UNIVERSI DADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ – UTFPR
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE EL ETROTÉCNI CA – DAELT
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE EL ETRÔNICA – DAELN
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM G EST ÃO CO MERCI AL
ELÉTRICA
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM ELETRÔ NICA
ALEXANDRE RUPPEL
FÁBIO UNRUH
RICARDO HENRIQUE UNRUH
PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
RESIDENCIAL COM CONTROLE REMOTO SEM FIO – WI-FI
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CURITIBA
2013
ALEXANDRE RUPPEL
FÁBIO UNRUH
RICARDO HENRIQUE UNRUH
PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
RESIDENCIAL COM CONTROLE REMOTO SEM FIO – WI-FI
Trabalho de Conclusão de Curso de
Graduação, apresentado ao Curso
Superior de Tecnologia em Gestão
Co mercial
Elétrica,
do
Departa mento
Acadê mico
de
Eletrotécnica – DAELT e Curso
Superior
de
Tecnologia
em
Eletrônica
do
Departamento
Acadê mico de Eletrônica - DAEL N –
da
Universidade
Tecnológica
Federal do Paraná – UTFPR, co mo
requisito parcial para obtenção do
título de Tecnólogo.
Orientadora: Profª. MSc. Rosângela
W inter
Co-orientador: Prof. Dr. Rubens
Alexandre de Faria.
CURITIBA
2013
TERMO DE APROVAÇÃO
ALEXANDRE RUPPEL ( DAELT)
FÁBIO UNRUH (DAEL N)
RICARDO HENRIQUE UNRUH (DAELT)
PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
RESIDENCIAL COM CONTROLE REMOTO SEM FIO – WI-FI
Este trabalho de conclusão de curso foi apresentado no dia 15 de Maio
de 2013, co mo requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo
e m Eletrônica (DAELN) e Tecnólogo e m Gestão Co mercial Elétrica
(DAELT) outorgado pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Os alunos foram arguídos pela Ban ca Exa minadora co mpo sta pelos
professores abaixo assinados. Após d eliberação, a Banca Exa minadora
considerou o trabalho aprovado.
______________________________
Prof. César Janeczko, M. Sc.
Coordenador de Curso
Departa mento Acadê mico de Eletrônica (ou mecânica, a ser verificado
no caso da Mecatrônica)
______________________________
Prof. Sergio Moribe
Responsável pela Atividade de Trabalho de Conclusão de Curso
Departa mento Acadê mico de Eletrônica
BANCA EXAMINADO RA
______________________________
Prof. Cesar Eduardo F. Castañeda
______________________________
Prof. Luiz Gustavo Trevisan
______________________________
Prof. M. Sc. Ubira jara Zoccoli
____________________________
Prof. Dr. Rubens Alexandre de Faria (DAELN)
Orientador
_________________________
Profª. M. Sc. Rosângela W inter (DAELT)
Orientador
“A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do curso”
Dedicamo s este trabalho a todas a s pessoas que no s
incentivaram e a u m a migo que não está mais entre nós.
AG RADECIMENT OS
Primeira mente agradece mos a Deus por nos ter dado a vida, a
saúde e sabedoria para se mpre segu irmos e m frente. Assi m ta mbé m
agradece mos as nossas fa míli as que nos apoiaram, incentivaram e
acreditaram e m nossos potenciais. E agradece mos a essa In stituição e
todos os professores pelo conhecimento adquirido ao longo deste
curso.
RESUMO
RUPPEL, Alexandre; UNRUH, Fábio; UNRUH, Ricardo Henrique.
Protótipo de um siste ma de il umi nação residencial com control e
remoto sem fio – wi-fi. 2013. 91f. T rabalho de Conclusão de Curso.
Departa mento Acadê mico de Eletrotécnica – DAELT e Curso de
graduação, do Curso Superior de Tecnologia em Eletrônica do
Departa mento Acadê mico de Eletrônica – DAELN da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR. Curitiba, 2013.
Este TCC te m co mo ob jetivo moder nizar a forma de acionamento e
controle das lâmpadas utilizadas nas casas co m energia el étrica
através de u m con junto de dispo sitivos eletrônicos providos de
microcontroladores capazes de variar a intensidade da luminosidade
(função dimmer), programar aciona mentos, realizar comandos atravé s
de controles re motos (se m fio), salvar configurações de intensidades e
grupos de lâmpadas a sere m ligadas a fim de tornar mais ágil a
manipulação da iluminação de ambientes grandes e até mesmo de
valorizar o imóvel. Os dispositivos eletrônicos que foram utilizados são
constituídos por elementos de desenvolvimento próprio, bem co mo por
elementos já disponíveis no mercado aliando a capacidade de criação
co m a de integração visando um produto confiável e viável
co mercialmente.
Palavras-c haves: Automação reside ncial. Rede local sem fio (wi-fi).
Módulo de acioname nto re moto. Il uminação. Di mmer.
ABST RACT
RUPPEL, Alexandre; UNRUH, Fábio; UNRUH, Ricardo Henrique.
Prototype s ystem for home lig hting with remote cont rol wireless –
wi-fi. 2013. 91f. Trabalho de Conclusão de Curso. Departament o
Acadê mico de Eletrotécnica – DAELT e Curso de graduação, do Curso
Superior de Tecnologia e m Eletrônica do Departa mento Acadê mico d e
Eletrônica – DAELN da Universidade Tecnológica Federal do Paraná –
UTFPR. Curitiba, 2013.
This TCC aims to modernize the way of drive and control of the lamp s
used in ho mes with electricity through a range of electronic devices
equipped with microcontrollers capable of varying the intensity of the
brightness (dimmer function), progra m drives, perform co mmand s
through controls remote ( wireless), save settings and intensities groups
of lamp s to be connected in order to beco me more agile handling the
lighting of large environments and even valuing the property. The
electronic devices that were used consist of elements of develop men t
itself, together with details already available in the market co mbining
the ability to create with the inte gration aiming a reliable and
co mmercially viable.
Keywo rds: Home automatio n. Wirel ess LAN (wi-fi). Module re mote
wakeup. Lighting. Di mmer.
LIST AS DE FIG URAS
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01
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38
39
40
– FLUXOGRA MA ETAPAS DO PROJETO ......................... 19
- CO MANDO DIMMER ................................................. 24
- CONTROL E DIMMER LÂMPADA ............................... 24
- TRIAC ..................................................................... 24
- DI AGRAMA DO DIMMER .......................................... 25
- VARI AÇÃO DA T ENSÃO NO TRIAC Q¹ ...................... 26
- ÂNG ULO DE CONDUÇÃO NO TRIAC Q¹ .................... 26
- CONTROL E DE BRILHO DIMMER LIGADO A UMA
LÂMPADA INCANDESCENTE CO MUM ....................... 27
- DI AGRAMA DE BLOCOS DO MI CROCONTROL ADO R . 28
- MICRO CONTROLADOR ATMEGA8/8L ....................... 31
- CONFIGURAÇÃO DO S PINOS AT MEGA8/8L .............. 33
- DI AGRAMA DE BLOCOS ATMEGA8/8L ...................... 36
– FONTES EXTERNAS DE CLOCK DO AVR AT MEG A8/8L
a) CRISTAL b) REDE RC c) SINAL EXTERNO ............ 36
- DI STRIBUI ÇÃO DO CLO CK ...................................... 36
- PI CONET ................................................................ 43
– I MAG EM MEDI DAS/PESO ........................................ 59
– I MAG EM ESTRUTURA I NTERNA/SALA DE ESTAR .... 60
– CI RCUITO PARA OPERAÇÃO DO
MICRONTROLADOR ................................................ 62
– FLUXOG RAMA FIRMWARE - TAREFAS .................... 63
– CI RCUITO DA FONTE DE ALI MENTAÇÃO ................. 63
– CI RCUITO DO MÓDULO RN XV ............................... 64
– I MAG EM MÓDULO RN XV ........................................ 65
– CI RCUITO DE ACIONAMENTO DA CARGA ............... 65
– CI RCUITO DE DETECÇÃO PASSAGEM POR ZERO ... 66
– TOPOLOGI A DA CO MUNICAÇÃO ............................. 67
– CI RCUITO PROTÓTIPO ........................................... 68
– I MAG EM CIRCUITOS EM PROTOBO ARD .................. 69
– CI RCUITO DE PL ACA IMPRESSA ............................. 72
– PL ACA SUBMERSA NO ÁCIDO SENDO CORROÍDA .. 73
– I MAG EM PL ACA IMPRESSA .................................... 73
– I MAG EM DO S CO MPO NENTES DO CI RCUITO .......... 74
– PL ACA CO M CO MPONENTES MONTADOS ............... 74
– I MAG EM PROTÓTIPO EM OPERAÇÃO ..................... 75
– MÓDULO S INSTALADOS - MAQ UETE ....................... 76
– JANEL A VB 100 %.................................................... 77
– LÂMPADAS Nº1 E Nº2 – 100% ................................. 77
– JANEL A VB – 1 % E 51 % .......................................... 77
– VARI AÇÃO 51% E 1% .............................................. 77
– JANEL A VB – 5 % E 4 % ............................................ 78
– VARI AÇÃO 5% E 4% ............................................... 78
LIST AS DE QUADROS
QUADRO 01 - ESTUDO DE MERCADO AUTOMAÇÃO
RESIDENCIAL ........................................................ 22
QUADRO 02 - W EP/W PA.............................................................. 52
LIST AS DE T ABEL AS
TABEL A 01 - POTÊNCI AS E ÁREA DE COBERTURA ...................... 43
