A PROPOSTA DE PROJETO DE AUTOMAÇÃO, CONTROLE E SISTEMAS ROBÓTICOS

Título: PROPOSTA DE PROJETO DE AUTOMAÇÃO, CONTROLE E SISTEMAS ROBÓTICOS

Autores:  Daniel Christensen Silva – RA 2011621810; Henrique Matos dos Santos – RA 2011621921; João Pedro Ferreira Guedes – RA ; Robson Froés Rodrigues – RA 2011621814

Orientador: Prof Peterson Boone

Área do Conhecimento: Engenharia

Introdução A automação residencial está centrada na integração dos sistemas que compõem uma residência, como, por exemplo, seus eletrodomésticos, equipamentos de áudio e vídeo, janelas, portões, portas automáticas, entre outros, que, atualmente, estão presentes nas residências. Assim sendo, o termo automação residencial está relacionado à utilização de processos automatizados em casas, apartamentos e escritórios. Bolzani (2004) afirma que este processo também é chamado de domótica, ou seja, uma junção dos termos “domus”, que vem do latim e significa casa, com a palavra “robótica”. Assim, a domótica é um conjunto de serviços integrados em um sistema que são aplicados com o objetivo de atender as necessidades básicas daqueles que residem no ambiente a ser automatizado. Tendo em vista que as exigências dos clientes em relação ao lugar onde irão morar estão cada vez maiores quando se trata de conforto, segurança e comodidade, a automação surge como uma forma de eles mesmos controlarem os dispositivos de suas residências, de acordo com as suas necessidades (VIANA, 2018). Diante desses fatos, a automação residencial se torna um fator importante ao mercado mobiliário, pois traz mudanças significativas nos projetos e construções, de modo a atender as expectativos dos clientes e tornar os sistemas residenciais mais modernos e fáceis de lidar. Ressalta-se, contudo, que esse processo ainda é pouco difundido e implementado porque é bastante complexo e possui um alto custo, fazendo com que esteja restrito a um número pequeno de usuários (ANDRAUES, 2015). Sendo assim, verifica-se a necessidade de que seja criado um sistema de automação residencial que seja acessível a um número maior de pessoas e que faça uso racional de energia, tendo em vista que este agente tem sido um dos fatores determinantes para o desenvolvimento de sistemas de automação. No entanto, acabam tendo um custo maior do que os gastos pessoais, levando os construtores e desenvolverem a elaborarem sistemas de gerenciamento racional de energia. Fazendo uso desse gerenciamento, os dados gerados pelos sensores podem ser comparados, de maneira a ativar os softwares de otimização e regulagem, contribuindo para a redução do consumo de energia (BOLZANI, 2007).

Objetivo Criar um projeto de automação residencial que controle tarefas específicas da casa, com o intuito de criar um dispositivo inteligente para automatizar equipamentos como lâmpadas, tomadas, termostatos, sensores, câmeras e fechaduras, por exemplo.

Metodologia Em relação aos métodos utilizados para a realização deste projeto, primeiramente foi nos passado um desafio a ser cumprido em relação à automatização de ambientes domésticos, sendo que, por sugestão do professor orientador, decidimos construir algo relacionado ao controle de iluminação. Após, foram adquiridos todos os componentens eletrônicos necessários à execução do projeto, como os sensores, o display, e tudo mais que fosse essencial para a construção e efetivação do mesmo. Optou-se por utilizar um módulo de LDR, que, neste projeto, tem a função de identificar e mostrar a luminosidade de um determinado ambiente. Dependendo do valor que ele lerá automaticamente, ele dará o comando de ligar ou desligar a luz, conforme a programação realizada pelos elaboradores. Nesse caso, foi realizado um teste para verificar a sua eficácia, de modo que, quando ele não percebe luminosidade, quando fica ofuscado, automaticamente acende o LED vermelho, informando ao circuito que um determinado ambiente está sem luz e, portanto, acende de forma automática.   O sensor DTH22 também foi utilizado, tendo como função informar, através do display, qual a temperatura e a umidade de um determinado ambiente, pois, caso ele perceba que a temperatura está muito alta ou muito baixa, liga ou desliga automaticamente o ar condicionado, por exemplo. Também foi inserido nesse projeto o sensor de nível d’água com boia horizontal, que tem a incumbência de identificar o nível de água da caixa d’água, de maneira que, caso esteja abaixo do nível mínimo estabelecido, irá encher o reservatório até que ele volte a sua posição original, desligando o abastecimento. Finalizando, há o display que tem a funcionalidade de informar tudo que está acontecendo com o circuito de forma prática e rápida, de maneira a facilitar o seu uso.

