o LED que deve permecer ligado trocando o de cor vermelha PIN B5 pelo de cor azul PIN B6 Logo em seguida o sensor de chuva PIN BO verificado e a sua ativa o conferida Assim possivel saber se esse est molhado ou n o E em seguida feita a confer ncia da posi o atual da janela por meio dos sensores de fim de curso Logo ap s essa checagem se o sensor de chuva PIN BO estiver acionado e a janela estiver aberta o PIC ent o aciona o motor PIN B4 para a movimenta o da ja
17. ricos internos e excelente velocidade de execu o O microcontrolador definido em Souza 2005 p 21 como um pequeno componente eletr nico dotado de uma intelig ncia program vel utilizado no controle de processos l gicos Segundo Zanco 2005 p 30 o microcontrolador uma CPU de pequeno porte capaz de executar um conjunto de tarefas denominadas instru es Souza 2005 p 22 assevera que em uma nica pastilha de sil cio encapsulada existem todos os componentes necess rios ao controle de um processo Dessa forma o microcontrolador est provido internamente de mem ria de programa mem ria de dados portas de entrada sa da paralela timers contadores comunica o serial PWMs conversores anal gico digitais entre outros 2 6 3 Programa o de PICs em C Para Pereira 2005 p 18 o uso da linguagem C permite a constru o de programas e aplica es muito mais complexas do que seria vi vel utilizando apenas o Assembly Al m disso permite uma grande velocidade na cria o de novos projetos devido s facilidades de programa o e sua portabilidade 44 Conforme Pereira 2005 p 18 a linguagem C considerada uma linguagem de alto n vel eficiente pois permite que o programador preocupe se mais com a programa o da aplica o Outro aspecto favor vel da utiliza o da linguagem C a sua efici ncia pois permite adaptar programas de um sistema para outro Atu
18. www weiku com br possui janelas e persianas automatizadas para a venda onde s o acionadas por motores com o uso de controle remoto ou chave como pode ser observado na Figura 2 2 Figura 2 2 Janelas e persianas automatizadas FONTE Weiku 2010 p 24 A empresa DryLanai p gina na web http www drylanai com disponibiliza a venda de sensores de chuva automatizados para resid ncias segundo constatado na Figura 2 3 O Zz sistema da DryLanai wireless este detecta a chuva e fecha automaticamente janelas e 33 persianas Assim que a primeira gota de chuva detectada um sinal sem fio enviado central Wall Controler que permite o fechamento da janela O sensor possui dimens es de 6 5 cm de altura e 4 5 cm de di metro na base e vem com uma bateria que dura at cinco anos A empresa afirma que o sensor inteligente e que somente gotas de chuva real podem ativar o sensor Figura 2 3 Sensor de chuva automatizado FONTE DryLanai 2010 S o fabricados na China v rios produtos eletr nicos que est o venda no site Alibata com A vendedora Anggie Li da empresa Guangdong Galuminium Group colocou venda no site um kit com sensor de chuva e com sensor de vento ajust veis a janelas de v rias posi es e alturas Estes sensores podem ser vistos na Figura 2 4 por m o sensor de chuva pode ser observado com maior clareza Figura 2 4 Janela com sensor de chuva e de vento automa
19. 3 16 desenvolvido pela empresa Custom Computer Service CSC A import ncia do compilador C foi a sua funcionalidade no desenvolvimento de um projeto Figura 3 16 Logo do programa PIC C Compiler 66 Este programa oferece uma su te de ferramentas para desenvolvimento e depura o de aplicativos embutidos em execu o nos PICs Assim este programa foi usado para a compila o do c digo desenvolvido em C durante a sua implementa o Esse programa al m de compilar mostra os avisos e erros al m do uso de mem ria RAM e ROM do programa como mostrado na figura 3 17 I Pew c Compiler IDE pa Ea File Project Edit Options Compile View Tools Debug Help be Bats amp Momnumn E6 teste serial c exemplo_e c Hinclude lt 16F628 h gt fuses INTRC_IO NOLUP NOWDT PUT BROWNOUT E CCS PCM C Compiler Version 3 249 fuse delay clock 4068000 fuse rs232 baud 9686 xmit pin_B2 rcu pin_B1 PRE Registered to as Victroncs Ltda Ricardo Gonzalez Cepeda maint while true output b 1 delay ms 2006 output b 0 delay ms 2000 de print c AaAt r delay ms 1500 output high pin b3 prince UAT CHGF 14r delay ns 1560 output low pin Db3 prince VAT CHES TBISANTEV APIS o delay ms 1508 output_high pin_b3 printf Teste modulo GSM com PIC16F628 delay ns 1500 output low pin b3 pute 26 while 1 pute gete gt gt
20. 7 Entrada do oscilador do TMRI Dados na programa o ICSP 14 VDD Alimenta o Alimenta o positiva 3V a 5V 15 RA6 OSC2 CLKOUT Entrada sa da PORTA bit 6 Entrada para cristal oscilador Sa da de clock 16 RA7 OSC1 CLKIN Entrada sa da PORTA bit 7 Entrada para cristal oscilador Entrada de clock externo 17 RAO ANO Entrada sa da PORTA bit 0 Entrada do comparador anal gico 18 RAI AN Entrada sa da PORTA bit 1 Entrada do comparador anal gico LVP Baixa voltagem de programa o ICSP Programa o in circuit Dreno aberto Uma fonte de alimenta o externa deve ser aplicada ao pino Quadro 3 2 Significado das nomenclaturas dos pinos do PIC 16F628A FONTE Zanco 2005 p 37 63 Observa se a pinagem escolhida segundo a Figura 3 13 Nela atenta se a configura o de cada componente no PIC 16F628A 1 Chave push button vermelha para fechar a janela no modo manual 2 Chave fim de curso reed switch 3 Chave gangorra que controla o modo autom tico e manual 4 N o utilizado 5 Terra 6 Circuito do Sensor de Chuva 7 MAX232 no pino 12 R1 out 8 MAX232 no pino 11 T1 9 Circuito do motor que move para esquerda 10 Circuito do motor que move para direta 11 LED indicativo na cor vermelha para o modo manual 12 LED indicativo na cor azul para o modo autom tico 13 N o utilizado 14 Fonte de Alimenta o de 5V 15 N o utilizado 16 N o utilizad
21. Acesso em 2 de novembro de 2010 dispon vel em Obra24horas http www obra24horas com br entrevistas index cfm fuseaction dsp entrevistas exibir amp id _entrevista 22 27 20 2C 20 0A CIRCUIT SHOP 2010 MAX232 Acesso em 25 de outubro de 2010 disponivel em Circuit Shop http circuitshop com br loja popup_image php pID 22 COMUS GROUP 2006 Datasheet reed switch Acesso em 22 de outubro de 2010 dispon vel em Comus International http www comus be products GC 203336 pdf COVEY N 2008 Flying Fingers The Nielsen Company Data da reportagem novembro de 2008 Acesso em 25 de setembro de 2010 disponivel em Nielsen Telecom Practice Group Consumer Insight http ens nielsen com content nielsen en_us insights consumer_insight issue_12 flyin_ CRISTAL LINE 2008 Lan amento Nacional e Apresenta o na Feicon Acesso em 20 de outubro de 2010 dispon vel em Cristal Line http www cristallinevidros com br feicom htm DRYLANAL 2010 Rain Sensors Acesso em 22 de outubro de 2010 dispon vel em Dry Lanai http www drylanai com technology rain sensor html FIGUEROLA V 2006 Casa Jetsons Revista AU Arquitetura e urbanismo Volume 21 N mero 148 P ginas 84 87 Data da reportagem julho de 2006 Editora PINI fingers html FITZGERALD A E KINGSLEY J C amp UMANS S D 2008 M quinas El tricas Com Introdu o Eletr nica de Pot ncia 6 ed A Laschuk Trad Porto Alegre RS Brasil Bookman
22. Dessa forma para a comunica o do modem GSM com o MAX232 foram usados apenas tr s pinos dos conectores DB9 o pino 2 RXD que recebe os dados do modem o pino 3 TXD que transmite os dados do MAX232 para o modem e o pino 5 GND que o terra Como ilustrado na Figura 3 2 o pino do cabo serial que o terra ligado com o outro pino terra 5 5 J os pinos 2 e 3 s o cruzados 2 3 e 3 2 porque o pino que transmite dados tem que estar ligado no pino que recebe dados do outro lado e vice versa Ent o o pino RX ligado no TX e o pino TX ligado no RX MODEM GSM Figura 3 2 Os tr s pinos utilizados nos conectores DB9 3 1 1 PL 2303 Prolific USB to Serial Bridge Controller O programa PL 2303 Prolific USB v 130 conforme Figura 3 3 um controlador de alto desempenho que fornece uma ponte de conectividade entre o USB e uma interface de 55 porta serial Com as facilidades proporcionadas pela porta USB o usu rio tem a capacidade de utilizar o perif rico com a interface de porta serial em um ambiente f cil de usar O driver do cabo serial suporta mais de 1mbps de transfer ncia de dados Prolific USB to Senal Comm Port E COMS Figura 3 3 Logo do programa PL 2303 Prolific USB 3 1 2 Conversor de Nivel TTL para RS232 Para que o modem GSM possa se comunicar com o microcontrolador MCU necess rio saber como essa comunica o acontece O MCU se comunica usando os n veis
23. Figura 4 6 Primeiro circuito constru do para o sensor de Chuva 91 Figura 4 7 Circuito do sensor de chuva final errar 92 Figura 4 8 Primeiro circuito de Ponte H para o motor DC 93 Figura 4 9 Circuito final de Ponte H para o motor DC 94 Figura 4 10 Circuito de Ponte H para o motor DC eeseceseeeeeeeeneecaecnseeseeeeeneees 95 Figura 4 11 Liga es das chaves fim de curso e push button re 96 Figura 4 12 Liga o da chave manual autom tico serra 96 Figura 4 13 Indica o tica dos modos manual autom tico 97 Figura 4 14 Liga o do MAX232 com o modem GSM e 0 PIC wu eee eee eeseceseeeeeeeeneees 98 Figura 4 15 C digo fonte com as diretivas de pr compila o ce eeeceeeseeeesseeeenteeeenes 99 Figura 4 16 C digo fonte dos prot tipos das fun es 99 Figura 4 17 C digo fonte do programa principal 100 Figura 4 18 C digo fonte para os bot es abre e fecha no modo manual 101 Figura 4 19 C digo fonte para a chave no modo autom tico 102 Figura 4 20 C digo fonte para o envio de SMS de janela aberta 103 Figura 4 21 C digo fonte para o envio de SMS de janela fechada 104 Figura 4 22 C digo fonte para controle dos LEDS
24. INTRODU O que apresenta a motiva o do projeto suas restri es os principais objetivos a metodologia de pesquisa o diagrama de blocos e tamb m toda estrutura desse trabalho No cap tulo 2 s o apresentados os FUNDAMENTOS TE RICOS com descri o dos principais assuntos abordados fazendo men o aos conceitos de dom tica Smart Houses Smart Buildings janelas automatizadas rede GSM mensagens SMS SIM Card chaves eletromec nicas motor el trico e PIC 16F628A abordando esses assuntos de maneira que se ad qiiem ao objetivo final proposto por esse trabalho de pesquisa No cap tulo 3 encontra se a DESCRI O DO HARDWARE utilizado em todo o projeto detalhada a especifica o dos componentes do kit de controle de comunica o serial configura o do PIC detalhamento das chaves do sensor de chuva e do motor DC bem como a configura o do modem GSM utilizado no projeto No cap tulo 4 apresentado o detalhamento da IMPLEMENTA O da proposta de resolu o explicada a topologia os circuitos constru dos e o c digo fonte desenvolvido para a solu o do problema No cap tulo 5 s o apresentados os TESTES E RESULTADOS da solu o proposta para o problema mostrada a descri o da rea de aplica o do projeto a apresenta o do circuito completo na placa final e o prot tipo conclu do O cap tulo 6 apresenta a CONCLUS O Este cap tulo marca o encerramento da monografia com a avalia
25. Por m suas desvantagens s o o seu custo mais elevado que um motor AC para a mesma pot ncia uma maior manuten o e o fato de os seus enrolamentos n o poderem ser alimentados diretamente da rede el trica A corrente cont nua encontra aplica o em v rios setores industriais como por exemplo instala es de eletroqu mica carregamento de baterias de acumuladores tra o 45 el trica eletromagnetos industriais sat lites artificiais e foguetes espaciais MARTIGNONI 1987 p 1 De acordo com Fitzgerald Kingsley amp Umans 2008 p 343 as m quinas CC caracterizam se por sua versatilidade e pela relativa simplicidade dos seus sistemas de acionamento Segundo Toro 1994 p 325 o motor DC oferece uma vasta gama de controle de velocidade e torque assim como excelente acelera o e desacelera o Portanto frequentemente solicitado na ind stria por causa de seu elevado grau de flexibilidade e facilidade de controle H tr s tipos de motores DC correspondente aos tr s tipos de geradores motor em deriva o shunt ou paralelo motor em s rie e motor composto aditivo compound MAGALDI 1969 p 343 Os motores de corrente cont nua est o compostos por duas partes b sicas uma fixa e outra rotat ria A primeira fixa sem movimento chamada de estator Est destinada a produzir um campo magn tico constante seja com um eletro m ou com um m permanente A segunda rotat ria
26. a ativado A resposta OK confirma que o PIN foi inserido corretamente O n mero 2727 dever ser substitu do pelo PIN referente a cada SIM Card diferente que venha ser utilizado Na Linha3 por este comando se estabelece a condi o de que poss vel enviar mensagens de texto simples N o contemplado outros tipos de mensagens como de dados A resposta do modem dever ser OK para dizer que este modo suportado Na Linha4 neste comando poss vel configurar o modem para usar na mensagem de texto apenas caracteres da tabela ASCII sigla para American Standard Code for Information Interchange que em portugu s significa C digo Padr o Americano para o Interc mbio de Informa o uma codifica o de caracteres de oito bits baseada no alfabeto ingl s que inclue caracteres acetuados Outras codepages suportadas pelo modem s o GSM PCCP437 CUSTOM e HEX 83 Na Linha5 este comando serve para digitar o n mero do telefone celular em que se deseja enviar a mensagem O n mero 78154410 dever ser substitu do pelo n mero do celular que dever receber a mensagem de texto Na Linha6 deve se digitar o texto da mensagem que se deseja enviar e em seguida digitar o comando CTRL Z para finalizar e concluir o envio da mensagem 84 CAP TULO 4 IMPLEMENTA O Para o correto entendimento da implementa o do trabalho necess rio entender o prot tipo do projeto juntamente com seus cir
27. da Chave Push Button ccccccsscesceseeeenceensecnseeeseeesneeenaeenes 71 Sd Chaye CAN CORA o a a E E E A oa 12 3 4 3 1 Detalhamento da Chave Gangorra ssssssesssesssesessseessresserssersseeesseeesseresseesse 12 e ER EA Chuva EEE E EE AE AA REN 13 3 4 1 Detalhamento da Constru o do Sensor de Chuva s sssessesssesssesssseeesseesseesse 74 3 4 2 Funcionamento do Sensor de C hiv css iam spas sans Ta ese MAIS Ei ga etna asa 76 BS Motor LC ec scales catia Be adaz coc soca ts as ida Daio ds desta Sao SST ada Dara adela gs da dra ARS ao aa Di 77 3 5 1 Detalhamento do Motor DC eee er erre erreananaada 71 3 6 Modem Gs 2A GSM ie neigia a das aaa E dad E N a S 78 3 6 1 Detalhamento do Modem G24 GSM serena 78 3 6 2 Comandos AT niinictn dinette dedi nics nani ASEE ta ea 79 3 6 3 Teta SP Cris ices aces te ease a ae a REE 80 3 6 4 Configura o do Modem G24 no Tera Term a 81 CAP TULO 4 IMPLEMENTA O Qu cscsccscsscssssesssssssesssscssssssssssssssesssssessesessssssseassessesesees 84 4 1 Descri o da implementa o ssasuassanasoigaeriisinsataradaadrnaoa pede sn Tede cane agan to cesea dera matando Leds 84 4 2 Apresenta o geral do projeto scanner a a aa eetaoresendas eae 84 Ses WOOL NGI A ADE MRE RPA RR RS a OD DIR SRD ERR RS SRA ase 87 4 4 Apresenta o geral dos circuitos c e ceeeeecreeeeererecererecererecararaceo 88
28. do MAX232 O MAX232 utilizado no projeto possui 16 pinos conforme a Figura 3 5 Figura 3 5 Pinagem do MAX232 FONTE Texas Instruments 2004 p 1 A pinagem escolhida para a configura o do MAX232 como mostrado na Figura 3 6 foi l Pino 1 e 3 capacitor de 1uF 2 Pino 2e 16 capacitor de 1uF 3 Pino 3 e 1 capacitor de 1uF 4 Pino 4e 5 capacitor de 1uF 5 Pino 5 e 4 capacitor de 1yF 6 Capacitor luF aterrado 7 N o utilizado 57 8 N o utilizado 9 N o utilizado 10 N o utilizado 11 Liga o com PIC 16F628A no pino 8 TX 12 Liga o com PIC 16F628A no pino 7 RX 13 Liga o com a porta serial no pino 3 TXD 14 Liga o com a porta serial no pino 2 RXD 15 Terra 16 Fonte de alimenta o de 5V e Capacitor de 10 uF aterrado Para a aplica o do CI MAX232 necess rio o uso de cinco capacitores de acordo com o seu datasheet compactando o m ximo a implementa o como instru do na Figura 3 6 1 2 3 5 6 7 8 Modem GSM RXD pino 2 TXD pino 3 GND pino 5 Figura 3 6 Circuito da pinagem do MAX232 FONTE Petersen 2002 3 2 Fonte de Alimenta o O circuito est alimentado com duas fonte de 5V Por m as fontes de tens o compradas para o projeto foram de 16 5V e de 12V Para isso foi necess rio um ajuste da 58 tens o de entrada das duas fontes para 5V A Figura 3 7 mostra o circuito regulador de tens o que usado duas veze
29. do Tera Term e verificar os resultados devolvidos 3 6 4 Configura o do Modem G24 no Tera Term No programa Tera Term feita a configura o entre a porta serial do m dulo GSM e a entrada USB do computador conforme Figura 3 41 Tera Term Serial port setup Port Baud rate Data Cancel Parity ETE Stop Flow control Transmit delay 0 msec char msecjline Figura 3 41 Setup da porta serial no Tera Term Para o funcionamento do envio da mensagem necess rio digitar os comandos AT no programa As linhas do comando AT que levaram ao recebimento correto da mensagem conforme Figura 3 42 foram Linhal AT lt ENTER gt Linha2 AT CPIN 2727 lt ENTER gt Linha3 AT CMGF 1 lt ENTER gt Linha4 AT CSCS ASCII lt ENTER gt Linha5 AT CMGS 78154410 lt ENTER gt 82 Linha6 PROJETO FINAL MARIA LUIZA RA 20516450 lt CTRL Z gt 556192687202 PROJETO FINAL Manta Luiza RA 20516450 HZA 09 10 20516450 J Resp E Voltar IR e Figura 3 42 Linhas de comando AT e o recebimento da mensagem no celular Na Linhal o primeiro comando inicial e sempre necess rio para verificar se o modem est conectado corretamente Receber a resposta OK na tela na linha de baixo pr xima Na Linha o comando onde se digita o c digo do n mero PIN do chip utilizado no m dulo somente se o chip em uso possua esse c digo de seguran
30. do sensor de chuva 110 Para implementa o da chave seletora foi utilizada uma chave do tipo gangorra que seleciona um dos dois modos do PIC autom tico quando ligada ou manual quando desligada Com o modo autom tico selecionado foi necess rio o uso de um sensor de chuva 5 3 2 Testes com o sensor de chuva Um circuito para a calibra o do sensor de chuva foi constru do como teste antes do circuito final de acordo com a ilustra o da Figura 5 6 O circuito constru do tinha o objetivo de dar uma maior precis o para a placa do sensor de chuva Por isso o potenci metro que um componente de resist ncia vari vel foi fundamental para tentar encontrar a resist ncia ideal Por m neste circuito ainda n o foi poss vel a remo o da sensibilidade da placa sendo essa acionada mesmo sem a presen a de gua Este circuito apresentava muita sensibilidade ent o a abertura e o fechamento da janela continuavam inconstantes Figura 5 6 Primeira vers o do circuito constru do para o sensor de chuva Um modelo simples de sensor que detecta a presen a de gua que se adequou s necessidades do projeto foi constru do posteriormente A funcionalidade desse modelo de sensor de chuva consiste em um circuito aberto que possui dois contatos expostos que em contato com a gua fecham o circuito acionando o Durante os testes foi utilizado um borrifador de gua que simula a chuva O sensor de chuva foi umedeci
31. fechar a janela no modo manual e Utilizar uma chave gangorra para controlar a defini o do status da janela ou no modo manual ou no modo autom tico e Utilizar sensores de fim de curso para informar a atual posi o da janela aberta ou fechada e Utilizar LEDs para a indica o do status da janela na cor vermelha no modo manual e na cor azul no modo autom tico Construir um sensor de chuva para a capta o da precipita o pluvial e Elaborar um circuito de calibra o que controla a sensibilidade do sensor de chuva 25 1 4 Defini o do Problema O problema estudado e solucionado nesse projeto de pesquisa teve como objetivo a solu o dos transtornos causados por chuvas inesperadas em resid ncias Em Bras lia o clima inconstante e as mudan as de tempo s o imprevis veis Assim o uso de uma janela automatizada em um ambiente residencial acoplada de um sensor de chuva com envio de SMS facilitaria o trabalho dom stico dos moradores e pouparia poss veis preocupa es Dentre os diversos tipos de janelas a janela automatizada que manda mensagem SMS assim que se detecta chuva usando um motor DC como facilitador do movimento de abrir e fechar a janela foi a proposta para a resolu o do problema relatado neste estudo A inten o foi explorar um determinado ambiente que ap s a simula o da ocorr ncia de chuva esta sempre percebida atrav s do sensor de chuva 1 5 Restri es O escop