TABEL A 02 - PADRÕ ES ............................................................... 46
TABEL A 03 - TABELA DE CUSTO DE COMPONENTES .................. 91
LIST A DE ABREVIAT URAS, SIGL AS E ACRÔ NIMOS
AES
ANAT EL
AURESIDE
CAN
CLP
CPU
DSSS
EAP
EPRO M
FH-CDMA
-
FHSS
HUB
IBM
IEEE
ISM
LCD
LEAP
MAC
MBPS
MIPS
PDA’S
RAM
RF
ROM
RTC
SRAM
SSID
TECPAR
TKIP
ULA
-
USART
USB
VB
W EP
W LAN
W PA
W MAN
W PAN
WW AN
-
Advanced Encryption Standart
Agencia Nacional de Telecomunicações
Associação Brasileira de Auto mação Residencial
Campus Area Network
Controlador Lógico Programável
Unidade Central de Processamento
Direct Se quence Spread Spectrum
Extensible Authent icat ion Protocol
Erasable and Programmable Read-Only Memory
Frequency Hopp ing - Code-Division M ult iple
Access
Frequency Hopp ing Spread Spectrum
Do Inglês “Transmitir”
International Business Mach ines
Inst itute of Ele ctr ical and Eletron ics Engineers
Industria l, Scient if ic, Med ical
Liqu id crystal d isplay
Light we ight Extensible Authent icat ion Protocol
Media Access Contro l
Megabit por segundo
Milhões de Instruções por Segundo
Personal d ig ital assistant
Random Access Memory
Rádio freqüência
Read Only Memory
Real T ime Clock
Stat ic Random Access Memory
Service Set IDent if ier
Instituto de Tecnologia do Paraná
Temporal Key Integrit y Protocol
Unidade Lógica e Aritmética
Un iversal Synchronous Asyn chronous Rece iver
Transmitter
Universal Serial Bus
Visual Basic
Wireless Equ ivalence Pr ivacy
Wireless Local Area Network
Wireless Protected Acce ss
Wireless Metropolitan Area Network
Wireless Personal Area Net work
Wireless W ide Area Net work
SUMÁRIO
1.
1.1.
1.1.2
1.1.3
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
INT RODUÇÃO ...................................................................
TEMA .................................................................................
Delimitação do Te ma ...........................................................
Problema s pre missas ..........................................................
OBJETI VO GERAL ..............................................................
OBJETI VO ESPECIFICO S ...................................................
JUSTIFICATI VA ..................................................................
PROCEDI MENTOS METODOLÓ GICOS .................................
ESTRUTURA DO TRABALHO ...............................................
12
13
14
14
16
16
16
17
20
2.
FUNDAMENT AÇÃO T EÓRICA .............................................
2.1. SIST EMAS DE IL UMI NAÇÃO CO MERCIAI S ..........................
2.2. SIST EMAS ANALÓGICO S E DIG ITAIS .................................
2.2.1 Dimmers .............................................................................
2.2.2 Dimmers TRIAC ..................................................................
2.3. MICROCONTROL ADORES ..................................................
2.3.1 At mega 8/8L .......................................................................
2.3.2 Características do At mega 8/8L ............................................
2.3.3 Pinagens do At mega 8/8L – Entr adas e Saídas ......................
2.3.4 Diagrama de Blocos do At mega 8 /8L ....................................
2.3.5 Siste ma Clo ck .....................................................................
2.3.6 Co mparador Analógico ........................................................
2.3.7 Watchdog ...........................................................................
2.3.8 Reset .................................................................................
2.3.9 Modo Sleep ........................................................................
2.3.10 Me mórias do At mega 8/8L ..................................................
2.4. REDES DE CO MUNICAÇÃO ................................................
2.4.1 Siste ma W ireless ................................................................
2.4.2 Nor mas WLAN ....................................................................
2.4.3 Bluetooth ............................................................................
2.4.4 Home RF ............................................................................
2.4.5 Wi-Fi ..................................................................................
2.4.6 Padrões Wi-F i .....................................................................
2.4.7 Segurança na Rede Wi-F i ....................................................
2.4.8 Protocolos de Rede Wi-F i ....................................................
2.4.9 Vantagens no uso de Rede W i-Fi ..........................................
2.5. COMJUNTOS I NTEGRADO S AO PROTÓTIPO ......................
2.5.1 Display Touch Screen ..........................................................
2.5.2 Módulo ON/OFF ..................................................................
2.6. LINGUAG EM DE PROG RAMAÇÃO ......................................
2.6.1 Introdução ..........................................................................
2.6.2 Linguagem de progra mação não estruturada - Projeto ............
2.6.3 Linguagem Basic .................................................................
2.6.4 Co mpilador Basic ................................................................
21
21
23
23
24
28
31
31
33
34
35
37
37
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40
40
41
42
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45
45
47
49
52
53
53
55
55
55
56
56
56
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
3.3.5
3.3.6
3.3.7
3.4.
3.4.1
3.5.
3.6.
3.7.
DESENVOLVIMENT O DO PROT ÓT IPO ................................
INTRODUÇÃO ...................................................................
COMPOSI ÇÃO DA MAQUET E/PROTÓTIPO ..........................
COMPOSI ÇÃO DO MÓDULO ...............................................
Microcontrolador ................................................................
Firmware do protótipo ..........................................................
Fonte de Alimentação ..........................................................
Transceptor ........................................................................
Circuito de acionamento da carg a ........................................
Circuito de detecção de passagem por zero ..........................
Interface .............................................................................
Topologia da comunicação do pr otótipo ...............................
Circuito do protótipo ............................................................
Testes do Protótipo – Resultados .........................................
Construção da Placa I mpressa ............................................
Protótipo e m Operação – Visual Basic .................................
57
57
58
60
61
62
63
64
65
66
67
67
68
69
72
76
4.
CONCLUSÃO .................................................................... 79
REFERÊNCIAS .......................................................................... 81
APÊNDICE A ............................................................................. 86
APÊNDICE B .............................................................................. 88
APÊNDICE C .............................................................................. 91
12
1 INT RODUÇÃO
Muito se fala sobre as "inovações" tecnológicas que irão equipar
lares num futuro pró xi mo. Esse é u m t e ma muito interessante e só não
entusiasma mais pela presença da palavra “futuro”, pois este é o
mo mento de viver o presente e aprovei tar agora tudo o que a
auto mação residencial proporciona. A Auto ma ção Residencial é vista
co mo u ma novidade que causa interesse pelo alto poder futurista,
tecnológico e até assimilada ao poder de status, modernidade e parte
da
arquitetura
moderna.
Nos
últi mos
três
anos,
o
mercado
de
auto mação residencial vem crescendo a u ma média de 35% ao ano e m
nú mero de pro jetos (INSTITUTO DE TECNOLOG IA DO
PARANÁ-
TECPAR, 2011 p.1). E de acordo co m a Associação Brasileira de
Auto mação Re sidencial (AURESIDE) e seu conselheiro José Roberto
Muratori, (2011, apud INSTITUTO DE TECNOLOGI A DO PARANÁTECPAR, 2011 p.1): “O público que hoje está co mprando o se u
primeiro imóvel, é de pessoas jovens informados co m as tecnologias e
que gostariam de utilizar seus smartphones ou tablets ta mbé m n a
auto mação residencial”.
“Já está na hora de vivermos o p resente, pois, já existe m
estudos, tecnologia, projetos e residências efetivamente funcionando
através dos recursos da Auto mação” (TEZA, 2002).
Tentando aproveitar o potencial dessa área de atuação, u m
nú mero
pequeno
de
empresas,
geralmente
ligadas
à
automaçã o
co mercial ou industrial, aproveita equipa mentos destinados inicialment e
a
outros
propósitos.
Em
sua
g rande
maioria
são
instalados
aleatoriamente i mpulsionados pela onda mercadológica do mo mento e