Resultado e Discussão: Entende-se a relevância de qualquer projeto que se relacione à automação residencial, de maneira a necessitar uma prévia avaliação inicial para que possa ser desenvolvido e para que tenha êxito nos resultados, de maneira que se tornou necessária a análise da infraestutura, a definição dos serviços e quais equipamentos e sistemas seriam efetivamente automatizados, a viabilidade da instalação, normas técnicas, além de outros fatores primordiais que pudessem garantir o perfeito funcionamento, a qualidade e a segurança do sistema. Desse modo, conforme preconizado por Vianna (2018), a automação residencial vem ganhando espaço no sentido de promover uma maior racionalidade no uso de equipamentos e energia, de maneira que se torna essencial a construção e testagem de protótipos nesse sentido para sua efetiva inserção no mercado imobiliário. Após a realização de todo o processo de montagem do referido projeto de automação, o objetivo foi, efetivamente, testá-lo, a fim de se evidenciar o seu funcionamento em relação aos objetivos propostos, bem como evidenciar possíveis erros e dificuldades que poderiam ocorrer na etapa de testes. Essas evidências vão ao encontro do que é preconizado por Vianna (2018), pois o referido autor diz que, para a implementação de um sistema de automação residencial, é importante, primeiramente, levar em consideração os tipos de automatização e dispositivos existentes. Também é importante que se reúna todos os elementos essenciais à execução do projeto, bem como sua testagem para análise de acertos e erros. Além disso, Soares (2009) preconiza que o sucesso de um projeto depende da junção de vários elementos que envolvem a infraestrutura, integração da rede de dados, voz, imagem e multimídia, dispositivos e software de controle. É preciso também que se tenha conhecimentos dessas tecnologias, para que as mesmas possam ser utilizadas em sua integralidade e também para que possam ser apresentadas aos clientes de maneira mais fácil. Assim sendo, a primeira dificuldade encontrada foi com o display, pois o que se tinha não estava servindo, então, foi necessária a compra de um novo. Este que se tinha não foi possível de ser usado porque ele exigia muitas entradas digitais do arduino, o que acabava por limitar a quantidade de elementos/componentes que poderiam ser inseridos neste projeto. A Figura 1 mostra o primeiro display usado, que acabou sendo descartado em virtude da dificuldade encontrada. A Figura 2 mostra aquele que realmente foi utilizado. Figura 1 – Display usado inicialmente [pic 1] Fonte: Elaborado pelos autores (2022). Figura 2 – Display efetivamente usado no projeto [pic 2] Fonte: Elaborado pelos autores (2022). Essa questão dos entraves à testagem do protótipo são eventos muito corriqueiros durante esta etapa, tendo em vista que, inicialmente, projeta-se algo no papel, para, então, efetivá-lo na prática. Assim, segundo Ramos e Santos (2018), durante a elaboração e implementação de projetos, podem ser encontrados grandes e importantes problemas que podem acabar não sendo resolvidos a tempo. Outro entrave ocorrido durante a testagem do protóptipo foi em relação à integração de todos os dispositivos presentes nesse trabalho nesse tipo de display, pois ele tem limitações de caracteres/linhas, levando mais tempo para ajustes de informações na tela. Contudo, Vecchi e Ogata (2013) afirmam que essa integração é de suma relevância para garantir o êxito esperado no projeto elaborado. Apesar dos entraves acima citados, pode-se dizer que a etapa de testes com este protótipo ocorreu de maneira tranquila, pois todos os demais dispositivos/componentes que foram inseridos nele funcionaram perfeitamente, conforme a proposta inicial.