32. fernandosantiago com br aguadura htm PAZOS F 2002 Automa o de Sistemas e Rob tica 1 ed Rio de Janeiro RJ Brasil Axcel Books do Brasil PEREIRA F 2004 Microcontroladores PIC T cnicas Avan adas 3 ed S o Paulo SP Brasil rica PEREIRA F 2005 Microcontroladores PIC Programa o em C 4 ed S o Paulo SP Brasil rica PETERSEN L 2002 UART test program for 16F628 Circuito da pinagem do MAX232 Acesso em 26 de outubro de 2010 dispon vel em Ozlbxm http www oz1bxm dk PIC 628uart_c htm PORTIO RESEARCH LTD 2009 Mobile Factbook 2009 Pesquisa de junho de 2009 Acesso em 24 de setembro de 2010 disponivel em Portio Research http www portioresearch com Portio 20Research 20Ltd 20Mobile 20Factbook 20200 9 pdf REARDON M 2008 Americans text more than they talk Data da reportagem 22 de setembro de 2008 Acesso em 1 de setembro de 2010 dispon vel em CNET CBS Interactive http news cnet com 8301 1035 3 10048257 94 htmlfixzz0yQdirHIx REED RELAYS AND ELECTRONICS 2009 FAQ on Reed Switches and Reed Sensors Acesso em 22 outubro de 2010 dispon vel em Reed switch Reability http www reed sensor com Notes General_Reed_Switch_Theory htm REED SWITCH INFO 2010 Reed Switch Info Acesso em 17 de novembro de 2010 disponivel em Reed Switch Info http www reed switch info com 131 RIBEIRO M A 2001 Automa o Industrial 4 ed Salvador BA Brasil Tek Treina
33. kit foi adquirido pelo site dessa empresa http roboticasimples com pelo valor de 128 20 reais Figura 3 20 Gravadora PICkit2 68 O software possui o objetivo de identificar o microcontrolador a ser gravado Funciona em qualquer computador com uma porta USB dispon vel de 1 1 ou 2 0 O kit adquirido constatado na Figura 3 21 al m de possuir o Gravador PICkit2 cont m um cabo USB um conector ICSP e um CD com os softwares para Windows Linux e MAC OS al m das principais linguagens de programa o e seus manuais i i x Figura 3 21 Kit do Gravador PICkit2 3 3 5 1 Configura o do PIC no PICkit2 Para a grava o no PIC foi usado o programa PICkit2 O programa foi gravado utilizando o cabo azul fornecido pelo kit este possui porta USB para o computador e uma sa da para a placa da gravadora Depois de gerado o c digo hexadecimal hex pelo programa PIC C Compiler o pr ximo passo foi abri lo e grav lo no PIC 16F628A com o pressionamento do bot o Write Assim que a grava o completada o texto Programming Successful mostrado na tela do programa indicando que a grava o foi realizada com sucesso conforme ilustrado na Figura 3 22 69 File Device Family Programmer Tools View Help Midrange Standard Configuration Device PIC16F628A 2150 User IDs FF FF FF FF Checksum D1C4 penses AS Microcar VDD PICkit 2 El On Read _wrte ven
34. of the window has the option to control the system manually which gives him the autonomy to close or open the window at will In the automatic mode the system prioritizes the rain sensor state in order to send the SMS As the sensor gets wet commands the closing of the window However when the sensor is dry the opposite occurs the window will open and a notification message will be immediately sent to the owner s phone The notification message may contain the respective messages NOTICE The window has been closed or NOTICE The window has been opened All in all a DC motor controlled by a PIC microcontroller was utilized to move the window Keywords PIC 16F628A DC motor rain sensor SMS message GSM module home automation 21 CAP TULO 1 INTRODU O No Brasil as varia es clim ticas s o diversificadas As esta es n o s o bem definidas Em suas dimens es continentais nosso pa s possui regi es com climas diferenciados Perante esta situa o o tema a ser estudado trata do desenvolvimento de uma janela autom tica controlada pela chuva Como este projeto depende das condi es clim ticas importante afirmar que Bras lia um lugar que possui caracter sticas atmosf ricas ideais para o projeto proposto devido mudan a brusca de temperatura que ocorre durante o dia Na sociedade competitiva e de consumo em que vivemos nos tempos atuais com seus perigos agress es ao meio ambiente insta
35. piso e a base A janela tem duas portas uma fixa e uma deslizante que se movimenta sobre um trilho de pl stico O trilho utilizado para a movimenta o do motor foi tirado da gaveta de uma leitora de CD ROM da CPU de um computador como constatado na Figura 2 7 A porta m vel possui um orif cio localizado em sua rea central permitindo sua movimenta o manualmente pelo propriet rio quando ocorrer uma pane na rede el trica Figura 2 7 Trilho da gaveta da leitora de CD utilizado na janela deslizante 2 4 Telefonia Celular Para a finalidade do trabalho proposto foi necess rio relacionar o funcionamento da janela com a necessidade do uso da telefonia celular para o recebimento das mensagens SMS Conforme divulga o feita em setembro de 2010 pela doutora Susan Teltscher na Uni o Internacional de Telecomunica es UTT h muitos pa ses nos quais a penetra o do celular alcan a 200 da popula o ou seja h dois aparelhos por pessoa Ela relatou ainda que a penetra o dos celulares nos pa ses em desenvolvimento chegar a 68 da popula o at o fim deste ano Eduardo Tude presidente da consultoria Teleco Intelig ncia em Telecomunica es prev para o fim do ano que o n mero de acessos de telefonia m vel no Brasil ultrapasse o total de pessoas O Brasil deve fechar o ano com cerca de 200 milh es de celulares para uma 36 popula o de 193 2 milh es Por m isso n o quer dizer qu
36. sistema simplifica a vida di ria das pessoas satisfaz as necessidades de comunica o de conforto e seguran a Foi criada a Dom tica que respons vel pela automa o predial e possibilita um gerenciamento de equipamentos A demanda por seguran a gest o e controle redu o de custos e bem estar traz os sistemas dom ticos para mais perto da sociedade De acordo com Sena 2005 p 15 a d cada de 70 considerada um marco importante na hist ria da automa o quando s o lan ados nos EUA os primeiros m dulos inteligentes de automa o os chamados X 10 O protocolo X 10 uma linguagem de comunica o que permite que produtos compat veis se comuniquem entre si atrav s da linha el trica existente O mercado de automa o residencial cresce rapidamente no Brasil e a tend ncia segundo os especialistas que o conceito atinja parcelas cada vez maiores da popula o 30 Conforme Figuerola 2006 a automa o residencial j n o mais um privil gio exclusivo da classe A Mas ainda est longe de ser popularizada apesar de j ter sido empregada em um conjunto habitacional da CDHU Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano do Estado de S o Paulo De acordo com Figuerola 2006 na automa o residencial o conceito de integra o entre diferentes sistemas permite maior conforto comodidade e seguran a nos lares Os sistemas mais usados segundo os especialistas s o os de seguran a ilumin
37. tecnologias existentes no mercado t m grandes chances de se firmarem em um mercado bem sucedido 124 poss vel observar conforme o que foi apresentado que a dom tica cada vez mais proporciona maior conforto comodidade e principalmente maior intera o com seus usu rios Hoje indo muito al m da seguran a e comodidade para os consumidores a dom tica permite tamb m um melhor gerenciamento e redu o do consumo de energia el trica recursos estes que cada vez mais caros e escassos em nosso planeta Como qualquer novidade a dom tica de acordo com Cabral amp Campos 2008 p 2 inicialmente percebida pelo seu usu rio como um s mbolo de status e modernidade No momento seguinte o conforto e a conveni ncia por ela proporcionada passam a ser decisivos E por fim ela se tornar no futuro uma necessidade vital e um fator de economia essencial na vida de todo cidad o 6 3 Dificuldades Encontradas Durante o desenvolvimento do projeto foram encontradas v rias dificuldades que atrasaram a concep o do projeto e limitaram os resultados obtidos do mesmo 6 3 1 Sensor de Chuva Foram muitos os testes com o sensor de chuva Foi muito dif cil solucionar os problemas apresentados pelo mesmo pois o sensor se apresentava muito inst vel apenas ao toque da m o o circuito j fechava o contato e enviava o sinal necess rio para fechar a janela Desta forma a janela era acionada constantemente sem o
38. vel no F rum Luso Rob tica Comunidade Portuguesa de Rob tica http lusorobotica com index php topic 1 198 0 KOSOW I L 1993 M quinas El tricas e Transformadores 9 ed L F R Daiello amp P A P Soares Trad S o Paulo SP Brasil Globo LORENZONL A F 2006 Smart Cards Java Card Trabalho de Conclus o de curso de Ci ncia da Computa o do Centro Universit rio Feevale do Rio Grande do Sul Orientador Prof Edvar Bergmann Araujo Data da monografia novembro de 2006 Novo Hamburgo RS MABUCHI MOTOR 2010 Datasheet Motor RS 545SH Acesso em 16 de agosto de 2010 dispon vel em Mabuchi Motor Co Ltd http www mabuchi motor co jp en US cat files rs 545sh pdf MAGALDI M 1969 No es de Eletrot cnica 3 ed Rio de Janeiro RJ Brasil Reper MANUAL G24 SERIAL DATA MODEM 2010 Manual do Usu rio G24 Serial Data Modem GSM GPRS EDGE Data do documento Maio de 2010 Acesso em 19 de setembro de 2010 dispon vel em Grupo iTech http www grupoitech com br detalhes produto php id 385 amp pag wireless amp idioma br MARTIGNONTL A 1987 M quinas El tricas de Corrente Cont nua 5 ed Rio de Janeiro RJ Brasil Globo MATOS B M 2009 Janela Residencial Automatizada Projeto de gradua o em bacharelado em Engenharia da Computa o do Centro Universit rio de Bras lia Orientador Prof Ms Jos Julim Bezerra J nior Data da monografia dezembro de 2009 Bras lia D
39. 010 na Uni o Internacional de Telecomunica es UIT ligada Organiza o das Na es Unidas ONU quase 200 mil mensagens de celular s o enviadas a cada segundo no mundo todo O n mero de mensagens SMS enviadas triplicou entre 2007 e 2010 ultrapassando os 1 8 trilh o registrados h tr s anos e atingindo os 6 1 trilh es no in cio deste ano de 2010 Para a operadora com mais clientes do mundo a China Mobile as mensagens de texto representaram 12 da receita total em 2009 De acordo com a UIT o custo m dio por mensagem de texto no mundo de 0 07 d lar o envio de SMS produz por minuto cerca de 812 mil d lares para as empresas do setor 2 4 3 SIM Card A denomina o SIM uma sigla inglesa que significa Subscriber Identity Module ou seja m dulo de identifica o do assinante Conforme Higashi 2010 o cart o SIM fisicamente feito de pl stico ou seja um pequeno cart o magn tico port til O cart o SIM tamb m conhecido popularmente como chip um circuito impresso do tipo smart card utilizado para identificar controlar e armazenar dados de telefones celulares de tecnologia GSM Foi apresentado ao mundo na d cada de 80 mas foi com a contribui o do GSM que foi poss vel a difus o do sucesso do SIM Card pois colaborou para tornar este mais eficiente barato e menor HIGASHI 2010 O cart o SIM mais popular atualmente possui 128 KB de mem ria e 25 mm x 15 mm de tamanho de aco
40. F MICROCHIP TECHNOLOGY INC 2007 PICI6F627A 628A 648A Datasheet Flash Based 8 Bit CMOS Microcontrollers with nano Watt Technology DS40044F Acesso em 12 de setembro de 2010 dispon vel em Microchip http ww microchip com downloads en devicedoc 40044f pdf NATALE F 2003 Automa o Industrial S rie Brasileira de Tecnologia 5 ed S o Paulo SP Brasil rica 130 NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION 2000 Datasheet LM78XX Series Voltage Regulators Data do documento Maio de 2000 DS007746 Acesso em 22 de outubro de 2010 dispon vel em National Semiconductor http www national com ds LM LM 7512C pdf NIELSEN WIRE 2008 In U S SMS Text Messaging Tops Mobile Phone Calling The Nielsen Company Data da reportagem 22 de setembro de 2008 Acesso em 24 de setembro de 2010 dispon vel em Nielsen Wire Online Mobile http blog nielsen com nielsenwire online mobile in us text messaging tops mobile phone calling NUNES R J C 2006 Introdu o aos edif cios inteligentes e dom tica Pesquisa para aula pr tica do Instituto Superior T cnico da Universidade T cnica de Lisboa Aula ministrada em 11 de setembro de 2006 Lisboa Portugal PADUA H B 2004 S rie AGUA parte XII Sub tema A nossa gua dura G s carb nico amp Acidifica o Como isso acontece Data do documento Setembro de 2004 Acesso em 22 de outubro de 2010 dispon vel em Fernando Santiago http www
41. Group e seu n mero de fabrica o GC3336 0 906 21 654 45 000 Figura 3 25 Medidas em mil metros do reed switch FONTE Comus Group 2006 3 4 2 Chave Push Button As chaves push button foram utilizadas com o objetivo de abrir e fechar a janela por ordem do propriet rio Assim o usu rio tem a autonomia de decidir de que modo quer que a janela fique posicionada mas somente se o sistema estiver em modo manual 3 4 2 1 Detalhamento da Chave Push Button A chave push button verde R13 507 foi usada para a abertura da janela quando a mesma estiver no modo manual ou seja sem o comando anterior do sensor de chuva J a chave push button vermelha foi usada para o fechamento da janela sem o consentimento do sensor de chuva A chave possui dimens es de 24 8mm por 13mm de di metro conforme Figura 3 26 Sua tens o de opera o de 125V sua amperagem de 3A e tem a refer ncia Bosh escrita nelas Possui dois terminais e somente aperta liga ilustrado na Figura 3 27 72 Figura 3 26 Medidas em milimetros da chave push button FONTE Shin Chin Industrial 2010 Figura 3 27 Chaves push button sem trava 3 4 3 Chave Gangorra A chave gangorra possibilitou a escolha do status da janela pela vontade do propriet rio podendo escolher deixar o sistema no modo autom tico ou modo manual 3 4 3 1 Detalhamento da Chave Gangorra A chave gango
42. Transistor Transistor Logic TTL e a entrada serial para o PIC utilizado nesse projeto tem o n vel RS232 Para a comunica o do PIC com o modem necess rio que seja feita uma convers o entre esses n veis de tens o utilizando o MAX232 que transforma o n vel TTL em nivel serial RS232 Os n veis RS232 e TTL n o s o compat veis de forma que para se trabalhar com o protocolo RS232 e microcontroladores que utilizam n veis TTL necess ria uma convers o de n vel Neste projeto foi utilizado o CIMAX232 este conversor prov sa das com n veis de tens es RS232 a partir de uma fonte simples de 5V Assim n o poss vel uma comunica o direta do microcontrolador PIC com o protocolo RS232 do modem GSM O PIC utiliza a l gica TTL que suporta n veis de voltagens positivas de OV a 5V enquanto o protocolo RS232 tem sua faixa de tens o variando entre 13V a 13V 3 1 3 MAX232 Devido diferen a entre os n veis de tens o usados na comunica o entre o modem e o microcontrolador PIC 16F628A atrav s da porta RS232 necess rio o uso do MAX232 ilustrado na Figura 3 4 56 O CI MAX232 um circuito integrado que converte os sinais de uma porta serial RS232 para sinais adequados para uso em TTL compat vel com circuitos l gicos digitais Portanto converte os n veis de tens o do RS232 para TTL e vice versa Figura 3 4 MAX232 utilizado no projeto FONTE Circuit Shop 2010 3 1 4 Pinagem
43. VI TEEUE Centro Universit rio de Bras lia CENTRO UNIVERSIT RIO DE BRAS LIA UNICEUB FATECS FACULDADE DE TECNOLOGIA E CI NCIAS SOCIAIS APLICADAS CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTA O MARIA LUIZA OLIVEIRA BRAGA JANELA AUTOMATIZADA PARA SMART HOUSES COM SENSOR DE CHUVA E AVISO POR SMS Orientadora Professora MS Maria Marony Sousa Farias Bras lia Dezembro 2010 II MARIA LUIZA OLIVEIRA BRAGA JANELA AUTOMATIZADA PARA SMART HOUSES COM SENSOR DE CHUVA E AVISO POR SMS Trabalho apresentado ao Centro Universit rio de Bras lia como pr requisito para a obten o de Certificado de Conclus o do Curso de Engenharia de Computa o Orientadora Professora MS Maria Marony Sousa Farias Bras lia Dezembro 2010 HI MARIA LUIZA OLIVEIRA BRAGA JANELA AUTOMATIZADA PARA SMART HOUSES COM SENSOR DE CHUVA E AVISO POR SMS Trabalho apresentado ao Centro Universit rio de Bras lia como pr requisito para a obten o de Certificado de Conclus o do Curso de Engenharia de Computa o Orientadora Professora MS Maria Marony Sousa Farias Este trabalho foi julgado adequado para a obten o do T tulo de Engenheiro de Computa o e aprovado em sua forma final pela Faculdade de Tecnologia e Ci ncias Sociais Aplicadas FATECS Prof Abiezer Amarilia Fernandez Coordenador do Curso Banca Examinadora Prof Maria Marony Sousa Farias mestre em Engenharia El trica UFPB PB Or
44. X232 Acesso 25 de outubro de 2010 dispon vel em All Data Sheet http pdfl alldatasheet com datasheet pdf view 27 230 TYMAX232N html TIPLER P A 2000 F sica para Cientistas e Engenheiros Eletricidade e Magnetismo tica 4 ed Volume 2 H Macedo amp R Biasi Trad Rio de Janeiro RJ Brasil LTC TORO V D 1994 Fundamentos de M quinas El tricas 1 ed O A Martins Trad Rio de Janeiro RJ Brasil LTC WEIKU 2010 Conforto com automatiza o Janelas e persianas automatizadas Acesso em 21 de outubro de 2010 dispon vel em Weiku http www weiku com br site port janelatv multimidia apresent weiku pdf WEITE ELECTRONIC 2007 Rocker Switch Series KCDI 106 101N11EBA Datasheet da chave gangora Acesso em 10 de agosto de 2010 dispon vel em Weiteele http www weiteele com en product item 197 132 YOUNG H D amp FREEDMAN R A 2004 F sica III Eletromagnetismo 10 ed A M Luiz Trad S o Paulo SP Brasil Pearson Education Addison Wesley ZANCO W S 2005 Microcontroladores PIC 16F628A 648A Uma Abordagem Pr tica e Objetiva 1 ed S o Paulo SP Brasil Erica 133 AP NDICES A C digo fonte do Projeto inserido no PIC16F628A include lt 16 628 h gt use delay clock 4000000 tfuses INTRC IO NOWDT PUT BROWNOUT NOLVP NOMCLR use rs232 baud 9600 xmit pin B2 rcv pin Bl stream modem void modeManual void
45. a o udio e v deo Al m do conforto e comodidade a automa o residencial aumenta a vida til de produtos como l mpadas e gera economia na conta de energia el trica Por m segundo Canato 2007 o diferencial oferecer aos clientes uma infra estrutura de automa o de modo a permitir que o morador possa adequar o conforto e a seguran a s suas necessidades e ao seu or amento A casa digital n o a casa do futuro mas do presente Nela j utilizamos todos os recursos poss veis da eletr nica da computa o das telecomunica es da internet dos sensores e das redes com fio e sem fio SIQUEIRA 2008 p 159 2 1 2 Smart Houses O Sistema Smart House tamb m conhecido como Casa Inteligente foi criado nos Estados Unidos na segunda metade dos anos oitenta pela Smart House Limited Partnership para National Association of Home Builders NAHB conforme Sena 2005 p 30 De acordo com NUNES 2006 o conceito de Casa Inteligente apareceu na d cada de 80 associado sobretudo ao setor dos servi os A principal motiva o era obter economia na gest o da energia e fornecer novas facilidades aos seus utilizadores principalmente nas reas do conforto da seguran a e das comunica es 2 1 3 Smart Buildings O conceito de Smart Building ou Edif cio Inteligente apareceu nos EUA por volta da d cada de 80 De acordo com Camargo amp Neves 2002 p 2 um Edif cio Inteligen
46. a da Nielsen Wire 2008 os usu rios de telefonia celular americana enviaram mais mensagens de texto do que fizeram chamadas telef nicas A pesquisa de 2008 mostrou que cada americano em m dia enviou e recebeu 357 mensagens de texto por m s e fez ou recebeu 204 telefonemas por m s A estat stica uma clara indica o de que os americanos aderiram em massa mensagem de texto SMS Em m dia conforme a Quadro 2 2 os adolescentes americanos obtiveram a maior discrep ncia nas quantidades de SMS e liga es Os jovens estadunidenses entre 13 e 17 anos enviaram em m dia 1 742 mensagens de texto por m s cada um e fizeram apenas 231 liga es mensais At 12 anos 137 428 13 17 anos 231 1742 18 24 anos 265 790 25 34 anos 239 331 35 44 anos 223 236 45 54 anos 193 128 55 64 anos 145 38 Maior de 65 anos 99 14 Pesquisa The Nielsen Company de 01 01 2006 at 30 06 2008 Observa o Os dados incluem apenas os assinantes dos E U A Quadro 2 2 M dia mensal de liga es feitas e mensagens enviadas nos EUA FONTE Nielsen Wire 2008 38 De acordo com a pesquisa da Portio Research Ltd 2009 p 24 observou se a explos o das mensagens de texto SMS No ano de 2008 os SMS geraram 89 bilh es de d lares em receitas em todo o mundo e esse n mero promete passar a marca de 100 bilh es de d lares em 2010 Conforme foi informado em setembro de 2
47. a iTech pela internet foram muito eficientes Entretanto para se fazer a jun o do modem contendo a programa o AT com o PIC contendo a programa o C o caminho foi mais complexo Depois de v rios testes foi descoberto que o erro estava na programa o particularmente na interpreta o da linha com o comando ctrl Z que o ltimo comando que deve ser inserido em AT respons vel pelo envio da mensagem SMS Assim que o problema foi descoberto essa etapa foi solucionada com xito Por m com a continua o dos testes notou se que o modem GSM apresentava um erro depois do envio da primeira mensagem Esse erro foi constatado logo ap s o envio da mensagem A janela foi fechada Pois em seguida quando o sensor de chuva estava seco e a janela era aberta a mensagem A janela foi aberta n o era enviada Ap s v rias tentativas foi descoberto que o erro estava no c digo do programa e por isso o modem travava depois do envio da primeira mensagem SMS A corre o ocorreu com o aumento de delay Assim ap s a modifica o no c digo o problema foi resolvido e a perfeita resolu o do prot tipo foi constatada 6 3 4 Sensor de fim de curso Os testes com o sensor de fim de curso deram muito problema Isso ocorreu porque primeiramente o sensor escolhido tinha sido a chave KW 10B microswitch com haste Esta 126 at ent o estava atingindo todos os resultados esperados At que ela come ou a n o s