acaba m resolvendo alguns problemas localizados, mas se m nenhu ma
integração entre si, o que acaba resultando em insatisfação para os
usuários, os quais acaba m conviven do co m siste mas isolados e de
difícil operacionalidade. Mesmo levand o e m conta a série de obstáculos
que o mercado co mo u m todo i mpõe, seu potencial é enorme e tende a
se materializar rapidamente. Co mo q ualquer mercado e mergente, no
início podem até sere m aceitas algu mas i mprovisações, poré m só irão
13
sobreviver os profissionais seriame nte e mpenhados e m apresenta r
soluções permanentes e de qualidade aos seus clientes.
“Thomas Edison ja mais i maginaria que sua invenção se tornaria
u ma aplicação doméstica tão versátil” (AURESIDE, 2010). Queria algo
que ajudasse a en xergar no escuro. Enquanto isso, luminárias e
lâmpadas de ho je, quando ligadas a sistemas espe ciais de controle de
iluminação, pode m prover muitas outr as funções. Siste mas inteligentes
de iluminação podem acentuar os det alhes arquitetônicos de uma sala,
a intensidade correta da iluminação pode ser usada para focar a
pintura de um quadro, para criar um clima especial , seja ele romântico
ou festivo, ligar e desligar automaticamente a ilu minação de u ma casa
pode-se protegê-la de intrusos, fazendo-a parecer ocupada na ausência
de seus proprietários.
Redução de consu mo é outra vantag e m, pois a intensidade de
luz é regulada conforme a necessidade co m isso as lâ mpadas nã o
precisam
ficar
acionadas
em
su a
potência
nominal
co mo
no
acionamento con vencional. Os proje tos convencionais não atendem
mais as expectativas dos moradores principalmente no que diz respeito
às inovações tecnológicas em suas n ovas residências. Segundo Dias;
Pizzolato (2004, p.10) “a moradia, abrigo, o lar, deve ser prazeroso,
eficiente, dignificante e, por ser um bem de grande vida útil, flexível às
transfor mações sociais e tecnológicas”. Desta for ma os siste ma s
inteligentes de iluminação integrados às residências são um sí mbolo de
modernidade e conforto.
1.1 TEMA
O Te ma deste trabalho é um produto voltado à iluminação que
alia uma nova for ma de controle e automa ção residencial . Com a
crescente evolução das residências inteligentes surgem necessidades
que carece m de u ma solução já disponível no mercado, dentre esta s
está o te ma deste pro jeto, o qual visa atender tanto o quesito
iluminação quanto a integração total do empreendi mento. “Em geral, os
projetos das residências convencionais não satisfazem por co mpleto
14
aos anseios dos moradores” (DIAS; PIZZOLATO, 2004, p.10). A cad a
dia são lançadas inovações tecnológicas, as quais podem integrar
diversas funções no dia a dia que agregam melhorias a fim de
proporcionar maior pratici dade, conforto e segurança co m qualidade.
Do mótica (do latim, 'do mo', que significa 'casa' - associado à
palavra robótica), segundo o pesquisador Caio Bolzani, da Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo, refere-se à utilização de
diversas tecnologias e equipamento s para melhorar a segurança,
econo mia
e
o
conforto
das
casas
(BOLZANI,
2004).
Co m
a
disseminação da Internet é possível que qualquer pessoa possa
supervisionar e controlar sua moradia de onde quer que esteja.
Teoricamente não e xiste li mite para essa inteligência domiciliar.
E é justa mente essa enor me capacidade que será testada ao longo dos
próxi mos anos.
1.1.2 Delimitação do te ma
Para atender aos objetivos do tema após uma pesquisa de
mercado e de tecnologias disponíveis para definir as melhores opções
a sere m utilizadas um protótipo será desenvolvido composto por u m
ponto de controle que será um “interruptor” microcontrolado e um pont o
de acionamento da carga, o qual per mite a “dimmeriza ção ” de u ma
lâmpada
incandescente.
O
intuito
fundamental
é
controlar
essa
lâmpada através de u ma rede ethernet se m fio co m as opções de ligar,
desligar e variar sua intensidade utilizando o protótipo. As vantagens,
benefícios
e
possibilidades
são
abordados
e mbasando
assi m
a
intenção de torná-lo um produto co mer cialmente viável.
1.1.3 Problema s e pre missas
O
propósito
deste
projeto
de
Auto mação
Residencial
foi
desenvolver uma solução para aciona mento de lâ mpadas levando e m
conta os seus benefícios das tecnologias adotadas, tais como reduzir o
consu mo de energia elétrica (assunto tão discutido em dias co m
15
tendências sustentáveis cada vez mais fortes), proporcionar maior
segurança, aumentar consideravelme nte o conforto, tornar o simples
ato de ligar uma lâmpada muito flexí vel (por controle remoto, celular,
co mputador, tanto localmente quanto remota mente), au mentar a vida
útil dessas lâmpadas, valorizar o imóvel além de dar u m toque de
sofisticação e modernidade único.
Alguns problemas relacionados aos equipamentos presentes n o
mercado influenciaram a escolha na busca por uma melhor tecnologia
nos siste mas de iluminação, são eles:
- Determinados modelos de lâmpadas para serem acionados
necessita m de u m transfor mador, pois sua tensão de alimentação é de
12V e não podem ser ligados diretamente à rede elétrica 127V. Co m
isso tem-se u m equipa mento “transfo r mador” que fica entre o módulo
controlável dimmer e a carga;
- Alguns transformadores que se dize m ser controláveis, não
consegue m seguir a rampa de 0 a 100% da intensidade luminosa,
causando interferência no módulo dimmer, trepidação, desconforto na
intensidade luminosa e por fim danificando todo sistema.
Logo: como viabilizar a operação do s módulos dimme r com o
transformador,
necessário
para
determi nados
modelos
de
lâmpadas, de forma perfeita sem ruí do e/ou mau f unciona mento?
Co m a utilização de lâmpadas de te nsão de rede 127/220 V,
deixando de usar as co m transfor mado res de 12 V.
Outro problema é a co municação que geralmente é feita atravé s
de módulos de rádio frequência de curto alcance que trabalham e m
faixas pró xi mas de 433 MHz muito simples, pouco seguros e qu e
trabalham so mente nu ma topologia ponto-a-ponto tornando a solução
pouco flexível, pois só aceita comando s de u ma única fonte.
A intenção deste trabalho é utilizar módulos wi-f i para que a
co municação co m os mais diversos equipamentos se ja po ssível, de
fácil imple mentação, segura, suport a u m bo m tráfego de dados e
proporcione uma topologia ponto-multiponto. A troca de dados poderá
ser feita com u m lap-top, celular, PC co m módulos wi-f i e qualquer
dispositivo
com
tecnologia
sem
fio
co mpatível.
Deste
modo
os
16
acionamentos da iluminação ficam livres de interferências e co m
intensidade luminosa de 0 a 100%.
1.2. OBJETI VO GERAL
Pro jetar u m dispositivo que, ligado a rede elétrica residencial,
opere através de uma co municação se m fio possibilitando ao usuário
realizar o acionamento re moto da ilumi nação.
1.3. OBJETI VOS ESPECIFICOS
 Pesquisa e conhecimentos tecnológicos;
 Desenvolver a idéia e estudos similares;
 Identificar ferramentas para a interface que será projetada;
 Verificar os custos e a viabilidade de co mponentes;
 Desenvolver os circuitos para o controle da iluminação;
 Desenvolver o software para a progra mação do d immer o u
controle on/off;
 Progra mar e testar os circuitos projeta dos;
 Verificar os resultados.
1.4. JUSTIFICATI VA
Este trabalho de conclusão de curso foi idealizado com o intuito
de
modernizar
tecnologicamente
os
siste mas
de
ilu minação
residenciais visando trazer para os lares conforto, praticidade e
exclusividade acompanhando os crescentes investimentos e m projeto s
arquitetônicos que requerem novidades e inovações e m Do mótica
utilizando-se tecnologias avançadas proporcionando també m utilização
da energia elétrica de forma sustent ável. As residências inteligentes
tê m atraí do grande interesse do público uma vez que possibilita a
atuação de dispositivos eletrônicos, interação com os usuários, trará
u m ganho e m for ma de sofisticação e segurança na residência.
17
1.5. PROCEDI MENTOS METODOLÓGI COS
As ferra mentas utilizadas para realizar as pesquisas incluíram a
pesquisa bibliográfica, por meio de sites de busca, con sulta a livros,
revistas on-line, periódicos, entre outros.
Classifica-se o estudo proposto como de natureza científica
aplicada, devido ao fato de buscar corrigir problemas i mple mentando
u ma solução viável técnica e comercialmente.
A realização de testes do projeto foi efetuada e m protótipo a ser
montado pela equipe utilizando os conhecimentos obtidos no curso de
tecnologia em eletrônica e a coleta de resultados fica a cargo da parte
que engloba a tecnologia em gestão co mercial elétrica “eletrotécnica”.
A divisão de te mas e tarefas envolvidas no pro jeto foi de acord o
co m o foco de cada curso envolvido.
A parte que envolve a eletrônica, comunicação e programaçã o
ficaram a cargo do aluno do departa mento de eletrônica (Fábio Unruh)
e pode ser representada por quatro blocos:

Controle: baseado no microcontrolador At mega 8 da At mel, o
qual
dese mpenhou
a
parte
inteligente
do
processo
controlando a carga e gerenciando a co municação;

Co municação: baseado e m módulos prontos utilizando a
tecnologia Wi-f i, os quais servira m co mo u m gatewa y entre o
canal serial do microcontrolador e a rede local sem fio dos
de mais equipamentos;

Aciona mento: dependendo da carga p ode ser u m d immer ou
co mando si mples de ligar/desligar dispositivos de iluminação
de acordo co m os sinais do microcontrolador;

Interface: esse bloco e xiste apenas nos ter minais, através
dos quais o usuário opera o sistema. Pode ser co mposto por
telas de LCD (liqu id crysta l d ispla y) se nsíveis a toque, Palm,
celulares e micro co mputadores.
18
A parte que engloba a Eletrotécnica, gestão e projeto ficara m a
cargo dos alunos do departamento d e eletrotécnica (Ricardo Unruh e
Alexandre Ruppel). Essa fatia do con junto pode ser representada por
seis blocos:

Gestão:
docu mentação,
co municação
co m
os
gerenciamento
orientadores,
do
projeto,
desenvolvimento
do
projeto referente à parte escrita, Coleta de dados referentes
ao projeto, estudos e conceitos de Do mótica e e mbasa mento
teórico;

Pesquisa de equipamentos si milares;

Estudo do equipa mento: funciona ment o da interface, entre a
rede e a carga;

Testes em protótipo: verificação do módulo Dimmer co m a
co municação entre as cargas para seguir um padrão de
ra mpa de 0 a 100% na intensidade luminosa e visando à
melhoria do mesmo;

Estudo de viabilidade comercial: pesquisa de ca mpo, co m o
objetivo de aperfeiçoar características construtivas a fim de
agradar o maior publico alvo possível;

