Sistema de Controle de automação residencial

Simulação de controle e supervisão de um sistema residencial usando Arduino e interface Java

Juan F. Vidal, Maria Eloildes G. Cunha e Juliana F. da Cunha

Resumo—Este artigo apresenta a aplicação e avaliação de um sistema para a supervisão e automação residencial, por intermédio da plataforma Arduino. O sistema proposto possui uma interface gráfica implementada na linguagem Java e sua comunicação com o sistema é dada a partir da comunicação serial entre o computador e o Arduino. Este sistema simula um sistema de uma residência, e através da interface Java é possível consultar o status dos circuitos do sistema e realizar o seu controle. Com os testes realizados foi possível constatar a eficiência e aplicabilidade do sistema.

  Palavras-Chave- Automação Residencial, Sistema supervisório.

Abstract— This paper presents the implementation and evaluation of a system for surveillance and home automation, through the Arduino platform. The proposed system has a graphical interface that is implemented using the Java language and its communication with the system is given by the serial communication between the computer and the Arduino. This system simulates a system of a residence, and through the Java interface you can query the status of the system circuits and perform its control. Through the tests was determined the efficiency and applicability of the system.

Keywords— Residential automation, process control system.

1.  Introdução

Em um momento onde se discute o consumo dos recursos naturais de forma inteligente para que não se possa agredir o meio ambiente e a diminuição das ações humanas que o prejudicam, várias medidas estão sendo tomadas que visam suprir as necessidades atuais da sociedade, sem comprometer o futuro das próximas gerações. Entre estas medidas a automação residencial é um dos tópicos que vem sendo discutido nos últimos anos, uma vez que seu uso pode trazer vários benefícios para os usuários desde conforto até segurança, e ainda garantir que os recursos como energia e água sejam usados de forma responsável.

Com o advento da automação se criou uma nova cultura de acesso à informação digitalizada que propiciou as pessoas uma forma de obter um aumento em relação à segurança, conforto e praticidade somados a rapidez e eficiência.

De tal modo que a automação residencial, também conhecida como domótica, é caracterizada segundo costa “pela convergência de diversas tecnologias com o objetivo de melhorar a qualidade de vida de seu usuário por meio da automatização de tarefas que anteriormente demandariam muito tempo e esforço.”[], ou ainda,  “um processo ou sistema que prioriza a melhoria do estilo de vida (das pessoas), do conforto, da segurança e da economia da residência, através de um controle centralizado das funções desta, como água, luz, telefone e sistemas de segurança, entre outros. [].

Nesse prisma, existe hoje uma gama de equipamentos oferecidos pelo mercado de automação, no qual cada usuário pode escolher a programação residencial que atenda melhor as suas necessidades, tendo o acionamento destes dispositivos por uma interface, controle remoto, telefone, voz, etc.

Em um projeto de automação residencial objetiva-se garantir ao usuário a possibilidade de controle e de acesso aos equipamentos instalados em sua residência, dentro ou fora desta, otimizando a administração do lar.

Desse modo, de determinado local podemos monitorar os diversos dispositivos de automação instalados na casa: apagar ou acender luzes, ligar/desligar bombas hidráulicas, ligar/desligar ventiladores, controlar a temperatura do ambiente residencial, etc.

 Neste sentido a utilização de microcontroladores facilita a implementação destes projetos de automação, já que embarcar lógicas e realizar mudanças se torna uma tarefa mais fácil e de baixo custo quando comparado com alternativas de outras tecnologias. Outra vantagem que pode ser considerada é a possibilidade de adicionar diferentes tipos de periféricos e circuitos para serem controlados com um microcontrolador arduino, por exemplo [1-3].

O arduino está presente na maioria das aplicações encontradas na literatura e é uma das plataformas mais usadas no meio acadêmico para a realização dos projetos envolvendo microcontroladores [4-6]. No trabalho de [1] é implementado um projeto de automação de iluminação residencial usando integração do arduino com um tablete usando o wifi para realizar a comunicação, e através deste projeto é possível o controle dos circuitos de iluminação à distância. Em [2] é usado a comunicação via GSM para controlar os circuitos através do envio de SMS para o arduino, e assim controlar a iluminação e o alarme de uma residência e ainda obter o status do sistema. Já em [4] além da comunicação usando a internet é utilizada também a comunicação usando o padrão Bluetooth, possibilitando a comunicação de smartphones com o microcontrolador.

Como pode ser visto nos trabalhos mencionados anteriormente a utilização de microcontroladores pode permitir a integração de diferentes tecnologias para a comunicação e controle de dispositivos. Sendo assim, este artigo apresenta a simulação do controle de circuitos residenciais usando uma interface em Java que se comunica através da porta serial com o arduino.

O trabalho está organizado como apresentado a seguir. A seção II aborda os conceitos e objetivos do trabalho desenvolvido.   A seção III destaca a metodologia usada para a realização do trabalho, mostrando as etapas e o processo usado. A seção IV apresenta os resultados obtidos com o projeto e na seção V é realizada a discussão e contem as conclusões.

1. Trabalho desenvolvido

O desenvolvimento tecnológico está cada vez mais a serviço do ser humano, buscando propiciar uma melhor qualidade de vida. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma simulação de um sistema de automação residencial com algumas funções básicas, tais como: ligar e desligar luzes, ligar e desligar o ventilador e uma bomba hidráulica, ler a temperatura e a luminosidade do ambiente por meio de uma interface Java em comunicação com o arduino. Sendo as lâmpadas três LEDS (1 vermelho, 1 amarelo e 1 verde), o ventilador um Cooler, a bomba hidráulica um motor DC, dois sensores um para a leitura da temperatura e outro para a luminosidade do ambiente.

 Como dito, para o acionamento das atividades propostas no projeto será utilizado um microcontrolador Arduino que interaja com uma interface java.  Com esta, o usuário poderá realizar de forma segura o acesso aos comandos de automação, já que só poderá acessá-los por meio de uma senha administrativa pré-determinada na programação, no qual somente os usuários que tem acesso a ela poderá acionar os dispositivos da residência.

Assim, feito o login, o usuário por meio da interface java poderá acessar os status dos dispositivos, se estão ligados ou desligados. Para que ocorra a inversão do status o usuário deverá apertar o botão correspondente ao dispositivo no painel da interface.