48. a noite por n o haver precipita o de chuva Assim se o sensor de chuva ficar seco a janela permanece aberta Nesse caso outros itens de seguran a devem ser acoplados na janela como grades de ferro para prote o ou alarmes contra estranhos Por m se esse sistema de janela automatizada for implantado em pr dios altos ficam dispensados tais elementos de seguran a O prot tipo desenvolvido para a janela n o possui trava de seguran a portanto a janela n o cont m tranca Sendo assim a janela n o pode ser travada ou fechada com chave caso haja alguma necessidade particular do propriet rio O problema de comunica o das operadoras tamb m n o foi abordado neste projeto Destaca se na proposta do sistema o envio da SMS alertando o usu rio que sua janela foi fechada ou aberta Com isso a entrega correta da SMS encontra se em destaque nos objetivos do projeto Dessa forma o atraso na chegada de mensagens ao celular do propriet rio e at em raros casos a n o chegada delas n o tema do escopo desse projeto 1 6 Diagrama de Blocos A Figura 1 2 ilustra o diagrama de blocos deste projeto onde se pode observar que os componentes eletr nicos principais est o ligados ao PIC O quadro representa o controle de uma janela deslizante com sensor de chuva que envia mensagens SMS O programa desenvolvido neste sistema foi gravado no PIC desta forma este controla toda a l gica de funcionamento do projeto O diag
49. a placa de fenolite cobreada ilhada que substitu sse as placas de protoboard usadas na constru o dos testes do projeto Com a aquisi o da placa ilhada na medida de 10 cm por 15 cm pr pria para a utiliza o em circuitos impressos foi poss vel a montagem de todos os circuitos criados e consegiientemente a soldagem de todos eles juntos na mesma pe a 5 3 Testes Neste t pico s o relatados os principais testes efetuados ap s a implementa o do sistema do projeto 5 3 1 Testes com o motor DC O desenvolvimento do prot tipo se iniciou com a confec o de uma janela de propor es menores para simular uma janela deslizante O material escolhido para a janela foi madeira e a montagem foi feita por um marceneiro Com a janela pronta foi necess rio adequar um trilho e um motor para o controle da abertura e fechamento da janela Para isso foram utilizados trilhos de aparelhos de CD ROM Os trilhos foram cortados e colados na parte deslizante da janela Com os trilhos colados o motor foi encaixado na parte fixa da janela de modo que ficasse em contato com os trilhos Isso permitiu que a janela deslizasse em resposta ao acionamento do motor de acordo com a Figura 5 1 108 Figura 5 1 Testes do motor DC fixado na janela Com a janela pronta iniciou se a montagem do circuito do motor circuito de Ponte H como mostrado na Figura 5 2 Na primeira vers o do circuito houve problemas decorrentes da pot ncia forneci
50. abrir de acordo com a presen a aus ncia de chuva no ambiente e que logo em seguida o seu propriet rio receba uma mensagem SMS confirmando que a sua janela foi fechada e aberta O projeto conta tamb m com controles para abrir e fechar a janela de acordo com a a o do usu rio Esses bot es possibilitam uma maior intera o e comodidade do usu rio com o sistema a fim de ter um controle de abertura e fechamento da janela enquanto n o estiver chovendo Foi necess rio utilizar um microcontrolador que aciona o motor DC fazendo com que a janela abra ou feche de acordo com a gua atuante em um sensor de chuva 23 Para interpretar os comandos de abertura e fechamento das janelas e transform los em informa es capazes de movimentar o motor DC foi utilizado um microcontrolador PIC 16F628A Este microcontrolador tamb m respons vel por mandar um sinal para o modem GSM permitindo o envio da mensagem SMS A Figura 1 1 ilustra a enumera o dos dispositivos eletr nicos utilizados na montagem do prot tipo do projeto Figura 1 1 Dispositivos eletr nicos utilizados no projeto Na Figura 1 1 pode se observar e 1 Janela e 2 Celular e 3 Bot o verde abre e bot o vermelho fecha e 4 Chave gangorra autom tico manual e 5 PIC 16F628A e 6 Motor DC e 7 MAX232 e 8 Chave fim de curso e 9 Modem GSM e 10 Sensor de chuva 24 1 3 Objetivos Este projeto tem a finali
51. adas que ocorrem em todo territ rio brasileiro O morador ao deixar as janelas da resid ncia abertas correr o risco de encontrar os quartos molhados e ainda ter de lidar com situa es desagrad veis Com o intuito de amenizar este problema e aumentar a seguran a este projeto prop e por interm dio de um prot tipo a constru o de uma janela automatizada Nesta janela a chuva identificada pelo sensor de chuva e ent o a janela se fecha Assim que o sensor n o detectar mais gua a janela se abre voltando ao seu estado anterior Al m disso o morador receber uma mensagem de texto em seu celular para confirmar que sua janela fechou e abriu ap s o termino da chuva O projeto se restringe a demonstrar essa solu o em forma de prot tipo No entanto pode ser adequado realidade com o planejamento pr vio em constru es que queiram usufruir de janelas automatizadas Possivelmente em um futuro pr ximo os sistemas automatizados estar o presentes em v rias resid ncias trazendo economia conforto e seguran a para as pessoas Para este prot tipo s o utilizados materiais de escala reduzida como por exemplo um motor DC para simular o fechamento e a abertura da janela Em projetos residenciais reais as v rias janelas utilizariam motores mais potentes 1 2 Vis o Geral do Projeto O projeto simula o controle de uma janela deslizante Este prot tipo estabelece que a janela esteja sujeita a fechar e
52. adro 2 1 mostra o n mero de conex es m veis mundiais das redes GSM e 3GSM O sinal GSM via sat lite tamb m ampliou o acesso de servi os em reas onde a cobertura terrestre n o era dispon vel conforme o site GSM World 2010 4 710 604 239 Numera o apenas indicativa dados coletados pela empresa Wireless Intelligence N o um dado preciso n o aceito para uso de propostas legais Dado atualizado em 22 de novembro de 2010 Quadro 2 1 Conex es m veis mundiais da rede GSM e 3GSM FONTE GSM World 2010 37 2 4 2 SMS Conforme constata o de pesquisa Portio Research Ltd 2009 p 22 a popularidade dos SMS Short Message Service indiscut vel no mercado de comunica es m veis de todo o mundo O SMS barato f cil de usar n o requer aparelhos caros para us lo n o precisa de servi o especial nas operadoras e uma forma discreta para se comunicar Depois da voz SMS o servi o mais difundido no mercado m vel mundial De acordo com Asay 2008 o SMS n o tem o bombardeio de mensagens igual o Twitter nem o comprimento extenso de um e mail Dessa forma possui um tamanho adequado de apenas 160 caracteres por texto ideal para uma comunica o r pida A mensagem de texto pessoal direta e praticamente garantida a sua chegada ao destinat rio O SMS eficaz porque a maioria das pessoas carrega seus celulares consigo para todos os lugares Segundo a pesquis
53. alimenta o de 5V individual do Motor DC No circuito 2 referente ao controle do PIC notam se sete pares de pinos Esses pares foram enumerados e podem ser observados na Figura 5 14 Um dos pinos de cada par est ligado na fonte de energia de 5V exceto os LEDs que s o ligados no terra O outro par de pinos respons vel pelo retorno do PIC Assim cada par de pinos corresponde a um determinado dispositivo Figura 5 14 Sete pares de pinos do circuito de controle do PIC 1 Sensor de fim de curso A 2 Bot o verde abre 3 LED azul modo autom tico 4 LED vermelho modo manual 5 Chave gangorra autom tico manual 6 Sensor de fim de curso B 7 Bot o vermelho fecha 5 4 2 Prot tipo Final As tarefas propostas para a realiza o deste trabalho foram executadas com sucesso na montagem geral do prot tipo As Figuras 5 15 5 16 5 17 e 5 18 mostram o prot tipo do projeto montado O conjunto do prot tipo cont m como elementos principais a janela os 118 bot es o modem GSM o motor DC o sensor de chuva e a placa final nica com o controle geral do sistema Figura 5 16 Prot tipo final com o sensor de chuva definitivo 119 Os resultados obtidos com o prot tipo foram satisfat rios para os objetivos deste projeto A principal vantagem deste experimento evitar a entrada de chuvas indesejadas dentro de resid ncias Por m este prot tipo da janela abordado neste traba
54. almente a maioria dos microcontroladores dispon veis no mercado conta com compiladores de linguagem C para o desenvolvimento de software Portanto o compilador assume as tarefas de controle e localiza o das vari veis opera es matem ticas e l gicas verifica o de bancos de mem ria entre outras PEREIRA 2005 p 18 2 7 Motores el tricos Conforme Braga 2009 os motores el tricos fazem parte de uma grande quantidade de equipamentos que encontramos no dia a dia Nos ltimos tempos com a uni o crescente de eletr nica mec nica na cria o de dispositivos mecatr nicos os motores aparecem cada vez mais em maior quantidade e com uma variedade de tipos at ent o nunca vista Os motores el tricos segundo Braga 2009 s o transdutores que convertem energia el trica em energia mec nica De acordo com Pazos 2002 p 184 essa energia mec nica desenvolvida atrav s da rota o de um eixo que gira com uma determinada velocidade e torque Pazos 2002 p 185 ainda afirma que existem diferentes tipos de motores el tricos de acordo com o tipo de energia el trica utilizada Entre os principais motores AC que operam com corrente alternada e motores DC que operam com corrente cont nua 2 7 1 Motor DC de corrente cont nua CC De acordo com Francisco 2009 p 3 o motor DC convencional uma m quina que tem como principal caracter stica o controle preciso da velocidade
55. artes sem prote o da caneta foram corro das permanecendo na placa apenas as trilhas de cobre conforme Figura 3 32 Para a prepara o da solu o de corros o utiliza se um pequeno volume de percloreto de ferro em p Em um vasilhame com um pouco de gua a mistura deve ser feita com uma colher de pl stico depositando primeiro o percloreto em p na gua e n o o contr rio 75 Figura 3 32 Partes expostas corro das pelo percloreto de ferro Desta forma corre se o risco de se obter uma concentra o cida muito forte e h a possibilidade de ocorrer acidentes Depois que a placa foi retirada do cido necess rio lav la em seguida Todo o manuseio deve ser feito em local aberto e ventilado e fazendo o uso de equipamentos como luvas e ferramentas n o met licas O percloreto uma subst ncia t xica e como tal exige cuidados em seu manuseio Em seguida necess rio passar palha de a o nas trilhas de cobre para retirar a prote o da caneta permanente como ilustrado na Figura 3 33 Figura 3 33 Retirada da caneta utilizando a palha de a o Os fios foram soldados em cima da placa Nesta placa foi aplicada uma camada de verniz na cor verde ilustrado na Figura 3 34 para proteger a parte com solda de poss veis danos 76 Figura 3 34 Placa terminada com a aplica o do verniz verde A aplica o deste verniz foi feita nas laterais da parte frontal do sensor de chuva cobrindo os po
56. as Chaves Push Button Os resistores R2 R3 R4 e R5 todos de 10k s o aterrados e ligados aos pinos 17 AO 18 Al 1 A2 e 2 A3 respectivamente conforme demonstra a Figura 4 11 Estes s o utilizados para manter o n vel l gico dos pinos em zero Estes pinos tamb m s o ligados ao positivo da fonte pino 14 atrav s de chaves push button e fim de curso Quando acionadas essas chaves alteram o n vel l gico dos pinos para 1 perante SV 96 PIC16F628A Figura 4 11 Liga es das chaves fim de curso e push button 4 4 5 2 Circuito da Chave Gangorra no Modo Manual Autom tico O resistor R9 de 10k aterrado e ligado ao pino 3 RA4 como mostrado na Figura 4 12 utilizado para manter o n vel l gico do pino em zero A chave gangorra tamb m ligada ao positivo da fonte que pela programa o seleciona o modo manual ou autom tico o MANQAUTO JUMPER PIC16F628A Figura 4 12 Liga o da chave manual autom tico 97 4 4 5 3 Circuito dos LED indicativos manual e autom tico O circuito da Figura 4 13 abaixo enfatiza a fun o autom tico manual do sistema fazendo com que o LED azul permane a piscando durante o funcionamento em modo autom tico e o LED vermelho permane a ligado no modo manual As sa das utilizadas para este prop sito foram 11 para LED manual RBS e 12 para LED autom tico RB6 O LED manual vermelho utiliza um resistor de 2100 e o LED autom tico azul necessita de um r
57. as gotas de gua ficam est veis em cima dela e ent o a condu o de energia transmitida pela gua imediatamente percebida pelo PIC A localiza o do sensor pode variar podendo ficar fixo por exemplo em cima do telhado ou em cima do parapeito da janela sempre na posi o deitada N o recomendada a fixa o do sensor na parede de fora da casa pois assim seu funcionamento n o seria efetivo Nesse caso o sensor assumiria a posi o vertical e as gotas de chuva escorreriam da placa Assim com a aus ncia de gua na placa n o poss vel ocorrer condu o de energia e consequentemente a l gica do PIC nunca seria acionada e o prot tipo n o funcionaria 112 Figura 5 8 Compara o do primeiro com o segundo sensor 5 3 3 Testes com as chaves fim de curso Durante os testes houve problemas com as chaves fim de curso pois quando a janela era aberta ou fechada o impacto na chave era grande fazendo a recuar alguns mil metros n o mantendo a chave pressionada conforme era indispens vel Assim havia um falso positivo na checagem feita pelo PIC fazendo com que o PIC permitisse o envio pelo modem GSM de mensagens SMS desnecess rias A solu o encontrada para a resolu o do problema foi a mudan a das chaves fim de curso KW 10B microswitch com haste para as chaves Magnetic Reed Switch como mostrado na Figura 5 9 A nova chave acionada por magnetismo permitiu que o acionamento entre elas fosse a certa di
58. at St ehh RD sl outta de ay al 49 2 0 Sens r d Chivas hee SG CEN a REE Cie RCNA Ga 51 CAPITULO 3 DESCRI O DE HARDWARE 53 Comunica o Serial Rg nt a hated aaa Da 53 3 1 1 PL 2303 Prolific USB to Serial Bridge Controller eee eeeeeeeeteeeeeee 54 3 1 2 Conversor de N vel TTL para R 232 vccsiscssessscaesssccsatecagtactvavedcatesncbancecessdeta sets 55 INFA MAX oo a E E E A E 55 3 l 4 Pinagsem do MAX 232 uran ngen aa tei ae aeae gaS e e Egi 56 32 Fonte de Alimenta o e E o cia 57 3 3 PIC L6FOZSA oases casas vaseatevnivekeaynasacessoenersiwasaai E AER EE AAEE E S TAAA 59 Solo SPECI Caco Sana a a a e a salats 59 3 3 2 Pinagem do PIC 16F6284A sisccsdcca sues scadccegeacs aunancudusedutes Geshe casei dontes ded acbdecedebea tens 61 3 3 3 WIP ab IDE innana enn TE I aa TR S a 64 3 3 3 1 Configura o do PIC no MPLab IDE 65 See PICO COMPRO asas A na ee ee A 65 dd Rib OS Grava o PICO coast potes fado pa ante gees tase Ga e Ff Eloa dA has Eu Haas 67 3 3 5 1 Configura o do PIC no PEC KID sapo agora aa Asi O sandra ad pia Inga 68 SA CHAVES E ie bedd naun sn Ibdd es SUL rhati on ga Bed iusa asa elias Magee adn eens 69 34 Chavede Fim de Gurs0 anise iio tat pa ass Apaga ab Ia as Raden senate 69 3 4 1 1 Detalhamento da Chave de Fim de Curso 70 3 42 Chave Push But otzarie alia e muda areca en don cas ora aa E ue dna cade 71 3 4 2 1 Detalhamento
59. ating Current VDC Voltage Direct Current W Watt unidade de pot ncia u Micro um fator de 10 unidade de milion simo Q Ohm unidade de resist ncia XIX RESUMO Neste trabalho apresentado um prot tipo de automa o de uma janela controlada pelo clima atrav s de um sensor de chuva e envio de SMS via m dulo GSM No projeto apresentado o controle da janela permite que o manuseio seja manual ou autom tico O propriet rio da janela tem a possibilidade de controlar o sistema no modo manual com autonomia para abrir ou fechar a janela No modo autom tico o sistema tem como prioridade o sensor de chuva e o envio de mensagem SMS O sensor quando molhado comanda o fechamento da janela Quando o sensor est seco ocorre o inverso ou seja a janela aberta e assim imediatamente enviada uma mensagem SMS para o celular do propriet rio A mensagem consta o seguinte texto NOTIFICA O A janela foi fechada ou NOTIFICA O A janela foi aberta Por fim para a movimenta o da janela necess rio utilizar um motor DC controlado por um microcontrolador PIC Palavras Chave PIC 16F628A motor DC sensor de chuva mensagem SMS m dulo GSM automa o residencial XX ABSTRACT This project presents a system designed to close a window equipped with a rain sensor which will then send a SMS through a GSM module The window s control unit allows it to be handled manually or automatically The owner
60. ativador do processo que seria a gua Ent o foram testados dois circuitos para serem adicionados ao sensor sendo que o ltimo foi o mais eficiente utilizando se um trimpot como potenci metro para o ajuste da sensibilidade do sensor Este gerou resultados aceit veis para o caso do prot tipo especificamente mas n o eficiente para um poss vel interesse de venda no mercado Antes de o problema ser resolvido o sensor estava enviando sinais que eram interpretados de forma err nea pelo PIC devido instabilidade j comentada do sensor de chuva Assim o PIC fazia acionar o circuito da janela essa ent o abria e fechava involuntariamente e sem parar por horas 125 6 3 2 Circuito de ponte H para controle de motores DC Os primeiros testes foram iniciados em setembro Houve bastante dificuldade nos testes com motor DC de 12V da marca Technology Company onde o circuito de ponte H inversor de polaridade foi necess rio A administra o da pot ncia do motor tamb m rendeu v rios testes at a id ia da compra de componentes para a confec o de um regulador de tens o 7805 de 5V exclusivo para o motor DC Assim a for a do motor foi controlada tornando poss vel a abertura e fechamento da janela sem causar danos ao trilho e pr pria madeira da janela devido ao fim dos fortes impactos 6 3 3 Codifica o do Modem Os testes individuais feitos apenas com o modem G24 GSM da marca Motorola adquirido da empres
61. bilidade de ordem pol tica social e econ mica manifesta se como escopo primordial a id ia de possuir um sistema automatizado de integra o de energia comunica o conforto seguran a pessoal e patrimonial Para tanto est o em desenvolvimento m ltiplas tecnologias digitais capazes de proporcionar incont veis resultados pr ticos eficientes garantidos e inviol veis Alguns pensamentos arrojados do passado invi veis com o conhecimento existente poca tornaram se concretos no s culo XXI em curso Ao cidad o comum s o apresentadas novas tecnologias e hoje a casa digital j n o um sonho A janela deslizante constitui se em um dos componentes vinculados casa digital moderna 1 1 Motiva o e Posicionamento Conforto e seguran a s o objetivos perseguidos pelo homem moderno Novas tecnologias dispon veis no mercado permitem que a qualidade de vida atinja altos n veis de satisfa o a um pre o satisfat rio e comedido A motiva o que leva busca de novas experi ncias e bem estar material fundamenta se no desejo de tornar a vida mais pr xima do ideal de prazer contentamento e plenitude s cio econ mica A constru o de uma janela deslizante contribui para a concretiza o de um projeto que tem em sua ess ncia o objetivo de gerar conforto para os moradores de uma resid ncia 22 A motiva o para a realiza o deste projeto surgiu a partir da observa o do grande n mero de chuvas inesper
62. ch pelo pre o m ximo de 418 45 reais Seu controle feito atrav s de comandos AT e sua taxa de transfer ncia da porta serial deve ser configurada com o valor padr o de 9600 bps de velocidade Na parte de baixo do modem existe uma tampa remov vel para a inser o do SIM Card no suporte laranja Error qua ven SD anaes mamman RUI Figura 3 38 G24 Modem da Motorola 79 De acordo com o Manual G24 Serial Data Modem 2010 p 3 o modem pesa 200g suas dimens es s o 102mm de comprimento 72mm de largura e 34mm de altura Possui pilha TCP IP interna conector mini USB mem ria livre para rodar aplica es interface DB9 do conector portas adicionais de I O A D UART SPI e DP Quadri Band de 900 1800 850 1900 MHz permitindo performance global MANUAL G24 SERIAL DATA MODEM 2010 p 17 Sua tens o varia de 5 a 35V para corrente cont nua com corrente m nima de 500mA de opera o certificado pela Anatel com n mero de certifica o 0737 07 2917 Para fonte de alimenta o sua tens o de entrada de 90 a 260V AC sua tens o de sa da de 12VDC e corrente de 1A deve ser conectada em uma tomada de 127V ou 220V MANUAL G24 SERIAL DATA MODEM 2010 p 5 O Kit composto pelo modem pela antena por um compartimento para inser o de SIM Card por uma fonte de alimenta o e por uma interface para comunica o serial USB comprada separadamente A Figura 3 39 ilustra o kit abordado Figura 3 39