Refinamento dos conceitos por trás do desenvolvimento.
O fluxogra ma figura 1 mostra as et apas deste projeto co m a
sequência do fluxo de tarefas desde a formulação da ideia, as divisões
de tarefas confor me o curso dos integrantes.
Após as divisões foi
definida que a ideia vinha com a adição de um protótipo a fim d e
de monstrar e m ca mpo a intenção deste trabalho. Definida as tarefas
confor me o curso cabe a toda a equipe realizar a coleta de dados e
construir o protótipo.
Após a finalização do protótipo, iniciou-se a fase de testes co m
coleta de dados e análise dos resultados obtidos.
19
F i gu ra 1 – F l u xo g rama d as Etap as d o Pro j eto
F ont e: Aut ori a Própri a.
20
1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO
A estrutura
deste
trabalho
apresenta-se
co m os
seguintes
capítulos:
O capítulo 1 – Introdução - Se refere à proposta deste trabalho
de conclusão de curso, cujo objetivo geral é projetar um dispositivo que
realize o acionamento e o controle da iluminação residencial via
controle remoto – se m fio – Wi-F i.
O capítulo 2 - Fundamentação Teórica - São destacados alguns
sistema s de iluminações si milares aos utilizados. Além disso, são
estudados dispositivos e componentes necessários para a integração e
desenvolvimento do protótipo.
O capítulo 3 - Desenvolvi mento do Pr otótipo - Inicialmente trat a
do desenvolvimento do circuito do projeto montado e m protoboard com
a primeira de bateria testes e seus respectivos resultados. Após o s
testes iniciais apresentam-se satisfatórios foi desenvolvido o circuito
final em placa de circuito impresso e confeccionados os módulos para o
controle e acionamento da iluminaçã o residencial. Na sequência foi
construída u ma maquete/protótipo onde se integra na parte superior
interna os módulos desenvolvidos para controle remoto se m fi o – WI-FI,
e na sua parte interna simula-se u ma sala de estar co m seu s
respectivos pontos de iluminação. Po r fim utiliza-se de linguagens de
programação visuais para a operação do protótipo e descrição dos
resultados dos testes e os códigos são apresentados do firmware.
21
2 FUNDAMENTAÇÃO T EÓRICA
Os siste mas inteligentes estão ganhando mais “ênfase no s
projetos residenciais”, especialment e nos siste mas inteligentes de
iluminação.
Estão
surgindo
muitos
projetos
na
auto matização
de
residências que necessitam de u ma grande variedade de sistemas e
equipamentos, tais co mo: sensores de presença e controladores de
iluminação. Mas muitos destes equipamentos e xistentes são limitados e
oferece m poucas funções de operação ao usuário (AURESIDE, 2010).
Neste capítulo foi destacada a funda mentação teórica dos
sistema s de iluminação co merciais mais utilizados no mercado no
controle
da
construção
iluminação
do
projeto
e
de
dos
dispositivos
auto mação
necessários
residencial
no
para
controle
a
da
iluminação através de rede se m fio.
2.1 SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO CO MERCI AIS
Os
siste mas
de
iluminação
mais
co mercializados
por
sua
facilidade de operação e custo-benefício são os: relés fotoelétricos, as
fotocélulas, os sensores de presença, as minuterias e equipamento s
mais
co mplexos,
cu jo
custo
varia
pela
comple xidade
que
são
co mandados por siste mas informatiz ados CLP’s (Controlador Lógico
Progra mável), microcontrolados, redes Ethernet e redes se m fio.
Estes
equipa mentos
proporciona m
mais
conforto,
requinte,
segurança e econo mia aos usuários e ta mbé m estabelece m u ma nova
evolução em tecnologias em siste ma s de controle da iluminação. A
auto mação residencial já está presente em muitos empreendi mento s
co mo: casas, aparta mentos, hotéis e e mpresas.
No Quadro 01 apresenta -se u m e studo de mercado que se
refere
a
alguns
sistemas
inteligentes
de
iluminação
mais
co mercializados neste atual mo ment o e que são mais si milares ao
proposto
neste
TCC.
Os fabricantes citados neste
quadro estã o
atuando no mercado e se diferenciam no que dizem respeito a alguma s
tecnologias. Os produtos relacionados são de fabricação própria e as
22
e mpresas trabalha m co m a instalação confor me a necessidade do
cliente
final.
Além de
sistemas
de
iluminação
inteligentes
estes
fabricantes oferece m upgrades no co ntrole via touch panel, co mando s
de persianas e co mando d immer flúor que é o co mando para lâ mpada s
fluorescentes
co m
reatores
especiais,
pelos
quais
controlar a iluminação por meio do mó dulo dimmer.
Q u ad ro 01 – Estu d o d e Mercad o - Au to mação Resi d en ci al
F ont e: Cat ál og o s de F abri cant e s ( 2 010).
se
consegue
23
2.2 SISTEMAS ANALÓGICOS e DIGIT AIS
2.2.1 Dimmers
Os Dimmers são dispositivos “elétricos ou eletrônicos" capazes
de variar a intensidade de corrente elétrica média e m u ma carga, por
via do aumento ou diminuição do valor eficaz da tensão dentre um
au mento da potência média de u ma lâmpada. Assi m se pode controlar a
intensidade de luz, de forma que possa au mentar ou reduzir a
intensidade luminosa (SANTOS, 2001, p.16).
“Co m a inovação da eletrônica se desenvolveram Dimmers co m
se micondutores que trabalham co mo interruptores de alta velocidade
ativando e desativando mais de 120 vezes por segundo” (SI MÕ ES,
2008, p.97).
As vantagens dos Dimmers se micon dutores sobre os antigos
co m reostato é que estes era m ligados e m série co m as lâ mpadas
incandescentes e causavam perigo de incêndios, conforme figura 03.
“Este equipamento te m o inconveniente da elevada dissipação de calor
na resistência, pelo efeito Joule (RI²), provocada pela passagem da
corrente, exigindo dimensõe s co mpatí veis co m nú mero de lâ mpadas a
controlar” (CREDER, 2002, p.125). Co m os se micondutores surgira m
u ma nova tecnologia que possibilita um au mento da vida útil das
lâmpadas e econo mia de energia. O mais impressionante é que os
Dimmers se micondutores atuais consegue m au mentar ou reduzir a
intensidade luminosa de “diferentes naturezas de lâ mpadas”, tais co mo :
