Automação Residencial 2014

Automação Residencial com Microcontrolador Arduino

Introdução

Este projeto tem por objetivos estudar, aplicar e experimentar a plataforma de prototipagem de hardware Arduino, buscando o desenvolvimento e integração de conceitos ligados a programação de computadores e eletrônica.

Definição

Arduino é uma placa microcontroladora básica criada na Itália, que possui componentes complementares, como motores e sensores para a construção de circuitos eletrônicos. É um projeto de código aberto, ou seja, pode ser copiado e modificado conforme o desejo e que não exige grandes conhecimentos em eletrônica. Trata-se uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre e de placa única.

Figura 01– Arduino Uno‎

Possui uma linguagem de programação própria, baseada em C/C++, devido a possuir funções que basicamente não fazem parte de outras linguagens como por exemplo a codificação, “pinMode(13,OUTPUT)” que define a porta 13 do Arduino como saída, função essa que inicialmente não existirá em outras linguagens de programação por se tratar de uma função específica para a placa controladora.

Figura 02 – IDE do Arduino

Essa tecnologia busca criar ferramentas acessíveis, de baixo custo, flexíveis e fáceis de se usar por qualquer pessoa interessada no desenvolvimento. A placa possui algumas limitações, por exemplo, não possui qualquer recurso de rede, porém é comum combiná-la com extensões chamadas de shields. Essas expansões buscam disponibilizar várias funções específicas, como a ligação em redes sem fio até a manipulação de motores.

Figura 03 – Shield Ethernet

Figura 04 – Shield Motor

Por se tratar de uma tecnologia que está constantemente crescendo, diversas placas e Shields foram desenvolvidos. Para conhecimento de algumas dessas placas acesse: www.arduino.cc/en/Main/Products.

Figura 05 – Site do Arduino

Atualmente diversos projetos estão sendo desenvolvidos com essa tecnologia, como controle de sistemas interativos, em diversos níveis desde doméstico até industrial. Os campos de atuação para o controle de sistemas são imensos, podendo ter aplicações em áreas como robótica, domótica, engenharia agronômica, impressão 3D, entre outros.

Figura 06 – Robô feito com Arduino

Desenvolvimento

Inicialmente devemos instalar a IDE do Arduino no computador, para isso faça o download no site: www.arduino.cc conforme o sistema operacional desejado.

Figura 07 – Site do Arduino

Para conhecimento inicial do desenvolvimento de circuitos passaremos pelo componente mais básico: o led que será implementado em um Arduino Uno. Componentes necessários para montar o LED:

1 LED
1 Resistor de 220 ohms
Fios de jumper
1 Arduino Uno
1 Protoboard

Figura 08 – Sketch da ligação do led no Arduino

Figura 09 – COdificação do led

Passamos ao monitoramento de sensores, como por exemplo o LM35 que faz o monitoramento da temperatura:

Componentes necessários para montar o LM35:

1 sensor LM35
Fios de jumper
1 Arduino Uno
1 Protoboard

Figura 10 – Sketch da ligação do LM35 no Arduino

Figura 11 – Codificação do LM35

Existem alguns sensores, como por exemplo o DHT11 que possuem uma biblioteca específica para o controle. Para isso faça o download dessa biblioteca em DHT11.

E adicione esse arquivo em: Sketch > Import Library... > Add Library...

Figura 12 – Instalação de nova biblioteca

Componentes necessários para montar o DHT11:

1 Sensor DHT11
Fios de jumper
1 Arduino Uno
1 Protoboard

Figura 13 – Sketch da ligação do sensor DHT11

Figura 14 – Codificação do DHT11.png