63. componente normalmente aberto que permita que uma gota de gua feche os contatos do circuito Como apoio a esse sensor foi constru do um circuito para prover uma maior precis o no resultado A placa do sensor de chuva constru do possui dimens es de 15 cm de largura por 7 cm de altura devendo ser mantida na posi o horizontal para que as gotas da chuva consigam permanecer em cima do sensor e assim serem percebidas pelo PIC Assim para o desenvolvimento do sensor foram utilizados alguns princ pios f sicos descritos em seguida 74 3 4 1 Detalhamento da Constru o do Sensor de Chuva Por meio da Figura 3 30 comprova se que para a confec o do sensor de chuva foi utilizada uma placa de fibra de vidro e cobre virgem Figura 3 30 Placa de fibra de vidro e cobre encapada com papel filme transparente Uma caneta para retroprojetor foi usada para desenhar a forma que se deseja que fiquem os tra os na placa de acordo com a Figura 3 31 A caneta permanente possui tinta resistente a abras o proporcionada pelo percloreto de ferro subst ncia cida utilizada no processo de fabrica o de placas de circuito impresso Por m tamb m poss vel a utiliza o da caneta para retroprojetor Figura 3 31 Desenho das trilhas de cobre utilizando caneta permanente Logo os locais onde n o se depositou tinta da caneta ficaram expostos permitindo a rea o da solu o de percloreto diretamente com o cobre Essas p
64. cuitos e o seu c digo fonte Neste cap tulo s o apresentados ao leitor esses t picos fundamentais para a compreens o geral da implementa o do projeto 4 1 Descri o da implementa o Definidos os conceitos teorias e apresentadas s t cnicas e dispositivos iniciada a implementa o A fase de implementa o consiste em de forma organizada executar as tarefas previstas em planejamento e chegar ao produto final Antes de iniciar a implementa o do projeto necess rio o cadastramento pr vio do n mero do aparelho celular do propriet rio da janela O interessado recebe a comunica o que sua janela foi fechada de forma autom tica no momento em que o evento da chuva come a a ocorrer em sua resid ncia Para a implementa o do sistema desenvolvido necess rio aferir o consumo de energia el trica no local onde a janela est instalada Assim a fonte de alimenta o primordial para que o sistema funcione Sem energia n o h corrente para a alimenta o do circuito impedindo o funcionamento do prot tipo que assim permanece desativado O sistema de automatiza o capaz de perceber o in cio da precipita o de chuva e imediatamente providenciar o envio de uma SMS ao celular do destinat rio que foi previamente cadastrado Se na resid ncia tem mais de um morador eles devem ser cadastrados para que possam receber as mensagens em seus telefones celulares N o necess rio conectar o modem ao t
65. da ao motor o circuito era incapaz de alimentar o motor escolhido para este projeto Figura 5 2 Primeira vers o do circuito constru do para o motor DC Este impasse foi resolvido com um novo circuito de ponte H desta vez mais simples utilizando somente transistores como ilustrado na Figura 5 3 Com este novo circuito foi poss vel controlar totalmente o motor DC 109 Figura 5 3 Vers o final do circuito do motor DC Ap s a finaliza o dos testes com o motor DC iniciou se a implementa o do programa de controle da janela Os primeiros testes feitos foram os do modo manual onde foram ligadas as chaves push button s portas do PIC como mostra a Figura 5 4 Essas chaves quando pressionadas acionam o circuito do motor DC permitindo a abertura ou o fechamento da janela Com o motor acionado foram necess rios dispositivos que indicassem que a janela abriu ou fechou completamente e desligasse o motor Figura 5 4 Chaves push button ligadas ao PIC Os dispositivos utilizados para esse fim foram as chaves de fim de curso KW 10B microswitch com haste fixadas nas canaletas da janela como indicado na Figura 5 5 Esses sensores informavam o estado da janela aberta ou fechada controlando o motor Figura 5 5 Chaves microswitch fixadas nas canaletas Com o modo manual devidamente funcionando passou se para o desenvolvimento do modo autom tico Para isso foi necess rio o uso de uma chave seletora e
66. dade de automatizar uma janela residencial utilizando recursos de baixo custo em sua cria o Assim a constru o de uma janela automatizada da forma relatada nesse projeto proporciona um custo benef cio melhor do que um sistema j pronto vendido no mercado atualmente Dessa forma sempre objetos automatizados s o implementados com o intuito de aumentar a comodidade e garantir a seguran a do ser humano O objetivo geral deste trabalho apresentar um prot tipo de uma janela automatizada utilizando o motor DC Esta janela abre e fecha com a simula o de chuva sentida no sensor de chuva Al m disso com o uso do modem GSM uma mensagem SMS enviada toda vez que a janela fechar devido presen a de chuva ou abrir devido falta dela A parte l gica do projeto foi de responsabilidade PIC tendo toda a programa o do funcionamento gravada em sua mem ria interna Para o funcionamento do projeto algumas tarefas precisam ser executadas tais como e Construir um prot tipo simulando uma janela Criar um programa em C para controlar todo o sistema da janela e Utilizar um PIC 16F628A para gerenciar a parte l gica do projeto Utilizar um motor DC para abrir e fechar a janela Construir um circuito de ponte H para facilitar o funcionamento do motor DC e Utilizar um modem GSM para enviar mensagem SMS Utilizar um MAX232 para possibilitar a comunica o do PIC com o modem e Utilizar chaves push button para abrir e
67. do e possibilitou o fechamento dos contatos com a posterior polariza o da base do transistor e atribui o de valor 1 no pino RBO ou seis do PIC Com esse circuito montado ilustrado na Figura 5 7 foi poss vel continuar os testes do modo autom tico Com a 111 presen a de gua no sensor o PIC era acionado e assim emitia o comando de fechar a janela caso essa estivesse aberta Figura 5 7 Vers o final do circuito de controle do sensor de chuva Durante o per odo dos testes foram constru dos dois sensores de chuva O primeiro se mostrou pequeno em rela o dimens o dos outros dispositivos do projeto e rapidamente sofreu um grande desgaste devido ao seu intenso uso durante os exaustivos testes feitos com o mesmo Assim o primeiro sensor foi substitu do pelo segundo A primeira placa do sensor de chuva constru do tinha dimens es de 10 cm de largura por 17 mm de altura Assim conforme Figura 5 8 nota se a diferen a entre elas A ltima apresentou um melhor desempenho devido ao fato de ter mais espa o na superf cie da placa para a gua fechar o curto entre as trilhas de cobre e acionar o PIC Isso foi comprovado medida que testes foram feitos e seus resultados comparados Com isso o sensor de maior tamanho foi adotado para o prot tipo final exibindo dimens es de 15 cm de largura por 7 cm de altura demonstrando melhor apar ncia A placa final do sensor deve permanecer sempre na posi o horizontal assim
68. e de freqii ncia LED Light Emitting Diode MAC OS Macintosh Computer Operating System MCU Microcontrolador MHz Mega ou 10 hertz unidade de freqii ncia mm Milimetro unidade de medida mN m Milinewton metro ImN 0 001 Newton metro N m unidade para torque NA Normal Aberto NAHB National Association of Home Builders nF Nano Farads unidade de capacit ncia NF Normal Fechado XVII OECD Organisation for Economic Co operation and Development ONU Organiza o das Na es Unidas PDIP Plastic Dual In line Package pH Potential of Hydrogen PIN Personal Identification Number PMDC Permanent Magnet Direct Current PWM Pulse Width Modulation RAM Random Access Memory RISC Reduced Instruction Set Computer RoHS Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances ROM Read Only Memory rpm Rota es por minuto uma unidade de velocidade angular RS232 Recommended Standard 232 SIM Subscriber Identification Module SMS Short Message Service TCP IP Transmission Control Protocol Internet Protocol TTL Transistor Transistor Logic UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter UCP Unidade Central de Processamento UIT Uni o Internacional de Telecomunica es USART Universal Syncronous Asyncronous Receiver Transmitter USB Universal Serial Bus V Volt unidade de tens o el trica VAC Volt Altern
69. e todas as pessoas ter o telefones O que acontece que cada vez mais consumidores t m dois ou mais chips principalmente pr pagos interessados em aproveitar a melhor promo o em vig ncia Entretanto ele afirma atrav s da Revista Veja 2010 que ser cada vez mais dif cil para as operadoras ganharem receita com o crescimento dos acessos pois a receita de voz est caindo e outras utilidades do celular como o SMS est o em ascens o De acordo com a UIT estima se que no final deste ano haver 5 3 bilh es de assinaturas de telefones celulares no mundo sendo que o Instituto Brasileiro de Geografia e Estat stica IBGE estima que existam quase 8 bilh es de pessoas no mundo Hoje o acesso s redes de celular est dispon vel para nove em cada dez habitantes do mundo e para oito em cada dez pessoas nas zonas rurais 2 4 1 Rede GSM Segundo o site GSM World 2010 a rede GSM Global System for Mobile Communications uma tecnologia digital para celular usada para transmiss o de voz e servi os m veis de dados Suporta chamadas de voz e dados como por exemplo o SMS em velocidades de transfer ncia de at 9 6 kbps Sabendo que a rede GSM tem uma expans o dominante na maior parte do globo a capacidade do sinal internacional do GSM em mais de 218 pa ses permite aos usu rios manter os mesmos servi os em casa ou no exterior As redes terrestres GSM agora abrangem mais de 80 da popula o do mundo O Qu
70. e tornar mais eficiente para o objetivo do prot tipo Quando a janela atingia a haste da chave microswitch esta enviava um sinal para o PIC que fazia o motor parar de funcionar Como a pot ncia do motor era alta a velocidade com que ele fechava e abria a janela era muito alta e o impacto fazia a janela voltar A janela batia no sensor e voltava alguns mil metros Por m na programa o era necess rio que o sensor fosse acionado e permanecesse pressionado Assim a programa o fazia outra checagem pois entendia que a janela n o estava ainda fechada e na segunda vez a janela conseguia pressionar o sensor e assim mant lo pressionado Isso fazia com que a mensagem SMS fosse enviada sempre duas vezes Ent o no modo autom tico estavam sendo mandadas duas mensagens consecutivas para o propriet rio Para a resolu o deste problema foi necess rio adquirir outra chave de fim de curso do tipo Magnetic Reed Switch que funciona em pares Estas ent o foram muito eficientes pois ao serem coladas uma na porta da janela e a outra na base da janela passaram a funcionar como um sistema de magnetismo onde a detec o da presen a era feita com uma dist ncia de cent metros apenas pelo m interno n o importando a press o da porta ou seja n o importando a for a da motor 127 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ALIBABA 2010 Aluminium Electric Window Acesso em 23 de outubro de 2010 dispon vel em Guangdong Galuminium Aluminium
71. eees 33 Figura 2 4 Janela com sensor de chuva e de vento automatizados eesssseeeessrerrereeseeseee 33 Figura 2 5 Janela residencial automatizada do aluno Bruno Matos seeseeeeeseceeceeeeesee 34 Figura 2 6 Janela deslizante constru da para o ProjetO ceeccecesececssceesteceesseeeesteeesneeeenes 34 Figura 2 7 Trilho da gaveta da leitora de CD utilizado na janela deslizante 35 Figura 2 8 SIM Cards utilizados para testes de envio de SMS no projeto 39 Figura 2 9 Funcionamento da chave push bDutton csccssccssccesseeesseceseesseeeeseeensecnseeeseeeeaees 40 Figura 2 10 Funcionamento da chave com trava errar 40 Figura 2 11 Contatos NA e NF com reten o ecc cerearecnrasanseacenanda 41 Figura 2 12 Conceito de uma chave de fim de curso 42 Figura 2 13 Logo da marca Microchip Technology 8 rea 42 Figura 2 14 Princ pio de funcionamento do motor de corrente continua 46 Figura 2 15 Estrutura interna de um motor DC de m permanente 47 Figura 2 16 Motor DC de m permanente desmontado 48 Figura 2 17 Motor de fma permanente com n cleo de ferro 48 Figura 2 18 Liga o do motor de m permanente re 49 Figura 2 19 Exemplifica o do circuito eletr
72. eiro placa do circuito para depois ser enviado e interpretado pelo motor O PIC recebe o sinal dos dois pares de chaves de fim de curso A e B Esse envio essencial para o PIC poder controlar a comunica o com os outros dispositivos do projeto particularmente o controle das chaves abre e fecha Elas dependem da valoriza o do estado das chaves de fim de curso dado pelo PIC que podem estar ativadas ou desativadas Assim dependendo da condi o de status das chaves de fim de curso A e B poss vel a utiliza o efetiva das chaves verde e vermelha O programa estabelece que o PIC receba um sinal de todos os dispositivos do projeto e que apenas devolva comandos para o MAX232 e para a placa de controle do motor DC permitindo assim que esses dois efetuem suas a es pr definidas No caso do motor seria a movimenta o da janela e no caso de MAX232 proporcionaria a comunica o com o modem para envios de SMS Isso garantiria a comunica o GSM proposta no escopo deste projeto Destaca se a import ncia da chave autom tico manual que envia ao PIC o status da sua posi o Dependendo ent o do seu posicionamento consegue se definir o modo em autom tico ou manual e consequentemente todo o desfecho do controle da janela Dessa forma caso o sistema esteja em modo autom tico o sensor de chuva se comunica com o PIC atrav s do circuito de calibra o do sensor Portanto o sensor de chuva n o se comunica diretamente com um p
73. eitor os testes e os resultados realizados desse projeto de pesquisa 5 1 Descri o da rea de Aplica o do Projeto A automa o residencial o objetivo deste projeto Ele foi desenvolvido para um processo dom stico mas tamb m poss vel adapt lo para projetos comerciais como escrit rios museus e igrejas Seu uso compat vel desde quintais at reas p blicas A id ia do projeto aplic vel automa o predial comercial empresarial ou residencial trazendo mais comodidade e conforto para as pessoas 5 2 Descri o das Etapas do Projeto A primeira etapa foi a constru o da janela por um marceneiro confi vel e experiente que recebeu o desenho do croqui da janela com as exig ncias f sicas nele detalhadas de acordo com as necessidades do projeto A segunda etapa inclui a compra de materiais b sicos e necess rios para a montagem do projeto como tubos de solda o pr prio ferro de solda metros de fios coloridos e male veis tr s placas de protoboard diferentes tipos de alicates e um estilete Juntamente foram comprados os primeiros componentes eletr nicos para a confec o dos circuitos como as chaves gangorra e push button dois tipos de sensores de fim de curso tr s PICs dois MAX232 e uma quantidade razo vel de conectores DB9 machos e f meas Constatou se a necessidade de uma gravadora para o PIC e essa ent o foi adquirida A terceira etapa foi a compra do m dulo G24 GSM da Moto
74. el no mercado ou pode ser constru do por componentes A Ponte H foi utilizada nesse projeto com o intuito de gerar a pot ncia necess ria para o motor funcionar O PIC n o consegue fornecer a corrente de 1 34A que o motor precisa para girar porque uma porta do PIC com 8 pinos consegue abastecer com todos pinos juntos apenas 200mA Assim a ponte H possibilita essa amperagem indispens vel para o acionamento do motor Outra raz o para o uso da ponte H que ela permite a polariza o do motor ou seja o giro para os dois lados tanto para o esquerdo anti hor rio como para o direito hor rio 50 Figura 2 19 Exemplifica o do circuito eletr nico de Ponte H A Ponte H de acordo com Brites amp Santos 2008 p 8 um circuito eletr nico que permite comutar o sentido de rota o dos motores ou seja fazendo que um motor rode tanto para um sentido quanto para o outro De acordo com Brites amp Santos 2008 p 8 o circuito de Ponte H constru do com quatro chaves denominadas S1 S2 S3 e S4 Essas s o acionadas de forma alternada S1 e S4 ou S2 e S3 conforme a exemplifica o do Quadro 2 4 O circuito de Ponte H permite que para cada configura o das chaves o motor rode em um sentido Se as chaves S1 e S4 estiverem fechadas o motor ir girar no sentido anti hor rio para direita Quando se desliga as chaves Sl e S4 e ligam s chaves S2 e S3 o motor gira no sentido inverso no sentido hor rio para
75. elo sistema controlar o envio das mensagens SMS pelo modem GSM e tamb m administrar as informa es enviadas para movimenta o do motor DC Para que esta movimenta o ocorresse foi necess ria a utiliza o do circuito de Ponte H onde este foi o facilitador da liga o do PIC com o motor DC O sistema se mostrou satisfat rio perante a automatiza o da janela permitindo ao usu rio escolher trabalhar em modo manual ou em modo autom tico ou seja possibilitando ao usu rio pode ter o total controle sobre a janela Por m s poderia ter o poder de abri la ou fech la se o controle estiver no modo manual pois a janela n o abre com a presen a de chuva no modo autom tico Ao longo do dia a precipita o de chuva se constitui em um problema significativo para qualquer rea residencial ou comercial Uma janela bem funcional e sens vel s altera es clim ticas diversas nas 24 horas do dia promoveria uma perfeita resolu o do problema eliminando uma preocupa o importante na vida do usu rio 122 6 1 Sugest es de Trabalhos Futuros Como sugest o para outros projetos nesta rea recomenda se a jun o de v rios outros sensores na mesma janela tais como o sensor de intensidade de luz sensor de vento sensor de movimento timer para abrir e fechar alarme de intrus o uso de controle remoto para abrir e fechar a janela no modo manual e uso de controle remoto para trocar os modos de status da janela A janela poder
76. en a de um campo magn tico ou seja quando um ima passa por perto O princ pio de funcionamento simples quando um ima se aproxima do sensor o campo magn tico atrai as chapas de metal fazendo com que o contato el trico se feche Esses sensores muito utilizados para detectar o fim de curso em sistemas automatizados AQUAHUB 2010 As chaves de fim de curso conforme Ros rio 2005 p 63 s o aplicadas para detectar o fim do movimento de um objeto Seu princ pio de funcionamento muito simples trata se de uma chave eletromec nica convencional que opera somente em on off e que apresenta duas formas gerais de opera o normalmente aberta NA e normalmente fechada NF Na Figura 2 12 mostra um desenho conceitual de uma chave de fim de curso 42 Reed Switch Reed Switch na posi o aberta na posi o fechada E im ax Figura 2 12 Conceito de uma chave de fim de curso FONTE AquaHub 2010 As chaves fim de curso geralmente servem de controle sendo utilizadas para determinar a posi o de objetos Elas sinalizam o in cio ou fim de um determinado movimento e quando acionadas fecham contato liberando o fluxo de energia De acordo com Pazos 2002 p 150 este tipo de switches tem a grande vantagem de al m de serem mecanicamente muito simples s o pequenos e n o precisam fazer contato f sico com a pe a a monitorar A desvantagem obviamente que essa pe a deve ser um m ou pelo menos de
77. erminal de um computador para realizar mudan as nas configura es Dessa forma o acr scimo de mais de um n mero deve ser feito apenas no c digo do programa Depois obrigat rio gravar o novo c digo atualizado no PIC Para isso necess rio retirar o PIC da placa e utilizar a gravadora adquirida para regravar em cima do microcontrolador o novo programa criado 4 2 Apresenta o geral do projeto Foi desenvolvido um programa em C que gravado no PIC 16F628A que controla todo o sistema da janela automatizada Nessa programa o cada parte isolada analisada pelo PIC conforme ilustrado na Figura 4 1 Chave Chave ligada desligada Autom tico Chave Abre Sensor de Chuva dio VERDE Motor Fecha Janela Se parar de chover Pisca LED Indicativo Motor Abre Janela Janela Fecha Janela Abre M dulo GSM A B Manda mensagem SMS Figura 4 1 Apresenta o geral do projeto 85 86 Pode se observar que o PIC a l gica central desse sistema ele que controla todo o projeto da janela automatizada Primeiro de acordo com o programa o PIC analisa se a chave gangorra est ligada ou desligada Se a chave estiver acionada isto significa que a chave est no modo autom tico Caso esteja desligada isso indica que ela est no manual O segundo passo acontece depois que foi descoberta a posi o da chave No modo autom tico o sensor de chuva a prioridade do sistema Logo o PIC analisa se o sen