incandescentes,
dicróicas
de
tensão
de
rede,
dicróicas
co m
transfor madores e fluorescentes. Este controle de luminosidade podese produzir “cenas” de iluminação gerando conforto e requinte e m
a mbientes co mo salas de cinema, teatros, museus (iluminação de
quadros) ou conforto maior nos ambi entes residenciais e possibilita o
gerenciamento da iluminação co m segurança e economia (SIMÕES,
2008, p.98).
24
F i g u ra 02 - Co man do Di mmer
F ont e: Cov i se Equi pam ent os (2 011).
Fig u ra 03 - Co n tro l e Di mmer L âmp ad a
F ont e: Braga (20 12).
2.2.2 Dimmer TRIAC
Os Dimmers co m TRIAC são utilizados e m bai xa potência e tê m
atuação
no
controle
de
siste mas
de
iluminação.
Esse
controle
eletrônico do Dimmer co m TRIAC p ossibilitou o controle remoto da
intensidade luminosa em diversos a mbientes, tais como: cine ma s,
teatros, residências e entre outros.
O TRIAC é u m dispositivo semicondutor, similar a u m diodo o u
transistor. “Assim co mo u m transistor, um TRIAC é construído co m
diferentes camadas de material semicondutor” confor me figura 04
(HARRI S, 2012).
Fi g u ra 04 - T RI AC
F ont e: Howst uf f works ( 2012).
25
O TRIAC te m co mo ele mento principal a capacidade de conduzir
a corrente principal da carga. “O controle da potência é feito, variandose o ponto de disparo do TRIAC e m cada se miciclo da alimentação d e
corrente alternada” (BRAGA, 2012).
“A designação genérica do dimmer, e m que a dissipação de calor
é míni ma, pois a corrente da lâmpad a não passa pelo potenciômetro,
mas pelo tiristor (TRIAC) mediante um controle que lhe impõe o diodo
(DIAC)” (CREDER, 2002, p.125).
Para co mpreender o funciona mento do Dimmer co m TRIAC
precisa-se conhecer cada função de cada componente do circuito
confor me o diagra ma na figura 05. Hélio Creder (2002, p.125) afirma:
O Diod o D 1 t em a f i nal i dade d e di spa rar o T ri ac Q 1 num cert o
ângul o d e d ef asag em , de f orm a que a t en sã o apl i cada à c arg a
po ssa v ari ar de sde m áxim o at é v al or próx im o de zer o
conf orm e a f i gura 05. O s com pone nt e s do ci rcui t o (R1, R2,
C1, e C2) v ão prov ocar um ret ardo no t em po do di sp aro d o
T ri ac Q 1 , o Diod o D1 só c ond uz q uan do a t en sã o d e
(breackov er) ul t rap a ssam 20 v ol t s, e ne sse m om ent o, o s
capaci t ore s C 1 e C2 de sc arre gam na “p ort a” ( gat e) d o T ri ac
Q 1, que co nduz a t e n são para a c arga ne st e ex at o m om ent o.
A regul ação d o t em po de di spar o do s ca paci t ore s C1 e C2 sã o
con seg ui da s pel a v ari ação da re si st ê nci a R 1 (pot enci ôm et ro) :
quan do m enor v al or dest a re si st ê nci a se rá co n seg ui do a
t ensão de cort e do Di odo D1 ( 20 v ol t s), pel a de sc arga de st e s
capaci t ore s.
F ig u ra 05 – Di ag rama d o Di mmer
F ont e: Creder (20 02, p. 12 6).
Co mponentes do Dimmer de acordo co m Diagra ma:
26
C1 e C2 - Capacitores
R1
- Resistor variável (potenciômetro)
R2
- Resistor de valor fixo
D2
- Tiristor (DIAC)
Q1
- Tiristor (TRIAC)
Segundo Hélio Creder (2002, p.125) a figura 06 representa as
variações de tensão no TRIAC e a figura 07 os ângulos de condução no
TRIAC confor me a citação abaixo:
Na f i gura 06 a t en sã o a pl i cada á ca rga obt ê m um v al or m enor
que a t en sã o pl en a (1 20V); p or i sso, o b ri l ho da l âm pad a
sof rerá um a redução. Not a- se n a f i gura 07, que o T ri ac Q 1 é
capaz de co nduzi r no s doi s ci cl os da al t ernânci a da t en sã o .
De sse m odo, o cont rol e do bri l ho será m ai s suav e.
F i g u ra 06 – Vari ação d a T en são n o T ri ac Q1
F ont e: Creder ( 200 2, p. 126) .
F i g u ra 07 – Ân g u l o d e co n du ção do T ri ac Q 1
F ont e: Creder ( 200 2, p. 126) .
27
Resu mindo a função do TRIAC é d e “controlar o ângulo de
condução realizando o disparo do me smo e m diversos pontos do sinal
senoidal da rede elétrica domiciliar” é possível aplicar potências
diferentes a várias cargas. Assi m o Dimmer aju sta a ra mpa de 0 a
100% fazendo
o
controle
do
brilho
ou
da
lu minosidade
acionamento da iluminação confor me f igura 08 (BRAGA, 2012).
F i g u ra 08 - Co n trol e d e b ri lh o d i mmer l i g ad o a u ma l âmp ad a
i n can d escen te co mu m.
F ont e: Braga (2 012).
para
o
28
2.3 MICROCONTROL ADORES
Em te mpos passados os pro jetistas de circuitos eletrônicos,
“principalmente circuitos digitais de controle, verificaram que não era
mais viável trabalhar co m a si mples l ógica de portas para construir
sistema s co mple xos e flexíveis”. Um dos grandes problemas era m a s
limitações
de
espaço
e
a
“nece ssidade
de
construir
circuitos
inteligentes”. Esta dificuldade marcou o fim dos circuitos integrados
lógicos na área de controle, surgindo u m substituto mais eficiente e
menor: o microcontrolador (SCHUNK; LUPPI, p.19).
Os microcontroladores atualmente se integram co m diverso s
equipamentos. Suas aplicações estão e m franca e xpansão nos ra mos
industriais, residenciais, automotivos e nas telecomunicações. “Os
Microcontroladores
se
destacam
principalmente
em
aplicações
(produtos) nos siste mas e mbarcados (do inglês embedded system)”,
que
significa
que
o
microcontrolador
é
de
uso
exclusivo
do
equipamento (DENARDIN, 2010).
“O Microcontrolador é um CI co m alta densidade de integração
de microprocessador e seus periféricos que inclui, dentro do chip, a
maioria dos co mponentes necessários para o controlador”. Desde modo
ganhou significado de: "solução com único chip" confor me a figura 09.
Basica mente
é
um
m icroch ip
co m
um
processador
co m
RAM,
barramento, co municação serial (ZELENOVSKY; MENDO NÇA, 1999 ).
Fi g u ra 09 – Di ag rama d e Bl o co s Mi cro co n tro l ado r
F ont e: I nt roduç ão ao s Si st em as Embut i dos,
(Z el enov sky ; Mendonç a, 199 9).
29
As características de u m mi crocontrolador são simil ares a u m
sistema co mputacional. Suas principais unidades segundo Gustavo W .
Denardin (2011, p.10) são:

CPU - Unidade central de processa me nto é construída por u ma
unidade lógica aritmética (ULA), e unidade de controle e de
me mória especiais identificadas por registradores;

RAM
-
(Random
Access
Memory)
–
Me mória
de
acesso
aleatório é utilizada para leitura e ma nipulação de dados pela
CPU. O s dados são perdidos na falta de energia, (me mória
volátil);

ROM - (Read Only Memory) – Me mória apenas de leitura.
So mente lidas pelo computador, mas não se pode alterar. Os
dados são mantidos na falta de energia ( me mória não volátil);

EPRO M - (Erasable and Programmable Read-Only Memory) –
ROM que per mite que os dados seja m apagados co m luz
ultravioleta e reprogramados, mas em nú mero limitado. Os
dados são mantidos na falta de energia significa (me mória não
volátil);

EEPRO M - (Electr ica lly Erasab le and Programmable Read-Only
Memory) – Memória de leitura que pode ser escrita e apagada
eletricamente.
Possui
a
vantagem
que
mesmo
após
o
desligamento da alimentação do (uC) seus dados não serão
perdidos. A EEPRO M reté m o s dados por aproxi mada ment e
100
anos
após
sua
fabricação
e
pode
ser
apagada
reprogramada e m até 100.000 vezes;

FLASH - Referente à EPROM, mas co m maior velocidade nos
ciclos de escrita, pode ser gravada e regravada eletricament e
por várias vezes e em alta velocidade;

I/O – São registradores de controle, “estado e sinais I/O” se
refere a u m “tipo especial de me mória”. A infor mação pode ser
lida ou escrita por diferentes dispositivos da CPU;
30

Conversores A/D – A con versão a nalógico-digital (A/D) é
representação de sinais analógicos ao mundo digital. Deste
modo é possível utilizar dados do mu ndo real e transformá-los
e m cálculos. O conversor (A/D) está p resente internamente e m
processadores,
controladores
de
sinais
digitais
e
microcontroladores. Sua construção básica apresenta portas
de entradas e saídas, a entrada recebe sinais elétricos de
for ma continua e possui faixa de te nsão má xi ma e míni ma.
Nos microcontroladores que possuem conversor (A/D) sua
faixa de operação trabalha na tensão de 5V para +5V e -5V. Já
a saída do conversor o sinal é amostra do e m u m dado intervalo
de
te mpo
fixo,
se mpre
deter mina do
pela
frequência
de
a mostrage m, valor que representa o sinal original de mo mento
ou quantização, que se refere à precisão do conversor;

Conversores D/A – O con versor (D/A) representa as mesma s
características do conversor (A/ D), a diferença é so mente que ,
é coletado o sinal digital e transformad o e m sinal analógico;

Temporizadores - Os microprocessadores necessitam de u ma
base de te mpo de relógio, a fi m de controlar o tempo de cad a
u m dos eventos referentes aos dispositivos integrados.
E por fi m segundo Schunk e Luppi (2001, p.48):

Interrupções – O mi crocontrolador (uC) é alimentado, inicia a
executar o progra ma do usuário a p artir do vetor de reset,
entretanto existem dispositivos no interior do microcontrolador
capazes de interro mper essa e xecuçã o e desviá-la para outro
endereço de programa.
31
2.3.1 AT mega8/8L
Existe m diversos fabricantes
características
e
especificações
de
variam
microcontroladores
de
for ma
a
e
suas
atendere m
diferentes aplicações.
Neste projeto foi escolhido o Microcontrolador da ATMEL d a
linha AVR At mega8 (28 pinos PDIP), por seu alto desempenho, baixo
consu mo de energia, custo benefício excelente, fácil uso do hardware,
alta capacidade de processamento, a presenta u ma me mória flash d e
ta manho razoável. A Figura 10 mostr a o microcontrolador Atmega8/8 L
e m sua for ma física.
F ig u ra 10 – Mi cro co n tro l ad o r Atmeg a8
F ont e: Atm el (2011 ).
2.3.2 Características do AT mega8/8L
As principais características do microcontrolador At mega8/8 L
segundo a fabricante ATMEL são:

8-bit do microcontrolador Core AVR de alto dese mpenho e
baixo consu mo de energia;

Hardware Multiplier;

Flash (8 Kbytes);

Boot Code (Bytes);

ISP;

Me mória do Progra ma Auto-avaliação;

EEPRO M - não-volátil (512 Bytes);
32

SRAM (1K Bytes);

