Domótica com Arduino e interface Web

91 Pages·2013·4.14 MB·Portuguese

Escola Secundária Afonso Lopes Vieira
Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas
2010/2013
Domótica com Arduino e interface Web
Relatório da Prova de Aptidão Profissional
Ricardo Jorge Cachola Sénica, n.º 18209, 3.º IE
Leiria, junho de 2013
Escola Secundária Afonso Lopes Vieira
Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas
2010/2013
Domótica com Arduino e interface Web
Relatório da Prova de Aptidão Profissional
Ricardo Jorge Cachola Sénica, n.º 18209, 3.º IE
Orientador – Paulo Manuel Martins dos Santos
Coorientadores – Carlos Jorge Camarinho e Susana de Jesus Teodoro
Leiria, junho de 2013
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
Lema de vida
Se queremos ser alguém, temos de fazer com que nos
vejam com outros olhos, não com os olhos de ser mais um.
- i -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
Agradecimentos
Começo por agradecer ao Diretor da Escola Secundária Afonso Lopes Vieira, Dr. Luís Pedro
Costa de Melo Biscaia, por me ter proporcionado este curso e o seu apoio ao longo desta
etapa da minha vida.
Agradeço, também, ao Diretor de Turma e de Curso, Dr. Carlos Jorge Camarinho, pela sua
persistência neste curso e pela ajuda proporcionada ao longo destes três anos.
Também agradeço ao professor Paulo Manuel Martins dos Santos por, neste último ano,
aquando da realização e preparação para Prova de Aptidão Profissional, me ter apoiado, pois
sem ele nada disto teria sido possível.
O meu muito obrigado à minha família.
- ii -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
Índice geral
Agradecimentos..........................................................................................................................ii
Índice geral................................................................................................................................iii
Outros índices ou listas..............................................................................................................iv
Índice de figuras....................................................................................................................iv
Índice de tabelas....................................................................................................................iv
Resumo........................................................................................................................................v
Palavras-chave........................................................................................................................v
1.Introdução...............................................................................................................................1
1.1.Apresentação de ideias e linhas fundamentais................................................................1
1.2.Objetivos a alcançar........................................................................................................1
1.3.Estrutura do relatório.......................................................................................................1
2.Desenvolvimento....................................................................................................................3
2.1.Fundamentação do projeto..............................................................................................3
2.1.1.Domótica......................................................................................................................3
O que é a domótica............................................................................................................3
Aplicações da domótica.....................................................................................................5
Áreas da domótica.............................................................................................................6
Circuitos domóticos...........................................................................................................6
2.1.2.Plataforma Arduino......................................................................................................7
2.2.Métodos e técnicas utilizadas..........................................................................................9
2.3.Execução do projeto........................................................................................................9
3.Conclusão..............................................................................................................................33
Bibliografia...............................................................................................................................34
Anexos......................................................................................................................................36
- iii -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
Outros índices ou listas
Índice de figuras
Figura 1: Componentes mais comuns de um sistema domótico.................................................4
Figura 2: Casa do futuro..............................................................................................................5
Figura 3: Placa K8000 da Velleman para domótica....................................................................7
Figura 4: Protótipo de um sistema automático de rega comandado pelo telemóvel...................7
Figura 5: Diversas placas Arduino..............................................................................................8
Figura 6: Esquemático do sistema desenvolvido......................................................................10
Figura 7: Fotografia do sistema de recolha de dados ambientais..............................................12
Figura 8: Representação gráfica dos dados recolhidos durante 24 horas..................................13
Figura 9: Fotografia do sistema domótico desenvolvido..........................................................14
Figura 10: Página Web de comando do sistema domótico desenvolvido.................................32
Índice de tabelas
Tabela 1 – Lista de material......................................................................................................10
- iv -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
Resumo
Os projetos de domótica são muito interessantes pois visam a automação do lar. Atualmente,
podemos controlar toda uma panóplia de equipamentos da nossa casa, tanto localmente como
remotamente através da Internet em qualquer parte do mundo, fazendo uso de um
smarthphone, tablet, portátil ou outro tipo de computador. Com esta tecnologia podemos
poupar energia e melhorar o conforto/comodidade, pois se nos esquecermos de algo ligado,
podemos a qualquer momento desligar à distância, ou vice-versa.
Este projeto visa a criação de um sistema que permita o comando de três componentes
importantes de uma casa: as lâmpadas; as persianas motorizadas; e também a
ventilação/climatização. Para além do comando via Internet, o sistema deverá possuir ainda
um modo de funcionamento automático que detete a luminosidade e a temperatura ambientes
e que em função destes parâmetros acenda ou apague uma lâmpada, ligue ou desligue um
ventilador e suba ou desça um estore motorizado.