78. esistor de 4700 LED AUTO Figura 4 13 Indica o tica dos modos manual automatico 4 4 6 Circuito do MAX232 No circuito mostrado na Figura 4 14 tem se o MAX232 fazendo a comunica o entre o PIC 16F628A com o modem GSM O MAX232 um conversor de sinais TTL RS232 utilizado para fazer a conex o entre o microcontrolador e o modem GSM atrav s da porta serial A liga o com o PIC feita atrav s dos pinos 11 TIN e 12 RIOUT J no PIC esses pinos chegam respectivamente nos pinos 8 RB2 ou TX e 7 RB1 ou RX Em seguida para a comunica o do MAX232 com o modem GSM tr s pinos s o utilizados o pino 14 com o RX recep o do modem e o pino 13 com o TX transmiss o do modem A terceira conex o na figura entre os terras GND do MAX no pino 15 com o modem no pino 5 DB9 98 10u 3 MAX232 Figura 4 14 Liga o do MAX232 com o modem GSM e o PIC 4 5 Detalhamento do c digo fonte fundamental a compreens o do c digo criado para o prot tipo da janela automatizada para que se torne poss vel entender o completo funcionamento do sistema 4 5 1 C digo fonte com as diretivas de pr compila o Na Figura 4 15 mostrada a introdu o do programa Nela poss vel observar a declara o de algumas defini es que s o de extrema import ncia para a correta compila o do c digo Uma observa o importante o comando use que no caso do delay relata a utiliza o do cl
79. esquerda de acordo com o Quadro 2 4 As chaves S1 e S2 assim como as chaves S3 e S4 par de chaves que se encontram do mesmo lado da ponte nunca poder o ser ligadas ao mesmo tempo caso sejam o sistema entrar um curto circuito S1 S2 S3 S4 Resultado Motor move para a direita sentido anti hor rio Motor move para a esquerda sentido hor rio Motor sem energia Situa o n o permitida curto circuito Situa o n o permitida curto circuito O m O O m O HIOI NIO MIO O HIO nIO O O m Quadro 2 4 Posicionamento das chaves da Ponte H e seus resultados 51 2 8 Sensor de Chuva De acordo com Young 2004 p 105 uma das varia es de modelos de sensor de chuva tem um funcionamento similar a de um capacitor No caso deste trabalho o sensor de chuva projetado artesanalmente como ilustrado na Figura 2 20 se mostrou compat vel com essa especifica o Dessa forma pode ser comparado a um sensor capacitivo que tem como defini o ser um sistema constitu do por dois condutores separados por um isolante Figura 2 20 Sensor de chuva criado artesanalmente No caso do sensor de chuva desenvolvido os dois condutores s o os feixes das placas de cobre e o isolante o ar Todo material n o condutor como o ar chamado de isolante ou diel trico Assim o capacitor carregado pela transfer ncia de carga de um condutor para o outro com cargas iguais e con
80. final com o sensor de Chuva antigo 118 Figura 5 16 Prot tipo final com o sensor de chuva definitiv0 eee eeeseesseceseeeeeeeeees 118 Figura 5 17 Prot tipo com o circuito final bot es e sensor de chuva antigo 119 Figura 5 18 Prot tipo mostrando parte de tr s da janela 120 LISTA DE QUADROS Quadro 2 1 Conex es m veis mundiais da rede GSM e 3GSM ii 36 Quadro 2 2 M dia mensal de liga es feitas e mensagens enviadas nos EUA 37 Quadro 2 3 Contato normalmente aberto NA e normalmente fechado NF 40 Quadro 2 4 Posicionamento das chaves da Ponte H e seus resultados 50 Quadro 3 1 Conector DB9 com designa o de pinos ssssssssesssessesseesseessseeessressersseeeseee 54 Quadro 3 2 Significado das nomenclaturas dos pinos do PIC 16F6284A 62 Quadro 3 3 Especifica es do motor DC re eerereeereracereanas 78 XV XVI LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 3G 3 Generation Terceira Gera o A Amp re unidade de medida de intensidade de corrente el trica AC Alternating Current ASCII American Standard Code for Information Interchange ou C digo Padr o Americano para o Interc mbio de Informa o AT Hayes AT Commands Aureside Associa o Brasileira de Automa o Residencial BDC
81. fun o de piscar constantemente continuar piscando sem cessar void modefutomatic void lt output low PIN B5 output high PIN B6 Apaga LED manual e delay ms 56 acende LED autom tico output low PIN B6 e o mant m piscando delay ms 966 if input PIN B0 amp amp tinput PIN A3 m Verifica o sensor de chuva delay ms 308 eachave de fim de cursoB if input PIN B6 lt output high PIN B6 Verifica o sensor de chuva output high PIN B4 mant m LED autom tico aceso e while tinput PIN_A3 aciona o giro do motor no sentido hor rio para fechar a janela del 150 CITA LON PINDA e verifica a chave fim de cursoB enviaMsg fechado a output Lou FIN BO Envio de SMS para janela fechada gt if tinput PIN BO amp amp finput PIN A1 lt Verifica o sensor de chuva e a chave de fim de curso output high PIN B6 output high PIN B3 a uhile tinput PIN A1 O Mant m LED autom tico aceso delay ms 150 aciona o giro do motor no sentido anti hor rio para abrir a janela output low PIN B3 e verifica a chave fim de curso envialisg aberto output low PIN B6 Ni 5 Envio de SMS para janela aberta Figura 4 19 C digo fonte para a chave no modo autom tico 103 4 5 6 C digo fonte para o envio de mensagem de Janela Aberta Esta parte do c digo ilustrada na Figura 4 20 tem o objetivo de permitir o envio dos comandos AT ao modem GSM Realiza a opera o de co
82. http www alibaba com product gs 207079730 aluminium electric window html ALIEVI C A 2008 Automa o Residencial com Utiliza o de Controlador L gico Program vel Projeto de gradua o do curso de Ci ncia da Computa o do Centro Universit rio Feevale do Rio Grande do Sul Orientador Prof Roberto Affonso Schilling Data da monografia dezembro de 2008 Novo Hamburgo RS AQUAHUB 2010 How Float Switches Work Acesso em 22 de outubro de 2010 dispon vel em AquaHub http www aquahub com store howfloatsw html ASAY M 2008 The Power of SMS in an age of Twitter Data da reportagem 2 de junho de 2008 Acesso em 2 de setembro de 2010 dispon vel em CNET CBS Interactive http news cnet com 8301 13505 3 9957007 16 html tag mncol In BIM E 2009 M guinas El tricas e Acionamento 1 ed Rio de Janeiro RJ Brasil Campus Elsevier BRAGA N C 2008 Motores de mas Permanentes Revista Mecatr nica Atual Automa o Industrial de Processos e Manufatura Data da reportagem 11 de junho de 2008 Acesso em 24 de setembro de 2010 dispon vel em Mecatr nica Atual http www mecatronicaatual com br secoes leitura 1 80 BRAGA N C 2009 O que voc precisa saber sobre motores el tricos Revista Mecatr nica Atual Automa o Industrial de Processos e Manufatura Data da reportagem 29 de maio de 2009 Acesso em 24 de setembro de 2010 dispon vel em Mecatr nica Atual http www mecatronicaatual com b
83. ia tamb m acoplar se ao sistema de ventila o e de temperatura da casa juntando se ao sistema de ares condicionados e aos ventiladores registrando o melhor momento para se fechar ou abrir uma janela ou as janelas de toda a resid ncia Portanto quando o ar condicionado fosse ligado no quarto a janela seria ent o automaticamente fechada aumentando a efici ncia no prop sito de diminuir a temperatura do quarto Assim com essa coopera o possibilitaria uma maior economia na conta de energia do usu rio Um medidor ou sensor de temperatura tamb m poderia iniciar a movimenta o da janela automaticamente J previamente programado o usu rio poderia definir uma temperatura m xima da casa suport vel ultrapassada essa temperatura a janela abriria O mesmo tamb m poderia ocorrer para as temperaturas baixas assim a janela fecharia automaticamente caso a temperatura ca sse a n vel pr determinado Um sistema de nobreak desenvolvido e acoplado janela seria de grande avan o e de grande utilidade Pois caso houvesse falta de energia na resid ncia uma bateria resolveria o problema da movimenta o da janela em caso de chuva possibilitando um maior conforto ao propriet rio Outro projeto interessante e aplic vel seria o da utiliza o do celular para um controle maior da janela Ter amos a possibilidade de comandar a janela no modo manual pelo pr prio celular do usu rio por exemplo com uma liga o para o modem da janela ou com
84. ico Na Figura 3 23 est o apresentadas as chaves de fim de curso utilizadas no projeto Figura 3 23 Chave de fim de curso reed switch O circuito acontece devido o reed switch utilizar uma chave magn tica de palheta que consiste de dois contatos selados em uma atmosfera de g s inerte seco dentro de uma c psula de vidro protegendo o contato da contamina o As palhetas seladas na c psula possuem suas extremidades livres e se sobrep em mas s o separadas por uma pequena abertura de ar REED SWITCH INFO 2010 Quando um m aproximando dos dois contatos que est o dentro do vidro esses tornam se atra dos um pelo outro e se tocam permitindo a passagem de corrente Quando o m se afasta os contatos se desmagnetizam e se separam interrompendo assim o circuito Portanto quando uma for a magn tica colocada paralela ao interruptor de l minas as palhetas se tornam portadoras de fluxo no circuito magn tico AQUAHUB 2010 A partir da Figura 3 24 possivel perceber que as extremidades das palhetas sobrepostas tornam se p los magn ticos opostos que se atraem Figura 3 24 Magnetiza o da chave de fim de curso FONTE Reed Relays and Electronics 2009 71 A chave interna possui dimens es de 4 5cm por 0 9 mm conforme Figura 3 25 Ja externamente sua c psula branca possui 5 cm por 1 5 cm Sua pot ncia de opera o de 20W sua amperagem de 2A As chaves pertencem empresa Comus
85. iedade de aplicagdes de baixa pot ncia como por exemplo pequenos eletrodom sticos carros el tricos comboios el tricos e em uma infinidade de outros brinquedos e equipamentos Conforme Braga 2008 a tecnologia de motores de m s permanentes est dispon vel no mercado desde os anos 90 No entanto tais motores quando lan ados enfrentaram o problema do elevado custo dos m s permanentes usados nos seus rotores Desde ent o o surgimento de novas tecnologias levaram a cria o de m s mais potentes e mais baratos De acordo com Pazos 2002 p 198 a vantagem desse tipo de motor o fato de garantir um campo magn tico constante al m de ter um volume reduzido Outra vantagem deste tipo de motor que eles t m alta indut ncia alta in rcia e baixo custo PAZOS 2002 p 198 A Figura 2 15 mostra a estrutura interna de um motor DC de m permanente com indica o das suas principais partes e seus respectivos nomes 47 Figura 2 15 Estrutura interna de um motor DC de ima permanente FONTE Pazos 2002 p 169 De acordo com Francisco 2009 p 17 o rotor de motores de m permanente possui uma constitui o id ntica ao rotor do motor DC convencional Por m seu estator diferente porque este n o possui enrolamento j que o campo magn tico indutor gerado por m s permanentes O motor abordado tem uma fonte fixa de fluxo fornecido por um ima permanente que substitui o enrolamento do campo
86. ientadora Prof Fl vio Antonio Klein mestre em Estat stica e M todos Quantitativos UNB DF UniCEUB Prof Edison Ishikawa doutor em Engenharia de Sistemas e Computa o UFRJ RJ UniCEUB IV Dedico este trabalho aos meus pais alicerces na estrutura o da minha personalidade exemplos de conduta dignidade e honradez para mim AGRADECIMENTOS Primeiramente agrade o a Deus Um especial agradecimento minha m e Helenice Oliveira pela sua total dedica o apoio e esfor o incondicional Ao meu pai Islande Braga pela sua boa vontade e conselhos di rios tamb m por ter me proporcionado a oportunidade de estudar minha irm Maria Helena pelos seus conselhos e amizade Agrade o a ajuda dos meus amigos Luciana Melo Mariana Patr cia Souza Felipe Souto Thiago Rider Jos Carlos Cruz Paulo Ueiner e M rcio Mello Ao meu querido Luiz Felipe Lamb ao estimado Dielson Ara jo e ao ilustr ssimo Antonio Itamar professora e orientadora Maria Marony Farias pelo seu ensinamento E queles que de alguma maneira contribu ram para a realiza o deste trabalho VI Conta certa lenda que estavam duas crian as patinando num lago congelado Era uma tarde nublada e fria e as crian as brincavam despreocupadas De repente o gelo quebrou e uma delas caiu ficando presa na fenda que se formou A outra vendo seu amiguinho preso e se congelando tirou um dos patins e come ou a golpea
87. ino do PIC e sim o circuito de controle de sensibilidade do sensor Este circuito age como interm dio permitindo a comunica o entre os dois dispositivos PIC e sensor de chuva 4 4 Apresenta o geral dos circuitos Nesse t pico s o abordados todos os circuitos constru dos durante a constru o do projeto Estes circuitos foram simulados pelo programa Proteus visando poupar maiores erros e proporcionar o funcionamento correto do prot tipo abordado durante este trabalho 89 4 4 1 Proteus O programa Proteus ISIS Schematic Capture da Labcenter Electronics na vers o 7 6 conforme ilustrado na Figura 4 4 foi utilizado neste trabalho para permitir a simula o do circuito do projeto antes da montagem na placa Ap s v rias simula es e testes neste software poss vel ent o partir para a constru o dos circuitos na pr tica Com isso ele possibilita menos erros na configura o montagem das pe as eletr nicas e mais seguran a na cria o do projeto A simula o ocorre quase em tempo real Isso poss vel devido intera o com o desenho usado na tela com indicadores LEDs atuadores interruptores bot es v rios tipos de motores componentes eletr nicos do mais variados tipos medidores de velocidade e de voltagem Permite um misto de simula o de circuitos componentes animados e modelos de microprocessadores GON ALVES 2010 Dessa forma facilita a co simula o em completos projeto
88. ivo o campo magn tico gerado pela atra o entre as cargas passa pela gua e a capacit ncia aumenta O circuito de controle ent o detecta essa varia o e processa a presen a da gua ROS RIO 2005 p 71 Sendo assim de acordo com o disposto acima pode se deduzir que quanto maior for a constante diel trica do material inserido entre as placas condutoras do capacitor no caso o sensor de chuva maior ser a capacit ncia do componente TIPLER 2000 p 101 Segundo Tipler 2000 p 101 esse aumento da capacit ncia se d porque o campo el trico entre as placas de um capacitor enfraquecido pela gua sendo assim para uma dada carga no capacitor a diferen a de potencial se reduz e a capacit ncia aumenta A gua aplicada no sensor de chuva aumenta a capacit ncia entre as trilhas de cobre e reduz a diferen a de potencial entre elas A raz o deste aumento da capacit ncia est na diminui o do campo el trico provocado pela gua 53 CAP TULO 3 DESCRI O DE HARDWARE Este cap tulo vinculado s especifica es dos dispositivos utilizados e s o explicados OS circuitos necess rios para a montagem do prot tipo desse projeto O hardware utilizado para a constru o do presente projeto composto por MAX232 fonte de alimenta o PIC 16F628A chaves eletromec nicas sensor de chuva motor DC e modem GSM 3 1 Comunica o Serial RS232 A transmiss o bit serial normalmen
89. izado com a inser o na ltima linha do c digo o comando em hexadecimal Ox la da tabela ASCII 104 O comando AT amp KO tem a fun o de configurar o modem Assim prop em que sua comunica o e transmiss o funcionem apenas utilizando os pinos TX RX e GND do cabo serial de conector DB9 O c digo com o comando AT CMGF 1 configura o modem GSM para permitir o envio de mensagens de texto SMS para celulares cadastrados O comando Y sempre enviado ap s cada linha de comando AT Esse tem o poder de executar a mesma fun o de uma tecla Enter ou seja permite a confirma o do fim da frase liberando o envio do c digo void envialisg fechado void delay ms 506 fprintf moden AT r verifica se o modem est conectado delay ms 1006 fprintf modem AT amp KB r Desativa a compacta o de dados delay _ms 1666 fprintf modem ATEG r gt Desliga o eco dos comandos delay _ms 1666 fprintf modem AT CMGF 1 r Estabelece o servi o de envio de SMS delay_ms 1000 fprintf modem AT CMGS 556192687202 r Informa o n mero do celular delay ms 3006 fprintf modem NOTIFICACAO A janela foi fechada Informa a mensagem delay ms 3006 desejada putc 0x1a putc 0x1a putc 0x1a Finaliza o envio da SMS Figura 4 21 C digo fonte para o envio de SMS de janela fechada 4 5 8 C digo fonte para controle dos LEDs Essa pequena divis o do c dig
90. l modeManual 100 void main output high PIN B5 output high PIN B6 while tinput PIN AB lt gt output low PIN B5 output low PIN B6 delay ms 106 while true if input PIN A4 lt modefutomatic gt else 4 LedHanual modeHanual Figura 4 17 C digo fonte do programa principal 4 5 4 C digo fonte para o bot o verde e vermelho no Modo Manual Nessas linhas de programa o ilustradas na Figura 4 18 o modo manual modeManual verifica se o bot o verde PIN AO ou vermelho PIN A2 foi pressionado pelo propriet rio da janela Caso o bot o verde PIN AO que tem a fun o de abrir a janela seja pressionado pelo usu rio e a janela se encontre fechada esta a o ent o promove a liga o do motor no sentido anti hor rio PIN B3 O motor permanece ligado at a chave fim de curso PIN Al ser acionada pela movimenta o da janela avisando assim que a janela abriu Entretanto caso a janela esteja aberta o LED vermelho do modo manual modeManual tem a fun o de piscar tr s vezes PiscaLedErro 3 Esse recurso proporciona um alerta ao usu rio para que este perceba que o bot o verde que est sendo pressionado n o ir causar a movimenta o esperada da janela Logo o mesmo procedimento tamb m ocorre para a outra fun o de fechar a janela proporcionada pelo pressionamento do bot o vermelho PIN A 101 void modeManual void lt Verifica o bot
91. lada do modem foi testada separadamente no terminal do computador e esta foi efetiva A transmiss o do modem com o PIC foi poss vel devido ao uso do MAX232 em conjunto com o conector serial DB9 como ilustrado na Figura 5 11 Figura 5 11 Conector serial DB9 com os pinos soldados 115 Anteriormente a esses testes o funcionamento de um cabo conversor de RS232 para USB foi avaliado para isto ele foi ligado ao computador para testar o MAX232 juntamente com o PIC como mostra a Figura 5 12 Assim bastou ligar o cabo na porta serial da protoboard ao computador e acionar o terminal Tera Tera Ap s isso para validar o teste as linhas da programa o dos comandos AT deveriam aparecer na tela da m quina Assim foi poss vel confirmar que os dados chegavam ao destino corretamente Figura 5 12 Placa conversora com PIC MAX232 e DB9 Durante as v rias etapas dos testes o prot tipo ficou um grande per odo sem funcionar Isso ocorreu devido s constantes mudan as no c digo fonte que em algum momento foi alterado de forma err nea Com o decorrer dos dias v rias tentativas foram elaboradas para tentar descobrir o erro que impossibilitava o envio de mensagens SMS Esse impasse foi resolvido devido constata o de que havia problemas em algumas linhas do c digo em C Os erros estavam na parte do delay ligado comunica o do PIC com o modem GSM Ap s a amplia o do delay o problema foi solucionado 5 4 Re
92. les 116 5 4 2 Prot tipo Pitta siisscvessisegeatsacsavccaasessausatwosacessndsceeanviesaatae a ni Eai 117 CAPITULO G CONCLUS O sra nai Sa efa 121 6 1 Sugest es de Trabalhos Puts gccidetssduessciclesgeactaucaecadesededes Quala masai ds anus eapentedehenee 122 6 2 Avalia o Global do Projeto aaa pads siensia a nace sai adiada aaa 123 6 3 Dificuldades Encontradas essesansiiiacanssstis soceaseca grsadenbpendataag aan da fuso saca pls dasananaddesaso 124 6 3 1 Sensorde CHUVA spas gare O eee ae el cl ee 124 6 3 2 Circuito de ponte H para controle de motores DC 125 6 35 Codinca o do Modem son couse ya nn Tapa RAR AE ad parana 125 6 3 4 Sensor de fim de Curso sesta a assisicans hei ret eines ede 125 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS aaisbsiusilspusidiasopequashoi atra laspaa aa rasa pe facada 127 GAPE NU ES gos ist leno a a a Rea 133 A C digo fonte do Projeto inserido no PICIGF628A 133 LISTA DE FIGURAS Figura 1 1 Dispositivos eletr nicos utilizados no projeto 23 Figura 1 2 Diagrama de blocos do projeto re rereaneeraanea 27 Figura 2 1 Janela da Cristal Line automatizada errar 32 Figura 2 2 Janelas e persianas automatizadas esessseeeeeseessesresstssrerrerstssrerresseesresreesresese 32 Figura 2 3 Sensor de chuva automatizado cescecsseceseceseeeesceceeceseeeseeeeneecsaeceseesseeeen