Conclusão:  A importância, cada vez mais latente, de se automatizar processos com a intenção de reduzir os custos e contribuir com a sustentabilidade, tem feito com que os projetos de automação residencial estejam se sobressaindo. Além disso, questões como conforto e segurança também estão sendo exigidos mais dos clientes em relação às suas moradias, principalmente pelo fato de que o ser humano está com escassez de tempo e preocupado com a segurança e os recursos naturais, pensando também na importância de se melhorar a acessibilidade, ajudando na interação e realização de tarefas existentes dentro de uma residência. Nesse sentido, a automação residencial vem ganhando mais espaço, trazendo mudanças importante nos projetos e construções, com o objetivo de satisfazer os clientes. Contudo, isso ainda é pouco implementado devido a ser muito complexo e de custo elevado, estando, portanto, restrito a um número ainda muito pequeno de usuários. Diante desses fatos, o presente estudo teve como objetivo criar um sistema de automação residencial que seja acessível a mais pessoas, sempre pensando no uso racional da energia e na preservação do recursos naturais. Assim, a intenção era gerenciar os dados obtidos, a fim de se comparar e ativar os softwares de otimização e regulagem, contribuindo para a redução do consumo de energia. Ao final do estudo em questão, o que se evidenciou é que a elaboração e implementação de um projeto de automação residencial pode ser viável e acessível a um número maior de pessoas, desde que sejam usados componentes/equipamentos que sejam de menor custo. Com isso, viu-se que a utilização da plataforma arduino é uma boa opção para desenvolver sistemas de automação residencial simples e de baixo custo, em virtude de ter um custo acessível e também ser mais simples de implementar, pelo fato do microcontrolador ter um tamanho mais reduzido. Apesar das dificuldades relatadas, pode-se afirmar que o projeto conseguiu cumprir os objetivos a que se propôs, mostrando-se eficiente para as aplicações sugeridas. Por se tratar de um sistema totalmente modular, há ainda a possibilidade de controlar o sistema fora da residência, através da internet, de maneira que melhorias e adaptações podem ainda ser realizadas nesse sentido.

Referências: ANDRAUES, Letícia Prodócimo. A tecnologia bate à porta: a automação residencial, embora pareça futurista, já está presente em muitas casas e é um conceito que ganha cada vez mais espaço no país. Automatizar é sinônimo de sofisticação, economia e conforto. Mar. 2011. Disponível em: http://www.lpaarquitetura.com.br/dicas/a-tecnologia-bate-a-porta. Acesso em: 11 mar. 2022. BOLZANI, Caio Augustus M. Residências inteligentes. 1. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004. 332p. BOLZANI, Caio Augustus M. Desmitificando a domótica. In: Revista Home Theater. [S.l.: s.n.], 2007. RAMOS, Amanda Lúcia Crstens; SANTOS, José Eduardo Lima dos. Sistema Integrado de Automação Residencial com Comunicação sem fio. 2015. Trabalho de Conclusão (Curso de Engenharua de Controle e Automação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. Disponível em: http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/8183/2/CT_COEAU_2014_2_04.pdf. Acesso em: 08 mai. 2022. SOARES, Deise. Automação residencial. 2009. Disponível em: http://arquitetadeisesoares.blogspot.com/ acesso em: 08 mai. 2022. VECCHI, Hermes F.; OGATA, Reinaldo Jiunji. Edifícios Inteligentes. 2013. Disponível em: http://www.din.uem.br/ia/intelige/domotica/int.htm#introducao. Acesso em: 08 mai. 2022. VIANA, Gabriel Pereira. Domótica: automação residencial de baixo custo utilizando o Arduino. 2018. Trabalho de Conclusão (Curso de Bacharel em Engenharia Elétrica) – Centro Universitário UNIFACVEST, Lages, 2018. Disponível em: https://www.unifacvest.edu.br/assets/uploads/files/arquivos/8873f-vianna,-g.-p.-domotica-automacao-residencial-com-baixo-custo-utilizando-o-arduino.-tcc,-2018..pdf. Acesso em: 11 mar. 2022.

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