Será utilizada a placa Arduino Uno, baseada no microcontrolador ATmega328, à qual será
acoplada uma placa de rede (Ethernet Shield) com cartão microSD que fará a ligação à rede
informática. A programação será feita em linguagem C no software Arduino em ambiente
Linux Ubuntu, tudo software livre, gratuito e compatível.
Palavras-chave
Microcontrolador; Arduino; domótica; interface web
- v -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
1. Introdução
Neste documento vou-vos demonstrar algumas das coisas que se pode fazer com a Rede sem
ser só jogar, estar no Facebook ou ver vídeos malucos no YouTube.
Vou fazer uma apresentação ao trabalho da minha PAP e mostrar que se podem fazer coisas
extraordinárias com nossa rede.
Neste pequeno trabalho irei falar-vos um pouco sobre domótica e a sua história.
1.1. Apresentação de ideias e linhas fundamentais
No início nunca pensei em fazer a minha PAP em domótica mas o professor lançou a ideia e
eu como adoro desafios, então aceitei, mas como não percebia muito de domótica, o professor
Paulo Santos ajudou-me a compreender muito bem os sistemas e a elaborar um trabalho
espetacular.
1.2. Objetivos a alcançar
Os meus objetivos neste trabalho foram poder alcançar algumas das ferramentas da minha
casa a partir de qualquer parte do mundo através da rede Internet. Poder ligar-me à minha casa
pelo telemóvel, pelo computador, pelo tablet, ou outro dispositivo análogo. Poder abrir uma
janela, fechá-la, acender ou desligar uma luz, ligar uma ventoinha ou desligá-la, isto tudo a
partir do meu telemóvel. Não esquecendo um modo automático para quando escurecer, a luz
acender e os estores baixarem.
1.3. Estrutura do relatório
O meu relatório começa por um lema de vida com o qual me identifico. De seguida, fiz os
agradecimentos a quem me apoiou nestes três anos de curso. Depois figuram os índices. Para
- 1 -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
finalizar, inclui-se o resumo onde faço uma breve apresentação do meu projeto.
Neste capítulo, apresentaram-se de uma forma sucinta as linhas fundamentais do projeto bem
como os objetivos a alcançar.
No capítulo do desenvolvimento pretendo abordar com mais pormenor o meu trabalho. Na
fundamentação, faço uma breve abordagem à domótica, de seguida apresento as técnicas e os
métodos que utilizei para a concretização do projeto.
Por fim, no capítulo da conclusão, faço um balanço do trabalho realizado e apresento as
maiores dificuldades sentidas, assim como a forma como foram superadas.
Apresento ainda a bibliografia utilizada e incluo em anexo as folhas de dados dos principais
componentes.
- 2 -
Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ricardo Jorge C. Sénica
2. Desenvolvimento
No capítulo irei apresentar com mais detalhe o meu trabalho. Na fundamentação faço uma
breve abordagem à domótica e à plataforma de hardware livre Arduino. Depois apresentarei
as técnicas e os métodos que utilizei para a concretização do meu projeto.
2.1. Fundamentação do projeto
2.1.1. Domótica
O que é a domótica
A Domótica é uma tecnologia recente que permite a gestão de todos ou parte dos recursos
habitacionais.
O termo “Domótica” resulta da junção da palavra latina “Domus” (casa) com “Robótica”
(controlo automatizado de algo) e visa a automação do lar, simplificando a vida diária das
pessoas, satisfazendo as suas necessidades de comunicação, de conforto e segurança. Quando
a domótica surgiu, nos edifícios dos anos 80s do século passado, pretendia-se controlar a
iluminação, a climatização, a segurança e a interligação entre estes três sistemas.
Nos nossos dias, a ideia base é a mesma, a diferença é o contexto para o qual o sistema está
pensado, já não um contexto militar, comercial ou industrial, mas doméstico. Apesar de ainda
ser pouco conhecida e divulgada, mas pelo conforto e comodidade que pode proporcionar, a
domótica promete vir a ter muitos adeptos no futuro.
Desta forma permite o uso de dispositivos para automatizar as rotinas e tarefas de uma casa.
Normalmente são feitos controlos de temperatura ambiente, iluminação e som, distinto dos
controlos normais por ter uma central que comanda tudo, que às vezes é acoplada a um
computador e/ou Internet.
O projeto de automação prevê todos os pontos de comunicação (Internet, telefone e TV),
- 3 -