93. lho se limita a isto n o considerando assim outros aspectos de seguran a que podem vir a ser questionados O prot tipo final atingiu as expectativas esperadas Proporcionou a simula o do acionamento da janela via PIC pela movimenta o do motor dando prioridade ora ao sensor de chuva no modo autom tico ora a vontade do propriet rio no modo manual O sistema de uma forma geral se mostrou muito til ao ser implementado em ambientes residenciais trazendo assim mais comodidade e conforto para as pessoas O modelo proposto neste trabalho tr s v rias vantagens apesar do seu alto custo inicial Assim poss vel validar sua consolida o ao constatar que seu custo benef cio plenamente justo devido ao fato de ser um investimento apropriado e vantajoso Ainda mais se comparado com o pre o no mercado de janelas automatizadas Figura 5 17 Prot tipo com o circuito final bot es e sensor de chuva antigo Os resultados obtidos demonstram um funcionamento satisfat rio do sistema de controle de uma janela automatiza com sensor de chuva e envio de SMS Assim o resultado esperado confere com o objetivo proposto no projeto 120 Figura 5 18 Prot tipo mostrando parte de tr s da janela Desta forma o prot tipo apresentou erros relativamente insignificantes Ficou demonstrado que poss vel resolver o problema abordado no projeto apenas utilizando meios apropriados de acordo com as exig ncias demandada
94. m quina interna do tipo arquitetura de Harvard Nessa arquitetura a Unidade Central de Processamento UCP interligada mem ria de dados e mem ria de programa por barramento espec fico e 18 pinos no total e 16 pinos I O configur veis Freqii ncia de at 20MHz Alimenta o entre 2V at 5V 2 osciladores internos 4MHz e 37kHz e Tamanho do bus de programa de 14 bits Tamanho do bus de dados de 8 bits e 35 instru es 10 interrup es dispon veis entre elas est o timers externa mudan a de estado EEPROM USART CCP e comparador 60 e Mem ria de programa o FLASH com 2 048 palavras Permite a grava o do programa diversas vezes no mesmo chip Mem ria EEPROM n o vol til interna com 128 bytes o Recursos adicionais avan ados comparador interno e USART e M dulo CCP modos Capture Compare e PWM e Um canal de comunica o serial USART o 224 posi es de mem ria de dados com capacidade de armazenamento de 8 bits em cada posi o e Tecnologia RISC De acordo com Zanco 2005 p 34 a Figura 3 11 mostra o diagrama em blocos da arquitetura interna do PIC 16F628A em que se destacam as mem rias de programa RAM e EEPROM a ULA contador de programa e os perif ricos presentes no MCU Al m disso os pinos do PIC 16F628A est o separados em dois grupos denominados portas Desta forma temos a Porta A e a Porta B A Porta A possui oito pinos que podem ser c
95. mento amp Consultoria ROB TICA SIMPLES 2010 Aula 03 O Microcontrolador PIC 16F628A Acesso em 18 de agosto de 2010 dispon vel em Rob tica Simples http www roboticasimples com cursos php acao 15 ROS RIO J M 2005 Princ pios de Mecatr nica 1 ed S o Paulo SP Brasil Pearson Prentice Hall SENA D C S 2005 Automa o Residencial Projeto de gradua o do Departamento de Engenharia El trica do Centro Tecnol gico da Universidade Federal do Esp rito Santo Orientador Prof Dr Sc Jos Leandro Felix Salles Data da monografia 29 de dezembro de 2005 Vit ria ES SHIN CHIN INDUSTRIAL 2010 Datasheet push button switch R13 507 Acesso em 11 de agosto de 2010 dispon vel em SCI Parts http www sci com tw PRODUCTS switch 28R13 29 20PUSH 20S WITCH R 13 507 htm SIQUEIRA E 2008 Para Compreender o Mundo Digital 1 ed S o Paulo SP Brasil Globo SOUZA D J 2005 Desbravando o PIC Ampliado e Atualizado para PIC 16F628A 8 ed S o Paulo SP Brasil Erica SYSTEM M I 2007 R 232 Pinouts Designation Acesso em 21 de outubro de 2010 dispon vel em Machine Information System http www machine information systems com RS232_Pinouts html TERA TERM MANUAL 2010 Tera Term Help Index Acesso em 1 de outubro de 2010 dispon vel em Tera Term Home Page http ttssh2 sourceforge jp manual en TEXAS INSTRUMENTS 2004 MAX232 MAX232I DUAL EIA 232 Datasheet do MA
96. nela Portanto com a mudan a de posi o da janela essa identificada e percebida pela chave de fim de curso Logo essa chave ent o acionada Assim ap s o acionamento da chave de fim de curso o PIC em seguida permite que o modem GSM envie uma mensagem SMS enviaMsg fechado perante os comandos AT j devidamente pr estabelecidos Dessa forma o LED azul PIN B6 p ra de piscar por um 102 instante e se mant m acionado at o envio da mensagem ser conclu do na condi o de bem sucedido Isso porque a janela se encontrava aberta enviaMsg fechado Por m caso a janela esteja fechada o LED azul do modo autom tico PIN B6 que foi programado para sempre permanecer a piscar continuar piscando sem descanso Outra verifica o poss vel acontece quando ap s a checagem do sensor de chuva PIN B0 este se encontre no estado seco Logo verificada a posi o atual da janela atrav s das chaves de fim de curso PIN Al Caso a janela esteja fechada de acordo com o c digo programado o PIC permite a abertura da janela e em seguida autoriza o envio dos comandos AT para o modem GSM enviaMsg aberto Neste momento do envio do SMS o LED azul PIN B6 permanece aceso ininterruptamente e apenas volta a piscar quando a mensagem enviada Por m se a janela j estiver na posi o aberta nenhuma movimenta o acontecer com o prot tipo da janela Assim apenas o LED azul do modo autom tico PIN B6 que tem a
97. nfigurar o modem GSM para permitir o envio de mensagens SMS Essa mensagem SMS deve conter em seu texto a informa o de que a janela foi aberta enviaMsg aberto Assim a confirma o de envio dos comandos AT somente permitida com o envio de um CTRL Z ao final da programa o Logo esse comando somente compreendido de acordo com a formata o permitida pela tabela ASCII Portanto o comando inserido no c digo de acordo com as descri es da tabela ASCII como Oxla void enviaMsg aberto void delay _ms 566 fprintf modem AT r delay _ms 1666 fprintf modem AT amp KO r delay ms 1666 fprintf modem ATEG r delay _ms 1666 fprintf modem AT CMGF 1 r delay ms 1000 fprintf modem AT CHGS 1 556192687202N Ar delay ms 36686 fprintf modem NOTIFICACAO A janela foi aberta delay _ms 3666 putc 0x1a putc 0x1a putc 0x1a Figura 4 20 C digo fonte para o envio de SMS de janela aberta 4 5 7 C digo fonte para enviar mensagem da Janela Fechada O procedimento desse trecho do c digo conforme ilustrado na Figura 4 21 permite o envio dos comandos AT ao modem GSM por m neste caso quando a janela fechada A diferen a encontra se que ao permitir o envio dos comandos AT ao modem a mensagem SMS enviada deve conter em seu texto a informa o de que a janela foi fechada enviaMsg fechado Da mesma forma como foi abordado previamente o envio dos comandos AT final
98. nico de Ponte H i 50 Figura 2 20 Sensor de chuva criado artesanalmente 51 Figura 3 1 Conector DB9 com sua pinagem enuMerada eeeeeeeeeceeeseceeeteeeeeteceeneeeenes 53 Figura 3 2 Os tr s pinos utilizados nos conectores DBO 54 Figura 3 3 Logo do programa PL 2303 Prolific USB ceeeeeereeceeeenneeneeeeeaeees 55 Figura 3 4 MAX232 utilizado no projeto sas Sass EIA Se 56 Figura 3 5 Pinagem do MAX232 eeseseeseeeseseesressrseresresseseresresstserestessesstestessetstesreeseesee 56 Figura 3 6 Circuito da pinagem do MAX232 essessesessessresrersesserererrersessresreesetsesreesereseee 57 Figura 3 7 Circuitos das fontes de alimenta o 12V e 16 5V ossessssessesssesssesessseessressees 58 Figura 3 8 Regulador de tens o 7805 utilizado no projeto 58 Figura 3 9 Os dois circuitos da fonte de alimenta o 59 XI Figura 3 10 PIC 16F628A utilizado no projeto eee 59 Figura 3 11 Diagrama em blocos da arquitetura interna do PIC oseese 61 Figura 3 12 Pinagem do PIC 16F628A com encapsulamento PDIP 62 Figura 3 13 Circuito da pinagem do PIC 16F628A errar 64 Figura 3 14 Logo do programa MPLab IDE arena 64 Figura 3 15 Tela de programa o do PIC no programa MPLab IDE
99. no mercado j que existe uma forte tend ncia de automatiza o nas novas e modernas resid ncias em constru o atualmente necess rio observar que para implementa o deste projeto em janelas reais de uma resid ncia ou empresa o motor teria que ser adaptado s condi es das novas janelas Portanto janelas de maior tamanho pedem maior pot ncia de um motor ou seja alguns dispositivos eletr nicos utilizados no projeto teriam que ser adaptados s novas condi es impostas Possivelmente em um futuro pr ximo os sistemas automatizados estar o presentes em v rias resid ncias trazendo economia conforto e seguran a para as pessoas O tema proposto muito atual sendo que as pesquisas na rea de automa o est o em ascens o tanto que de acordo com Cavalcanti 2006 diretor executivo da Associa o Brasileira de Automa o Residencial Aureside no ano de 2006 houve empresas desta rea que tiveram um crescimento de 200 A procura dos consumidores por empresas de automa o residencial no ano de 2009 teve um aumento de 30 no primeiro semestre em compara o com o mesmo per odo do ano de 2008 O avan o da tecnologia e facilidades acess veis a todos faz com que a concorr ncia nesta rea da Engenharia para a automatiza o seja cada vez maior onde segundo Matos 2009 p 9 n o s as grandes empresas t m a possibilidade de elaborar projetos de automa o como tamb m engenheiros atualizados com as
100. nto ideal do potenci metro quando ent o o LED n o mais acendeu com o toque da m o Estabelecida a 92 posi o definitiva o LED indicativo foi retirado do circuito final de calibra o do sensor de chuva O LED foi removido porque consumia energia excessiva do circuito e tamb m por n o ser vis vel ao usu rio uma vez que a placa do circuito geral fica oculta dentro de uma caixa preta A referida caixa permitiu uma melhor conserva o do circuito evitando seu contato com poss veis superf cies condutoras RA7IOSC1 CLKIN RAQ ANO RAG OSC2 CLKOUT RAT AN1 RA2IAN2 VREF RASIMCLR RA3 AN3HCMP1 RA4ITOCKVCMP2 REOINT RBURXIDT RBYTXICK RB3ICCP1 Rea 10 REBTIOSOTICK He RBTITIOS iii PIC16F628A 100K Figura 4 7 Circuito do sensor de chuva final 4 4 4 Circuito do motor DC Na implementa o do circuito do motor DC v rias abordagens foram testadas O circuito de Ponte H foi ideal para o objetivo esperado neste projeto Alguns circuitos antes constru dos n o proporcionaram a movimenta o do motor da forma que era necess ria Ent o ap s v rias tentativas foi poss vel solucionar o problema da velocidade do motor e atingir o objetivo final proposto 4 4 4 1 Primeiro Circuito de Ponte H de Controle do Motor DC O primeiro circuito constru do n o atendeu o objetivo almejado Possibilitou o controle do motor DC de menor pot ncia para o sentido hor rio e para o sentido anti hor rio Por m n o f
101. ntos de inser o e solda dos fios Apenas o meio da placa fica sem verniz Este verniz indicado para prote o e acabamento de circuitos impressos em montagens eletr nicas O produto a base de resina monocomponente permite solda O verniz foi aplicado na forma de aerossol e sua secagem ao ar leva em torno de 15 minutos 3 4 2 Funcionamento do Sensor de Chuva O sensor de chuva confeccionado funciona de uma forma simples quando houver a presen a de chuva o sensor fecha o curto e aciona a l gica do PIC para que a janela seja fechada Por m assim que o sensor secar ou seja n o houver mais a presen a de chuva o microcontrolador aciona o motor DC para que a janela se abra A Figura 3 35 demonstra o sensor de chuva molhado A simula o da chuva feita por um borrifador de gua onde as gotas jorradas apresentam boa sensibilidade de capta o pelo PIC Figura 3 35 Sensor de chuva com a presen a de gotas de gua 77 3 5 Motor DC O motor DC Mabuchi Motor Company mostrado na Figura 3 36 foi usado para fazer a for a mec nica de abrir e fechar a janela do prot tipo Esse motor foi utilizado por se adequar as caracter sticas de pot ncia e conex es necess rias para o funcionamento do projeto Figura 3 36 DC Mabuchi Motor utilizado 3 5 1 Detalhamento do Motor DC O seu modelo do tipo precious metal carbon brush motor sua estrutura Permanent Magnet Direct Current PMDC seu n me
102. o 17 Chave push button verde para abrir a janela no modo manual 18 Chave fim de curso reed switch 64 Dee de fim de curso Chave modo RAZIOSCIICLKIN RAQ ANO Autom tico Manual RABIOSCZICLKOUT RAT ANT Rasma _asanscner FE RA4ITOCKUCMPZ PIC16F628A JET LED Manual 4 LED Autom tico at RESTIOSOMICKI RB7 M1OSI Sensor de Chuva Motor DC Modem GSM Figura 3 13 Circuito da pinagem do PIC 16F628A 3 3 3 MPLab IDE O programa MPLab Integrated Development Environment vers o 8 10 conforme Figura 3 14 um software gratuito para o desenvolvimento de sistemas utilizando PICs da Microchip Tem a fun o de ser um ambiente de desenvolvimento para uma linguagem de programa o que no caso deste projeto foi a linguagem C O programa executado como um aplicativo de 32 bits no Microsoft Windows Figura 3 14 Logo do programa MPLab IDE 65 3 3 3 1 Configura o do PIC no MPLab IDE O desenvolvimento do c digo fonte foi elaborado no programa MPLab IDEQ ilustrado na Figura 3 15 Neste software foi poss vel desenvolver todo o c digo em linguagem C simular e depurar o c digo encontrando e reduzindo os erros do programa Checksum 0x1950 E Janela c 1 CAUsers Braga Desktop PIC Piclexemplo cc x E finclude lt 16 628 h gt Buid Findin Fes fuse delay clock 4000000 fuses INTRC IC NOHDT PUT BROWNOUT NOLVE NOMCLR gt gt gt Warming 203 C Users Braga Desk
103. o conforme mostrado na Figura 4 22 permite o controle do LED vermelho PIN B5 e do LED azul PIN B6 Dessa forma esse trecho comanda o desligamento do LED azul do modo autom tico e depois o acionamento do LED vermelho do modo manual LedManual void LedManual void lt output low PIN B6 output high PIN B5 gt Figura 4 22 C digo fonte para controle dos LEDs 105 4 5 9 C digo fonte para controle dos LED vermelho do modo manual Nesse peda o de c digo de acordo com a Figura 4 23 comandada a fun o do programa criada para piscar o LED vermelho do modo manual PIN B5 Esse trecho o comando PiscaLedErro 3 tem o prop sito de ser usado quando o propriet rio da janela tenta realizar uma a o j estabelecida Dessa forma o LED vermelho PIN B5 tem a fun o de piscar tr s vezes seguidas avisando ao usu rio de que sua a o n o est correta Um exemplo o caso do usu rio tentar fechar a janela pressionando o bot o vermelho sendo que esta j se encontra fechada Outro exemplo o caso do propriet rio tentar abrir a janela pressionando o bot o verde sendo que a janela j estava aberta void PiscaLedErro int x lt int i 6 for i B i lt x i 4 output low PIN B5 delay ms 166 output high PIN B5 delay ms 166 Figura 4 23 C digo fonte para controle do LED vermelho do modo manual 106 CAP TULO 5 TESTES E RESULTADOS Neste cap tulo s o apresentados ao l
104. o Matos 2009 p 6 algumas empresas como a Euro Centro Abitare with Stile p gina na web http www eurocentro com br oferecem servi os de janela automatizada por m os pre os n o s o acess veis Conforme o site desta empresa o valor da venda de uma janela com motor e com dimens es de 55 cm por 98 cm seria maior que quatro mil reais A empresa Cristal Line p gina na web http www cristallinevidros com br localizada na cidade de Santo Andr em S o Paulo disponibiliza no mercado desde 2008 janelas e portas automatizadas com motor Bosch para abertura e fechamento e com sensores de chuva e ilumina o A janela da Cristal Line mostrada na Figura 2 1 foi desenvolvida atrav s de programa o computacional com sistema PIC suas fun es s o armazenadas em microprocessadores onde todas as informa es s o direcionadas ao sistema eletr nico Fecha automaticamente quando o sensor de chuva entra em contato com gua e abrindo quando o 32 sensor secar E tamb m fecha automaticamente quando o sensor de luminosidade n o captar luz abrindo quando o dia clarear O controle para abertura e fechamento da janela da Cristal Line pode ser feito atrav s das setas no teclado embaixo do visor em cristal l quido e atrav s de controle remoto Possui sistema autom tico e manual timer e No Break Figura 2 1 Janela da Cristal Line automatizada FONTE Cristal Line 2008 A empresa Weiku p gina na web http
105. o do projeto n o contempla a abertura e fechamento da janela por meio do envio de mensagem SMS para o modem somente o recebimento de mensagem de status da mesma Dessa forma o prot tipo n o permite a programa o e a configura o de forma remota pelo celular Para a implementa o do sistema desenvolvido tem se a necessidade de conect lo a uma fonte de energia no entanto este projeto n o contempla outros recursos que possibilitem mant lo conectado ap s uma falta de energia como no break bateria geradores ou outras fontes de alimenta o Zz A principal vantagem deste experimento evitar a entrada de chuvas indesejadas dentro de resid ncias Por m este prot tipo da janela abordado neste trabalho se limita a isto n o considerando assim outros aspectos de seguran a que podem vir a ser questionados Uma quest o de seguran a n o aplicada ao projeto seria a possibilidade de obst culos exteriores interferirem no deslizamento da janela Como exemplo podemos citar o caso de um gato dom stico permanecer no v o da janela Assim sendo se a janela for acionada o motor tentar fech la sem parar at que o processo seja bem sucedido Nesse momento o PIC identificar que as chaves fim de curso foram acionadas 26 Outra quest o de seguran a n o abordada a possibilidade de intrus o de pessoa desconhecida n o autorizada no caso de o usu rio deixar a janela no modo autom tico e essa permanecer aberta toda
106. o envio de uma mensagem SMS para o modem da janela podendo com isso fech la ou abri la Assim haveria uma intera o maior do celular no comando da janela o celular funcionaria como um controle remoto Outra boa sugest o seria a automa o da janela da resid ncia por uma central nica de onde seria poss vel ver a situa o do ponto automatizado ou dos pontos automatizados em caso de mais de uma janela Esta central tamb m poderia ter um suporte on line onde o usu rio teria o controle das automa es via web Juntamente com um banco de dados o usu rio poderia ter acesso a um website com todos os hist ricos dos acontecimentos que se 123 passaram com a janela Poderia acompanhar quando e porque a janela foi fechada em qualquer lugar do mundo tendo acesso internet Como sugest o para um projeto futuro seria tamb m a melhora da automa o do sensor de chuva No caso do sistema no modo autom tico o sensor de chuva estar seco e o usu rio optar por n o querer que a janela se abra Devido ao fato do propriet rio n o se encontrar em casa e preferir que a janela fique fechada mesmo sem chuva Ent o uma nova sugest o seria a adi o de outro status para janela chamado por exemplo de modo autom tico na aus ncia de pessoas Assim proporcionaria mais seguran a principalmente se a resid ncia automatizada fosse uma casa 6 2 Avalia o Global do Projeto Este projeto apresenta potencialidade de utiliza o
107. o funcionava por m a corrente que o sensor de chuva transmitia era fraca por isso foi incapaz de acionar a porta do PIC Para constru o do circuito ilustrado na Figura 4 6 foram utilizados os seguintes materiais 91 Q12 transistor BC549 D1 LED R12 resistor 2200 RV 1 potenci metro de 100kQ trimpot JP1 sensor de chuva Uma fonte de 5V JP1 JUMPER Figura 4 6 Primeiro circuito constru do para o sensor de chuva 4 4 3 2 Circuito Final de Calibra o do Sensor de Chuva Para o desenvolvimento do circuito final foram utilizados os mesmos componentes do circuito de calibra o anterior menos o LED indicativo vermelho D1 juntamente com o seu resistor R12 pois estavam consumindo muita energia do sistema Por m de acordo com a Figura 4 7 a liga o do transistor BC549 foi alterada portanto seu emissor foi modificado do terra para a porta 6 do PIC RBO O potenci metro facilitou a calibra o do sensor para a medida correta de sensibilidade desejada Para isso foi necess rio testar todos os posicionamentos poss veis do trimpot girando a pe a com uma ferramenta apropriada Esses testes de sensibilidade foram feitos a partir do toque da m o na placa do sensor Assim quando o LED acendia apenas com a press o dos dedos significava que o posicionamento do trimpot ainda n o estava ideal Diante disso o teste foi feito incont veis vezes at ser encontrado o posicioname
108. o global do projeto e as dificuldades encontradas Dessa forma foram apresentadas propostas para trabalhos futuros bem como recomenda es e sugest es para o prosseguimento de trabalhos realizados neste segmento 29 CAP TULO 2 FUNDAMENTOS TE RICOS Para o correto entendimento do projeto e seu desenvolvimento s o necess rios alguns conhecimentos a respeito da teoria Neste cap tulo s o apresentados ao leitor os fundamentos te ricos para o correto entendimento do projeto como conceitos de automa o janelas automatizadas no mercado atual a rede GSM mensagens SMS SIM Card chaves eletromec nicas motor el trico o PIC 16F628A e o sensor de chuva A compreens o desses t picos introdut rios e a percep o do seu relacionamento com o projeto fundamental para o entendimento do todo 2 1 Teoria da Automatiza o O trabalho traz um estudo sobre a dom tica e suas principais fun es Com o prop sito de melhorar a qualidade de vida reduzir o trabalho dom stico aumentar o bem estar e a seguran a 2 1 1 Automa o Residencial Automa o residencial tamb m conhecida como dom tica transforma a express o conforto do lar em sin nimo de praticidade e de comodidade higt tech e conquista cada vez mais usu rios FIGUEROLA 2006 p 84 Alievi 2008 p 16 explica que o termo dom tica resulta da jun o da palavra domus casa com rob tica controle automatizado de algo A utiliza o desse
109. ock de 4Mhz E no caso do rs232 nota se que o desempenho se faz a uma velocidade de 9600 bps e configura os pinos de recep o e de transmiss o O comando include lt 16F628 h gt declara e estabelece o arquivo de cabe alho padr o para o dispositivo PIC16F628 como por exemplo as constantes usadas para identificar os pinos do PIC 99 include lt 16F628 h gt fuse delay clock 4666666 fuses INTRC_IO NOWDT PUT BROWNOUT NOLUP NOHCLR fuse rs232 baud 9666 xmit pin_B2 rcv pin_B1 stream modem Figura 4 15 C digo fonte com as diretivas de pr compila o 4 5 2 C digo fonte dos prot tipos das fun es Como ilustrado na Figura 4 16 o c digo define o prot tipo das seis fun es b sicas utilizadas e necess rias para a l gica da programa o do sistema 1 void modeManual void 2 void modefutomatic void 3 void enviaMsg aberto void 4 void enviaMsg fechado void 5 void LedManual void 6 void PiscaLedErro int x Figura 4 16 C digo fonte dos prot tipos das fun es 4 5 3 C digo fonte do programa principal De acordo com a Figura 4 17 o c digo comanda a fun o de ligar os LEDs autom tico azul PIN B6 e manual vermelho PIN B5 para em seguida aguardar a inicializa o perante o pressionamento do bot o verde PIN AO Assim verifica a posi o da chave autom tico manual PIN A4 e executa as fun es do modo autom tico mode Automatic e do modo manua
110. oi poss vel utilizar esse circuito para motores maiores pois o mesmo n o capaz de fornecer pot ncia suficiente para girar o motor Para constru o do circuito mostrado na Figura 4 8 foram utilizados os seguintes materiais Q3 e Q1 2 transistores BD139 93 Q4 e Q2 2 transistores BD140 R3 e R4 2 resistores 47kQ Ri e R2 2 resistores 1kQ e Cl capacitor 100nF 2 circuitos integrados CD4011 Uma fonte de 5V Figura 4 8 Primeiro circuito de Ponte H para o motor DC 4 4 4 2 Circuito Final de Ponte H para Controle de Motor DC Uma segunda aproxima o para o circuito de controle foi desenvolvida visando adequar a pot ncia fornecida pelo microcontrolador fun o de controle de motor DC utilizado Para constru o do circuito ilustrado na Figura 4 9 foram utilizados os seguintes materiais Q5 e Q6 2 transistores BD139 Q4 e Q3 2 transistores BD140 QI e Q2 2 transistores BC338 R1 e R6 2 resistores 4k7Q e R7 e R8 2 resistores 33Q 94 Uma fonte de 5V RA7 OSC1 CLKIN RAO ANO RA6 OSC2 CLKOUT RA1 AN1 RA2 AN2 VREF RAS MCLR RA3 ANS CMP1 RA4 TOCKI CMP2 RB6 T10SO T1CKI RB7 T10SI PIC16F628A Figura 4 9 Circuito final de Ponte H para o motor DC 4 4 4 3 Funcionamento do Circuito do Motor DC O funcionamento do circuito final j mencionado tem por base o circuito de ponte H constru do Este conseguiu atender as expectativas necess rias pa
111. onfigurados como entrada ou sa da e seus nomes s o definidos como RAO RAI RA2 RA3 RA4 RAS RA6 e RA7 A Porta B possui oito pinos que podem ser configurados como entrada ou sa da e seus nomes s o RBO RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 e RB7 ZANCO 2005 p 62 61 x RAD ANO 4 6 RA1 AN1 TRS RAZ AN2 VREF RS RA3 AN3 CMP1 pen RA4 TOCK1 CMP2 TES RAS MCLRIVPP gt lt RA6 OSC2 CLKOUT X RA7 OSC1 CLKIN I RBO INT NX RB1 RX DT OSC1 CLKIN OSC2 CLKOUT Figura 3 11 Diagrama em blocos da arquitetura interna do PIC FONTE Zanco 2005 p 35 3 3 2 Pinagem do PIC 16F628A A Figura 3 12 mostra a pinagem do PIC e o Quadro 3 2 o significado das nomenclaturas utilizadas na identifica o desses pinos Segundo Zanco 2005 p 62 os pinos RBl e RB2 tamb m s o utilizados para a comunica o serial USART O pino RB3 utilizado no m dulo de CCP para a sa da do PWM O oscilador externo deve ser ligado aos pinos RA7 OSC1 e RA6 0SC2 O pino Vss tamb m chamado de GND ou de terra O pino Vpp funciona como receptor da alimenta o de 5V utilizado no projeto 62 RAZ ANZIVREF lt gt RA3 AN3 CMP1 RA4 TOCKI CMP2 gt RAS MCLR Vep gt Vss gt RBO INT lt gt RB1 RX DT lt _ gt RB2 TX CK lt gt RB3 CCP1 lt e RA1 AN1 e gt RAO ANO gt RA7 OSC1 CLKIN e gt RA6 OSC2 CLKOUT me
112. oreto de ferro ee eee eeseeeseeeeeeeeneeeenees 75 Figura 3 33 Retirada da caneta utilizando a palha de ago eeeeceeeseeeeeseceenteeeenteeeeseeeenes 15 Figura 3 34 Placa terminada com a aplica o do verniz Verde ceceeeeceeeseeesseeeenteeeeees 76 Figura 3 35 Sensor de chuva com a presen a de gotas de gua ce eeeeeeesseeeeteeeetteeeenes 76 Figura 3 36 DC Mabuchi Motor utilizado eee eeeceeseeceeesececseececseeeeeseeeeeseeeeseeeenaeeeeaas 11 Figura 3 37 Medidas em mil metros do motor DC esse ceseceseeeeaeecnaeenseeneeeenneees Ti Figura 3 38 G24 Modem da Motorola eee eeeereeneeeraanea 78 Figura 3 39 Kit do Modem G24 GMS da iTech ou ieee e 79 Figura 3 40 Logo do programa Tera Term is ereeeereeaneeernanea 80 Figura 3 41 Setup da porta serial no Tera Term serra 81 Figura 3 42 Linhas de comando AT e o recebimento da mensagem no celular 82 XII Figura 4 1 Apresenta o geral do projeto re rerreereceraaneaa 85 Figura 4 2 Os dois tipos de mensagem SMS que podem ser enviadas 86 Figura 4 3 Topologia do projeto usinas DM a ida Mg ans 87 Figura 4 4 Logo do programa Proteus ISIS Professional 000 0 cee ceeeeeseeeeeceseeeeeeeeneees 89 Figura 4 5 Circuito completo do projeto desenhado no Proteus eee eeseeeseeeeeeeereees 90
113. po botoeira ou chave sem reten o Funciona por impulso A chave ativada quando o bot o pressionado e desativada quando se solta o bot o Segundo Alievi 2008 p 36 a desativa o ocorre por a o de uma mola interna que usada para fazer o bot o voltar sua condi o inicial O dispositivo s permanece acionado mediante aplica o de uma for a externa Cessado o pressionamento na chave o contato do dispositivo volta situa o anterior O Quadro 2 3 mostra que as chaves push button podem ter contato normalmente aberto NA ou normalmente fechado NF ALIEVI 2008 p 36 40 Chave de Impulso Desativado Ativado NA T E d v o NF Tr IF pa a E o Quadro 2 3 Contato normalmente aberto NA e normalmente fechado NF FONTE Franchi amp Camargo 2008 Quando se aperta o bot o de acionamento o elemento de comando atua contra a for a da mola interligando eletricamente a conex o normalmente aberta NA e desconectando a normalmente fechada NF Ros rio 2005 p 59 Na Figura 2 9 mostra o funcionamento da chave push button Contato normalmente aberto NA Contato normalmente fechado NF Figura 2 9 Funcionamento da chave push button FONTE Ros rio 2005 p 60 2 5 2 Chave gangorra Conhecida tamb m como toggle chave liga desliga chave com reten o ou chave com trava E um dispositivo que uma vez acionado
114. r o gelo com todas as suas for as conseguindo por fim quebr lo e libertar o amigo Quando os bombeiros chegaram e viram o que havia acontecido perguntaram ao menino Como voc conseguiu fazer isso E imposs vel que tenha conseguido quebrar o gelo sendo t o pequeno e com m os t o fr geis Nesse instante um anci o que passava pelo local comentou Eu sei como ele conseguiu Todos perguntaram Pode nos dizer como simples respondeu o velho N o havia ningu m ao seu redor para lhe dizer que n o seria capaz Albert Einstein SUM RIO LISA DE FIGURAS sans a a L Ga ra XI LISTA DE QUADROS e ei qu a a e salas XV LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS e rc eeereeereeerrenarraneada XVI RESUMO pc ed O Dee lta eines XIX ABSTRACT assis sans ra aan Anes RSCG E gn aaa tp XX CAP TULO 1 INTRODUC AO sa qu sn sss os 6 tema ett Bek a 21 1 1 Motiva o e Posicionamento sseaasessaaasaieaeaseasasrasegaatrraonaaata tedeaueadoeseceusnsecdensncvacterevs 21 2 tSa Geral do Projdto esa e o aa a E T 22 sD Objet yO Snine SRA UI a aa E ERA ae 24 14h Denmic odo Problema deiars aea a E mess 25 1 5 Restric e Sinnen an eaaa e a a O ER ERa Ia E E E E lac EEE E aE 25 1 6 Diastama de BIoCOs aq cuits cece E sites E E A de eek 26 def MetodolotiaS s r s etet a ataca q e a 27 1 8 Estrotura da Monografia eee e ioe ea A E A aia 28 CAP TULO 2 FUNDAMENTOS TE RICOS eme 29 Zl Teoria da A lomati za o
115. r secoes leitura 587 BRITES F G amp SANTOS V P A 2008 Motor de Passo Projeto acad mico em Engenharia de Telecomunica es da Escola de Engenharia do Centro Tecnol gico da Universidade Federal Fluminense Programa de Educa o Tutorial Grupo PET Tele Data do trabalho julho de 2008 Niter i RJ CABRAL M M A amp CAMPOS A L P S 2008 Sistemas de Automa o Residencial de Baixo Custo Uma Realidade Poss vel Artigo Cient fico produzido para o Programa Institucional de Bolsas de Inicia o Cient fica em Desenvolvimento Tecnol gico e Inova o PIBITI CAMARGO A R amp NEVES R P A A 2002 Tecnologias Utilizadas nos Edif cios Inteligentes III Encontro Tecnol gico da Engenharia Civil e Arquitetura ENTECA Data do documento novembro de 2002 Maring Paran PR 128 CANATO D A 2007 Utiliza o de conceitos de integra o de sistemas direcionados a dom tica estudo de caso para automa o residencial Disserta o de p s gradua o em Engenharia Mec nica na rea de Mec nica dos S lidos e Projeto Mec nico na Universidade Estadual de Campinas UniCAMP Orientadores Prof Jo o Maur cio Ros rio e Prof Carlos Alberto Mariotoni Data da disserta o 27 de fevereiro de 2007 Campinas SP CAVALCANTI T 2006 Mercado da Automa o Residencial sofre um grande boom em 2006 Data da reportagem 20 de dezembro de 2006 Entrevista para a jornalista Luciana Barros
116. ra o funcionamento do motor 4 4 4 4 Circuito de Ponte H Para o circuito mostrado tem se que uma aplica o de uma tens o positiva pr xima da fonte no resistor R6 que leva o transistor NPN Q2 a condu o Conseqiientemente este transistor NPN em condu o polariza as bases dos transistores PNP Q3 e NPN Q5 opostos na ponte H fazendo com que o motor gire no sentindo hor rio para direta A tens o positiva no resistor R1 leva o transistor NPN Q1 condu o Isso resulta na polariza o dos transistores PNP Q4 e NPN Q6 opostos na ponte H Essa polariza o faz com que o motor gire no sentido anti hor rio para a esquerda conforme mostrado na Figura 4 10 95 Sentido anti hor rio 3 4 Sentido horario Figura 4 10 Circuito de Ponte H para o motor DC 4 4 5 Circuito da Chaves As chaves de fim de curso reed switch e as chaves push button foram de extrema import ncia na implementa o do sistema de controle da janela Essas chaves foram interligadas na programa o para permitir a comunica o com o PIC no controle da janela via modo manual Sendo que o circuito formado por elas que permitiu a liga o entre as duas para o correto funcionamento da ordem dada pelo propriet rio em quer abrir ou fechar a janela Com circuito da chave gangorra foi poss vel o correto funcionamento da vontade do usu rio na escolha do sistema em modo manual ou autom tico 4 4 5 1 Circuito da Chave Fim de Curso com
117. rama de blocos representa de forma objetiva a composi o geral do projeto Em destaque encontra se o quadrado pontilhado que real a a parte desenvolvida e implementada pela autora Esta parte enfatizada pelo diagrama ser explicada e detalhada ao longo desta monografia 27 de curso B de curso A e Sensor de Chuva GSM Chave Fecha Abre VERMELHO VERDE Janela Automatizada para Smart Houses com Sensor de Chuva e Aviso por SMS trio M dulo Figura 1 2 Diagrama de blocos do projeto 1 7 Metodologias Para a realiza o da montagem do prot tipo foram utilizadas diversas fontes bibliogr ficas sendo as principais livros revistas sites de internet monografias e artigos cient ficos Foram feitos tamb m v rios estudos e testes em cima de componentes eletr nicos linguagens de programa o e softwares para a an lise dos melhores componentes digitais e dispositivos utilizados na implementa o Para atingir os objetivos propostos utilizaram se v rios componentes mec nicos e eletr nicos O principal componente para garantir o correto funcionamento do sistema foi o PIC 16F628A 28 Outro dispositivo de extrema import ncia foi o sensor de chuva que capta a presen a de gua instantaneamente e informa imediatamente para o microcontrolador 1 8 Estrutura da Monografia Esta monografia composta de 8 cap tulos iniciando com a
118. rdo com Figura 2 8 Sua finalidade b sica como seu pr prio nome diz identificar de diferenciar assinantes do sistema global m vel de telefonia celular Al m de identificar unicamente cada assinante os SIM Cards protegem as liga es telef nicas atrav s da criptografia e autentica o ativa consequentemente reduzindo as fraudes LORENZONI 2006 p 60 39 Figura 2 8 SIM Cards utilizados para testes de envio de SMS no projeto Segundo Lorenzoni 2006 p 60 a mem ria do cart o SIM do tipo EEPROM e nela ficam armazenados n o s o n mero de telefone ID nico e universal mas todas as configura es de dados como informa es do assinante agenda de contatos prefer ncias configura es servi os contratados SMS e outras informa es Al m disso a troca da linha telef nica para um novo aparelho hoje simples basta colocar o SIM Card em uso no novo celular comprado 2 5 Chaves As chaves segundo Ribeiro 2001 p 20 s o componentes eletromec nicos utilizados para ligar desligar ou direcionar a corrente el trica por meio de um acionamento mec nico manual ou autom tico Dessa forma tem como caracter sticas ideais uma alta velocidade alta confiabilidade pouco consumo de energia el trica e um baixo custo No mercado existem v rios fabricantes e modelos de chaves que podem ser utilizadas em sistemas automatizados 2 5 1 Chave push button Conhecida tamb m como chave ti
119. refixo AT deriva da palavra Attention no qual solicitada ao modem uma aten o aos comandos Os comandos AT constituem o m todo padr o de configura o e comunica o com modems um conjunto composto por uma s rie de comandos curtos de texto que combinam para realizar as opera es Se alguma resposta dos comandos AT for ERROR porque possivelmente o comando foi digitado incorretamente e a fun o n o foi reconhecida pelo modem INFOREDE 2010 3 6 3 Tera Term O programa Tera Term Pro Web conhecido apenas como Tera Term um software livre ou seja gratuito Foi utilizado na vers o 3 1 3 conforme a Figura 3 40 Tem a fun o de ser um emulador de terminal compat vel com a Microsoft Windows um aplicativo usado para conectar o computador a outros sistemas remotos Figura 3 40 Logo do programa Tera Term O programa suporta v rios tipos de emula o como VT100 TEK4010 Kermit XMODEM e outros Suporta conex o Telnel conex o porta serial e v rios protocolos de transfer ncia como o SSH2 e o UTF 8 Tamb m acompanha uma linguagem de script e pode 81 ser usado em redes TCP IP ou atrav s de conex es dial up Para conectar usando TCP IP necess rio digitar o endere o do host e n mero da porta TERA TERM MANUAL 2010 Para verificar se as configura es do modem est o corretas ou se ele est conectado corretamente necess rio enviar um conjunto de comandos AT atrav s
120. ro de registro RS 545SH 2860 e possui certifica o RoHS Suas dimens es s o 35 8mm de di metro e 50mm de comprimento conforme Figura 3 37 Unidade Milimetros Buracos MT Figura 3 37 Medidas em mil metros do motor DC FONTE Mabuchi Motor 2010 amplamente usado em brinquedos de crian as dentre outras coisas Foi fabricado na Guangdong na China pela empresa Mabuchi Motor e pesa aproximadamente 156g Quando est na sua efici ncia m xima possui torque de 17 3mN m velocidade de 5730rpm e pot ncia 78 de 10 4W de acordo com o Quadro 3 3 Sua tens o de opera o de 12V para corrente cont nua CC ou direct current DC e sua amperagem de 1 344 Ffici ncia M xima Velocidade Amperagem Torque Pot ncia 5730 rpm 1 34 A 17 3 mN m 10 4 W Voltagem Intervalo de Operacao Nominal 6 24V 12 V constante Quadro 3 3 Especifica es do motor DC FONTE Mabuchi Motor 2010 3 6 Modem G24 GSM O Modem GSM tem extrema import ncia na funcionalidade do prot tipo que se resume na execu o do envio de mensagens SMS para dispositivos previamente cadastrados no sistema Sendo poss vel assim cumprir com as necessidades exigidas pelo projeto 3 6 1 Detalhamento do Modem G24 GSM O G24 Serial Data Modem GSM GPRS EDGE Quadri Band da Motorola ilustrado na Figura 3 38 montado e distribu do pela empresa Informat Technology iTe
121. rola por meio do site da empresa Informat Technology Logo em seguida foi necess ria a aquisi o do cabo USB com porta serial macho Isso possibilitou o encaixe na porta serial f mea do m dulo GSM e a porta USB para a comunica o com um computador Para a comunica o do m dulo com a placa de controle do PIC foi preciso construir um cabo onde as duas pontas possu ssem sa da para portas seriais Tamb m para possibilitar o funcionamento do m dulo foi necess ria a compra de um SIM Card pr pago juntamente com uma quantia de cr dito suficiente para suprir os gastos com envios de mensagens SMS durante todo o per odo de testes do projeto 107 A quarta etapa se baseou na compra das duas fontes demandadas pelo circuito do projeto Logo em seguida foi feita a confec o dos circuitos das fontes de alimenta o que converteram as fontes para apenas 5V de acordo com a necessidade do projeto Ap s a obten o do motor DC foi exigida a constru o do circuito de ponte H para proporcionar o correto funcionamento do motor N A quinta etapa foi relacionada cria o artesanal do sensor de chuva Ap s a compra dos materiais b sicos o sensor foi constru do Assim notou se a impossibilidade de seu manuseio sem uma placa que controlasse a sensibilidade do referido sensor Esta placa foi ent o elaborada e forneceu o apoio desejado para que ocorresse o correto funcionamento do circuito A sexta etapa foi a compra de um
122. rra on off redonda azul KCD1 106N com l mpada neon interna foi usada para controlar a janela no autom tico on ou no manual em off Ela tem a fun o de determinar se a janela poder ser fechada ou aberta manualmente sem a condi o do sensor de chuva Caso a chave estiver em off ela estar na op o manual J quando a chave estiver na posi o on ela estar no autom tico ou seja a janela apenas fechar quando o sensor de chuva detectar gua em seu dispositivo A chave possui dimens es de 25 7mm por 23mm de di metro conforme Figura 3 28 Possui tr s terminais e liga desliga Sua tens o de opera o de 250V sua amperagem de 10 6 A Possui as refer ncias KCD1 106 e CQC V000706 escritas nela de acordo com a imagem da Figura 3 29 13 Figura 3 28 Medida em mil metros da chave gangorra FONTE Weite Electronic 2007 Figura 3 29 Chave gangorra redonda azul 3 4 Sensor de Chuva A compra de um sensor de umidade foi descartada devido a falta de variedade de sensores que atendessem as necessidades do projeto Outro fator foi a dificuldade de compra desse tipo de material no mercado nacional Al m disso o fator econ mico se destacou pelo fato dos sensores existentes terem o custo superior a 300 reais Desta forma a melhor op o foi o desenvolvimento de um sensor pr prio Para este prop sito uma placa de fibra de vidro e cobre foi utilizada com o intuito de fornecer um
123. s baseados em programa o de microcontroladores e em programas para desenho de circuito impresso PROTEUS es isis ISIS 7 Professional Figura 4 4 Logo do programa Proteus ISIS Professional 4 4 2 Circuito completo no Proteus Para a implementa o do circuito do projeto foi utilizado o programa Proteus onde foi poss vel simular e testar a melhor disposi o dos componentes eletr nicos Sendo assim permitiu se checar se o funcionamento dos circuitos que estavam em perfeita harmonia De acordo com essas simula es dispon veis atrav s do programa Proteus foi poss vel minimizar a maioria dos erros de montagem e assim economizar tempo para a realiza o de testes Na Figura 4 5 notam se todos os circuitos juntos do projeto implementados da forma correta Nesta imagem todos os circuitos encontram se conectados com algum pino do PIC mostrando a sua extrema import ncia no funcionamento do prot tipo Cada circuito isolado ser explicado neste cap tulo em seguida 90 sos Figura 4 5 Circuito completo do projeto desenhado no Proteus 4 4 3 Circuito do Sensor de Chuva Para a implementa o do circuito do sensor de chuva v rios testes foram realizados Algumas abordagens foram discutidas at se chegar ao circuito ideal com este ent o conclu do foi poss vel a soldagem na placa do prot tipo final 4 4 3 1 Primeiro Circuito de Calibra o do Sensor de Chuva Este circuit
124. s neste projeto Figura 3 7 Circuitos das fontes de alimenta o 12V e 16 5V Foi utilizado o regulador de tens o 7805 como constatado na Figura 3 8 Este regulador possui 3 pinos O pino 1 a entrada que recebe a tens o original o pino 2 o terra e o pino 3 a sa da que alimenta o restante do circuito com 5 volts 3 OUTPUT SA DA CFP 2 GND TERRA PT 1 INPUT ENTRADA Figura 3 8 Regulador de tens o 7805 utilizado no projeto FONTE National Semiconductor Corporation 2000 p 1 Os reguladores utilizados mostrados na Figura 3 9 possuem as refer ncias LM7805CV neles escritas Al m disso para filtrar ru dos foram usados os capacitores 100uF 25V e 10uF 25V de acordo com o datasheet do fabricante 59 Figura 3 9 Os dois circuitos da fonte de alimenta o 3 3 PIC 16F628A O PIC est dispon vel em uma ampla gama de modelos para melhor adaptar se s exig ncias de projetos espec ficos Conforme Jos 2009 o PIC inicia se com o modelo pequeno dotado de 8 pinos at chegar a modelos maiores dotados de 40 pinos A Figura 3 10 ilustra o PIC 16F628A utilizado neste projeto Figura 3 10 PIC 16F628A utilizado no projeto FONTE Rob tica Simples 2010 3 3 1 Especifica es Para poder trabalhar com o microcontrolador PIC 16F628A necess rio conhecer suas especifica es pois essas possibilitam e facilitam o manuseio adequado da pe a Zz Estrutura de
125. s para esta opera o 121 CAPITULO 6 CONCLUS O Quando a dom tica surgiu segundo Alievi 2008 p 16 pretendia se controlar a ilumina o as condi es clim ticas a seguran a e a interliga o entre esses tr s elementos Nos nossos dias a id ia base a mesma a diferen a que o contexto para o qual o sistema est direcionado n o um contexto militar ou industrial mas sim um contexto dom stico O projeto foi desenvolvido para o melhor aproveitamento de reas que possuem janelas expostas ao ambiente externo O sistema protege as reas contra chuvas oferecendo controle total na disposi o da janela de acordo com a vontade do usu rio podendo abri la em um dia claro para obter mais ilumina o O sistema tamb m permite fechamento autom tico ao detectar chuva evitando preocupa es advindas das mudan as de tempo Foi proposta resolu o de um problema cujo pice seria o aproveitamento constante e em qualquer situa o de uma rea normalmente exposta ao clima sendo prioridade o controle da janela perante precipita o de chuva Para a realiza o deste projeto foi necess rio o desenvolvimento de um sistema composto por um hardware e um software para que assim a janela fosse automatizada da forma proposta Para se alcan ar os objetivos propostos foi utilizado como elemento principal um microcontrolador PIC 16F628A respons vel por interpretar e aplicar as informa es recolhidas p
126. seis ss gat pee ideais eee anes aise ee 29 2 1 1 A toma o Residencial sas essas as fg a E 29 Deg SUS mart House a icas so cath Nas cans Ses panda Ra S E in cel ss costae uc thal Siena be 30 21 3 Smart Buildin es s picicdsasjsspiiacisesscagiendensasacsat ea tase ceaes lotada sustadevaveden ca andei a dade da ta wns 30 2 2 Janelas automatizadas existentes no MeLCAdO eeeeeeeeceeececeeeceeseeeeeeteeeeneeeenaeeees 31 2 3 Caracter sticas da janela constru da es 3455 lt s00av4esdatesaeeyeeassave thes eaneneensecesbasdeeabecenstesens 34 2A Telefona Celular O RARE RN a OG BUR se 35 DAM Rede CS NE ardal AD tetas 36 2A Ds SIM act sae Oi Sd a Ed asked tbat aes 37 DA Se SINCE q ui ceaiepereedetaenastaneen aaah 38 29 ChaVES ssa hui tesaio nns a Cas pstad datada da alas dee ie dias EIEE E CA aed iagu Ea kas 39 Di DAVE DS DUO cosa suit A eT era ale lal Ube iain i Ps Ghieas eile 39 29 2 C h ye GAN BOI auoe entien e e quasaules E a aE EERE SaS 40 23 3 Chaye fim dE CUSO SA E AE Sa 41 DO PL ay sacs ayes E E E 42 VI VII 2 02 CC araciensticas gerais q a pus set n E a gah a hoes E aaa 43 2 6 3 Programa o de PICS em Cere alssas pan par pata UE e e E ont 43 2T Motores el tricos enna reina a eaor E a e EE taeda ET EEIE s 44 2 7 1 Motor DC de corrente continua CC cccccccsssssececececeesessnsececeseceeeeeensaaees 44 250 2 Motor DC de rina Permanente ss apar E a ea wae 46 2 ho OUNCE Manengen IR AO RR RE wt i
127. sendo requerido Assim imediatamente a janela aberta conforme solicita o do usu rio Por m quando a chave de fim de curso B est desativada e a chave verde pressionada o PIC percebe que a janela j est aberta Logo nota se que o LED vermelho indicativo pisca tr s vezes mostrando que a solicita o j estava efetuada 4 3 Topologia Para alcan ar os objetivos propostos uma topologia foi ilustrada a fim de facilitar o entendimento do envio do sinal entre os dispositivos eletr nicos conforme a Figura 4 3 Sensor de fim de curso B Sensor de fim de curso A Sensor de Chuva Placa de controle do Motor circuito da Ponte H Circuito de calibra o do Sensor de Chuva MAX232 conversor de n vel TTL para RS232 M dulo GSM Chave Sa Chave Fecha Chave Abre Autom tico i VERMELHA VERDE Manual Figura 4 3 Topologia do projeto 88 Pode se observar que o microcontrolador PIC se comunica com o modem atrav s da comunica o serial O MAX232 possibilita essa comunica o pois um conversor de n vel TTL para RS232 Dessa forma n o poss vel uma comunica o direta do PIC com o modem GSM Do mesmo modo o PIC tamb m n o controla o motor DC sem a utiliza o de uma placa de controle com o circuito de Ponte H Portanto este circuito na condi o de intermedi rio permite a comunica o do PIC com o motor Sendo assim o sinal de comando do PIC mandado prim
128. seu retorno situa o anterior acontece somente por meio de um novo acionamento como pode ser observado na Figura 2 10 Figura 2 10 Funcionamento da chave com trava FONTE Ros rio 2005 p 60 41 Segundo Alievi 2008 p 36 o bot o com trava ativado quando o mesmo pressionado permanecendo assim mesmo ap s cessar a press o inicial Quando for novamente pressionado o bot o ent o retornar ao estado inicial de repouso A trava memoriza a sua condi o ou seja apenas se pressionada a chave mudar de condi o de aberto para fechado ou vice versa A chave pode ter contatos normalmente aberto NA ou normalmente fechado NF como ilustrado na Figura 2 11 Figura 2 11 Contatos NA e NF com reten o FONTE Franchi amp Camargo 2008 2 5 3 Chave fim de curso As chaves de fim de curso s o chamadas tamb m de switches e geralmente s o auxiliares de comando e de acionamento O interruptor de l minas tamb m conhecido como reed switch comp e se de duas l minas pequenas de ferro pr ximas contidas em um pequeno inv lucro de vidro Ao se aproximar de um m as duas l minas se encostam deslocando apenas alguns mil metros para fechar o contato Esse dispositivo usado como alarme de portas e janelas e como chaves de fim de curso ROS RIO 2005 p 61 Os sensores magn ticos s o compostos por um contato feito de material ferromagn tico que acionado ou fechado na pres
129. sor est seco ou est molhado Caso esteja seco a janela aberta e uma mensagem com o texto NOTIFICA O A janela foi aberta enviada ao propriet rio da janela No entanto se o sensor for notificado como molhado a janela fechada e uma mensagem com o texto NOTIFICA O A janela foi fechada enviada ao usu rio da janela como ilustrado na Figura 4 2 De Modulo GSM De Modulo GSM NOTIFICACAO A NOTIFICACAD A janela foi f janela Ffoi aberta 12 56A 10718 ada Figura 4 2 Os dois tipos de mensagem SMS que podem ser enviadas Portanto se o PIC detectar que a chave gangorra foi desativada a programa o analisa em seguida os dois bot es push button verde e vermelho juntamente com a posi o dos sensores fim de curso na janela Quando o sensor de fim de curso A est acionado e a chave vermelha pressionada o PIC avisa ao motor para que a seja fechada Por m quando o sensor de fim de curso A est desativado e a chave vermelha pressionada nenhuma movimenta o ocorre na janela pois a janela j se encontra fechada mas o LED vermelho indicativo pisca tr s vezes mostrando que a janela j est na posi o desejada A outra forma de an lise do PIC se d quando a chave de fim de curso B est acionada e a chave push button verde pressionada pelo propriet rio da janela Ap s essa etapa o PIC 87 percebe que a janela encontra se fechada e que o comando para abri la est
130. st ncia sendo assim a janela n o sofria o impacto ocorrente e apenas uma mensagem era enviada Figura 5 9 Chaves Magnetic Reed Switch coladas na janela 113 5 3 4 Testes com o modem GSM Durante os testes com o modem GSM inicialmente constatamos que n o era poss vel o envio da mensagem de texto pois esta n o era reconhecida pelo modem Ap s v rias tentativas foi descoberto que a configura o do modem estava errada Essa codifica o err nea do modem dificultou o processo de envio das mensagens uma vez que estava programada para configura o hexadecimal e n o para caracteres da tabela ASCII O modem comprado veio com essa codifica o padr o da pr pria empresa que o vendeu Foi assim que esse equ voco foi descoberto e a mudan a foi efetuada para o padr o ASCII sendo poss vel digitar as mensagens normalmente como ilustrado na Figura 5 10 Dessa forma os testes para envio de SMS com o modem diretamente do terminal Tera Term do computador funcionaram de acordo com as expectativas esperadas Isso mostrou que o modem foi comprado em perfeito estado de funcionando conforme planejado Figura 5 10 Teste de envio de SMS pelo terminal Tera Term O desafio que se seguiu foi compreender o erro que ocorria com a comunica o do modem com o PIC Havia um falso positivo na checagem feita pelo PIC fazendo com que o PIC permitisse o envio pelo modem GSM de mensagens SMS desnecess rias 114 Houve
131. sultados Com o desenvolvimento de todos os circuitos e com a parte do software em pleno funcionamento testes para valida o da teoria foram feitos O prot tipo foi tratado da mesma forma que o desenvolvimento testado em v rias partes visando validar cada est gio para a poss vel integra o com o pr ximo evitando assim problemas de mau funcionamento em cada parte independente 116 5 4 1 Circuito Final na Placa Pode se observar que todos os circuitos j abordados individualmente foram acoplados e soldados em uma placa exclusiva Assim poss vel prover mais facilidade ao usu rio e agilidade no manuseio devido ao fato de n o estar mais na protoboard n o h risco de ocorrerem desligamentos e soltura de fios Conforme ilustrado na Figura 5 13 h uma nica placa com todos os circuitos integrados Figura 5 13 Placa com o circuito final completo Para a jun o de todos os circuitos foi utilizada uma placa de fenolite cobreada ilhada ou seja furada para a manipula o de circuitos integrados Mostra se na Figura 5 13 por meio de enumera o a disposi o dos componentes eletr nicos nela encontrados 1 Circuito conversor de nivel TTL para RS232 com porta serial e MAX232 2 Circuito de controle do PIC 16F628A 3 Fonte de alimenta o de 5V geral do circuito 4 Circuito de calibra o do sensor de chuva 117 5 Circuito de controle do Motor DC de Ponte H 6 Fonte de
132. tamb m uma fase de travamentos freqiientes do modem Nesse per odo a mensagem era enviada somente quando a janela era fechada e depois o equipamento travava e s voltava a funcionar por meio de desligamento for ado do dispositivo Dessa forma quando o PIC era conectado ao modem este travava ap s o envio da primeira SMS e depois s voltava a funcionar se ele fosse reiniciado O problema foi resolvido quando um c digo em loop foi colocado a cada SMS enviada ou recebida nos comandos de configura o do modem Portanto toda vez que a mensagem de texto era enviada toda a programa o com os comandos AT tamb m eram enviados novamente 5 3 5 Testes com o PIC Primeiramente foi necess ria a compra de uma gravadora para o PIC pois sem ela seria imposs vel o desenvolvimento do PIC 16F628A Em seguida os primeiros testes foram feitos com o c digo em Assembly Por m foi muito mais complicado e trabalhoso programar utilizando este c digo Ent o o desenvolvimento foi modificado para a linguagem C assim proporcionando mais agilidade e facilidade na implementa o do c digo em C Na sequ ncia foi desenvolvida a placa de controle do motor DC o que possibilitou a liga o com o PIC Depois foi implementada a integra o do PIC com o sensor de chuva e em seguida com a placa de controle de calibra o do sensor O passo seguinte foi abordar a intera o do modem GSM com a comunica o com o RS232 A comunica o GSM iso
133. te aquele que utiliza a tecnologia para diminuir os custos operacionais eliminar os desperd cios e criar uma infra estrutura adequada para aumentar a produtividade dos usu rios 31 Nos Estados Unidos a Intelligent Buildings Institute IBI define Smart Building como aquele que oferece um ambiente produtivo e econ mico atrav s da otimiza o de quatro elementos b sicos estrutura sistemas servi os e gerenciamento bem como das inter rela es entre eles Dessa forma um Edif cio Inteligente promove a transfer ncia de dados de um sistema para outro De acordo com Camargo amp Neves 2002 p 3 o conceito de Edif cio Inteligente come a a ser utilizado no Brasil a partir de 1986 com a inaugura o do Edif cio Citicorp Citibank localizado em S o Paulo Tratava se do primeiro grande edif cio de escrit rios com destacado n vel de monitoramento e controle energ tico 2 2 Janelas automatizadas existentes no mercado Existem v rias empresas no mercado que disponibilizam a venda de automa es em janelas A maioria dessas empresas utiliza motores como o meio para a automatiza o de abrir e fechar as janelas Algumas empresas disponibilizam a venda das janelas com controle remoto ou com chaves para abrir ou fechar a janela outras tamb m oferecem sensor de luz sensor de vento e sensor de chuva visando acabar com o problema decorrente de chuvas em resid ncias e tamb m em autom veis Segund
134. te chamada de transmiss o serial e continua sendo um m todo de comunica o ainda existente em perif ricos de computadores O dispositivo perif rico utilizado neste projeto foi a porta serial DB9 ou seja o padr o RS232 conforme Figura 3 1 Figura 3 1 Conector DB9 com sua pinagem enumerada A porta serial permite a comunica o entre o PIC e o modem GSM Estes est o ligados ao MAX232 para que possam se comunicar j que eles se comunicam no n vel TTL Para as liga es de recep o e transmiss o entre eles necess rio saber o nome e designa o de cada pino Segundo o padr o RS232 cada pino de um conector serial tem uma fun o espec fica de acordo com o Quadro 3 1 que deve ser seguido para a correta montagem de um cabo de comunica o 54 N mero Nome Designa o 1 CD Carrier Detect Detec o de portador 2 RXD Receive Data Recep o de dados 3 TXD Transmit Data Transmiss o de dados 4 DTR Data Terminal Ready Terminal pronto 5 GND Signal Ground Massa l gica 6 DSR Data Set Ready Dados prontos 7 RTS Request to send Pedido de emiss o 8 CTS Clear to send Empr stimo a emitir 9 RI Ring Indicator Indicador de campainha el trica Quadro 3 1 Conector DB9 com designa o de pinos FONTE System 2007 Para a comunica o do PIC com o modem foi utilizado o CIMAX232 O seu uso foi necess rio pois um conversor de nivel TTL para RS232
135. tizados FONTE Alibaba 2010 34 A janela constru da no projeto do aluno Bruno Moreira Matos no ano de 2009 da Engenharia da Computa o do UniCEUB cujo t tulo Janela Residencial Automatizada tamb m deve ser citada neste trabalho Esta janela pode ser observada na Figura 2 5 A janela abordada abre e fecha com o uso de um motor de passo possuem no modo manual bot es para o seu acionamento e no modo autom tico seu funcionamento comandado pelo sensor de chuva confeccionado pelo pr prio autor Figura 2 5 Janela residencial automatizada do aluno Bruno Matos FONTE Matos 2009 p 66 e 68 2 3 Caracter sticas da janela constru da A janela constru da no projeto possui dimens es que simulam a realidade de uma janela de 32 cm de altura 49 cm de comprimento e 5 5 cm de largura O material usado para a confec o da janela foi a madeira mogno de acordo com a Figura 2 6 Figura 2 6 Janela deslizante constru da para o projeto 35 Elaborada em madeira de lei a janela tem dimens es reduzidas por m com propor es harm nicas Simula nessas medidas como funcionaria uma janela de tamanho real Sua cor marrom acastanhado Possui uma plataforma retangular tamb m em mogno que serve de sustenta o para a estrutura principal A plataforma est apoiada em quatro suportes de pl stico aderentes com cerca de 1 cm de altura permitindo a passagem dos fios do sensor de fim de curso entre o
136. top PIC Pic exernplo_c gt gt gt Warning 208 C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_c gt gt gt Warning 202 C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_c main gt gt gt Warming 202 C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_c i int tempo x y z gt gt gt Warming 202 C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_c Gl Other Fies tempo 2000 Memoryusage ROM 3 RAM 5 5 while true 0 Errors 5 Wamings BUILD SUCCEEDED Tue Sep 21 23 06 17 2010 ft Aas ene O ene S Clean Deleting intermediary and output files e Na Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Piclexemplo_ wie ee PINA Clean Warning File C Users Braga Desktop PIC Piclexemplo output_high PIN_B3 IGT while input PINAL Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_ E Fies Symbols output Jou PIN B Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_ S Z Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Picexemplo_ while input PIN A2 Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_ output high PIN B4 Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Pic exemplo_ while input PIN_A3 Clean Deleted file C Users Braga Desktop PIC Piclexemplo_ output low PIN B4 Clean Done bankO Ln 13 Col 15 INS WR Figura 3 15 Tela de programa o do PIC no programa MPLab IDE 3 3 4 PIC C Compiler O programa PIC C Compiler conforme Figura
137. tr rias TIPLER 2000 p 90 O material entre as placas condutoras a gua quando o sensor de chuva estiver molhado e quando o sensor estiver seco o material entre as placas o ar sendo assim s h condu o de energia se a tens o aplicada da gua for capaz de superar a resist ncia diel trica do ar Segundo P dua 2004 a gua da chuva sempre cont m ons por conta do fen meno chamado acidifica o A chuva um pouco cida devido presen a do g s carb nico CO2 que quando se dissolve na umidade atmosf rica H2O gera o cido carb nico H2COs3 Portanto a gua da chuva sempre possui um pH ligeiramente cido A presen a dos ons em solu o com a gua permite a passagem de corrente el trica entre as placas de cobre Sendo assim somente h condu o de energia se a tens o aplicada for capaz de superar a resist ncia diel trica 52 Pode ser feita uma associa o entre o sensor de chuva constru do no projeto e o sensor capacitivo Conforme Ros rio 2005 p 71 o sensor capacitivo apresenta o princ pio de funcionamento semelhante ao de um capacitor que vem a ser um componente eletr nico capaz de armazenar cargas el tricas No sensor capacitivo o material diel trico o ar cuja constante diel trica igual a 1 portanto o valor da capacit ncia muito baixo Quando um material no caso a gua que possui constante diel trica maior que 1 aproximado do sensor capacit
138. ve ter um ima inserido nela para ativar o reed switch 2 6 PIC O PIC um circuito integrado que em um nico dispositivo cont m todos os circuitos necess rios para realizar um completo sistema digital program vel Um microcontrolador MCU um componente que possui microprocessador mem ria e perif ricos no mesmo encapsulamento ZANCO 2005 p 33 2 6 1 Microchip Os microcontroladores da fam lia PIC s o fabricados pela empresa Microchip Technology Inc conforme Figura 2 13 MICROCHIP Figura 2 13 Logo da marca Microchip Technology 43 De acordo com Zanco 2005 p 11 a Microchip uma empresa americana com 29 uma filosofia interessante seu objetivo vender chips Assim fornece a su te de desenvolvimento MPLab IDE gratuitamente e tamb m notas de aplica o com exemplos e c digos funcionais No site do fabricante Attp www microchip com encontra se todos os datasheets dos microcontroladores fabricados pela Microchip juntamente com suas caracter sticas principais como freqii ncia m xima do clock quantidade de mem ria RAM EEPROM Flash n mero de pinos e outros ZANCO 2005 p 33 2 6 2 Caracter sticas gerais Os PICs s o vers teis compactos r pidos poderosos e de f cil aprendizagem ZANCO 2005 p 36 De acordo com Pereira 2004 p 99 as principais caracter sticas s o baixo custo facilidade de programa o grande diversidade de perif

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

CXU - EXCELIA HIFI  Jarra de Anaerobiosis  "取扱説明書"  Sony XS-GT6936A Marketing Specifications  HP ProLiant DL560 Gen8 Server User Guide  Model 110400 Programming and Service Manual  FICHE PROPOSITION DE STAGE POUR UN INGENIEUR  +M5A SW.p65  

Copyright © All rights reserved. Failed to retrieve file