RTC w / Osc;

2 Te mporizadores de 8 bits;

1Timers de 16 bits;

1 / 2 Canais de Entrada;

QTouch Ma x / 12 / -Canais QMatri x;

3 canais PW M;

1 SPI;

1 TW I;

1USART (programá vel serial);

Conversor A/D de 8 canais;

1 Co mparador Analógico;

19 Interrupções + Vetores Reset;

2 Interrupções externas;

Detector de Brown-Out;

Oscilador de cristal Sp Alto / Baixo: H / L;

On-chip oscilador RC: 1MHz + 1/2/4/8 MHz cal;

Watchdog w / oscilador RC;

PLL Prescaler /: não / si m;

16 MIPS;

F. ma x (16 MHz);

Vcc (V): 2.7-5.5;

Ma x I / O de 23 Pins;

Pacotes de Pb-Livre: MLF (VQFN) 32
PDI P 28
TQFP 32.
33
2.3.3 Pinagens do At mega8 - Entradas e Saídas
Os pinos do At mega8 são apresenta dos para encapsulamento s
PDIP (Plast ic Dua l Inline Package) e TQFP (Thin Prof ile Plast ic Qua d
Flat Package). A figura 11 traz as pinagens do Atmega8 (AT MEL ,
2010).
Fi g u ra 11 – Co n fig u ração d o s Pi n o s Atmeg a8/ 8l
F ont e: Atm el (2010).
As pinagens do At mega8 a que co rresponde às entradas e
saídas são cha madas de PORT S de I/ O e são identificadas, segundo a
ATMEL, por:

PORTB – Pinos 14, 15, 16, 17, 18, 19, 9 e 10;

PORTC – Pinos 23, 24, 25, 26, 27, 28 e 1;

PORTD – Pinos 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 1 3.
Nos PORT S de entrada B e D se conecta m equipa mento s
digitais, como, L EDS, d isplays e o utros. O PORTC representa a s
conexões de entradas analógicas.
Outras características de pinagen segundo o catálogo ATMEL
(2010, p.5; 6) são:

VCC - corresponde à tensão de alimen tação;

GND - aterra mento;

PC6/Reset
-
É
usado
co mo
um
pino
de
I/O,
cu ja s
características elétricas diferem dos outros pinos do PORTC.
34
O PC6 é usado co mo u ma entrada de Reset. Um nível de
tensão mais baixo neste pino por u m período maior que u ma
deter minada largura de pulso, produzirá reset, mesmo que o
clock não este ja rodando;

AVCC – Para tensão de alimentação do conversor A/D. Deve
ser conectado externa mente ao VCC, mesmo se o A/D nã o
estiver e m operação. Caso A/D estiver operando e mprega-se
u m filtro entre este pino e o VCC;

ARREF – Para tensão de referência analógica do conversor
A/D.
As características de tensões e correntes de funcionamento do
microcontrolador At mega8 segundo a ATMEL (2010) são:

Tensão - 2.7 - 5.5V (ATMEGA8L);

Tensão - 4.5 - 5.5V (At mega8);

Consu mo de energia e m 4 MHz, 3 V, 25 º C;

Ativos: 3,6 mA;

Modo Idle: 1,0 mA;

Modo de alimentação para baixo: 0,5 u A.
2.3.4 Diagrama de Blocos do At mega8/ 8L
Para co mpreender o diagrama de blocos (CPU) do AVR e a
estrutura interna e os periféricos do At mega8/8L são mostrados n a
figura 12. Charles Borges de Lima (20 09, p.9; 10) afirma:
A Uni dade de Pr oce ssam ent o C ent ral ( CPU) t em com o
pri nci pal at iv i dade a corret a ex ecução do pr ogram a, quai s o s
ace sso s a s m em óri as, cál cul os, c ont rol e s peri f éri cos e a s
i nt errupçõe s. O núcl eo AVR obt ém um conj unt o de i n st ruçõ e s
com 32 re gi st rad ore s de t rab al ho, q u e e st ã o l i gado s
di ret am ent e a Uni da de Lógi ca Ari t m ét i ca (ULA), a ssi m
perm i t e-se qu e d oi s regi st rador e s i nd e pend ent e s sej am
ace ssad o s, com um a si m pl es i nst ruç ão em um úni co ci cl o de
clock. Sei s d o s 32 r egi st r ador e s p odem ser u sa do s com o
regi st ra dore s de en dereç am ent o i ndi ret os de 16 bi t s
(pont ei ro s de ace sso de da do s). Um dest es p ont ei ro s d e
dado s p ode- se ut i li zar para ace ssar t abel a s de m em óri a f lash.
Est e s re gi st ra dore s ci t ado s de 1 6 bi t s são d e nom i nados X, Y e
Z.
35
Fi g u ra 12 – Di ag rama d e Bl o co s Atm e g a8/ 8l
F ont e: Atm el (2011).
2.3.5 Siste ma Clo ck
A figura 14 mostra que todos os clo cks tê m a necessidade de
sere m ativados e m algu m mo mento, sua finalidade é reduzir o consu mo
de potência e deter minar quais os “ módulos de clock pode m ficar
suspensos usando diferentes modos de programação”. As opções d e
clock do At mega 8/8L mostradas na figura 13 são: a) cristal ressonador
cerâ mico externo, cristal de baixa frequência externo, b) oscilador RC
36
externo, c) sinal de clock e xterno e ressonador RC interno. O oscilador
do sistema clock interno elimina a necessidade de componente s
externos econo mizando espaço, mas so mente pode ser usado quando o
clock não necessita ser preciso. Sua programação opera na casa
1MHz, 2 MHz, 4MHz ou 8 MHZ (LIMA, 2 009, p.16).
F ig u ra 13 – F o n tes Extern as d e Cl o ck d o AVR At meg a8: a) C ri stal ,
b ) Red e RC e c)Si n al Extern o .
F ont e: Atm el (2010).
A figura 14 mostra os co mponente s do Sistema de Clo ck do
At mega 8/8L.
F i g u ra 14 – Di stri b u i ção Cl o ck
F ont e: At m el (2010).
37
2.3.6 Co mparador Analógico
O co mparador analógico te m a funçã o de co mparar o valor de
u ma tensão de entrada positiva no pino PB0 (ICP1) co m valor de
tensão na entrada negativa no pino PB1 (OC1A). Deste modo se a
tensão na entrada for positiva PB0 e maior que tensão negativa PB1, o
co mparador analógico inicia uma interrupção. Na saída do co mparador
pode se ajustar a for ma de disparo das interrupções e escolher as
“forma s de disparo por ra mpa de subida e descida ou pela variação do
nível lógico da saída” (SHUNCK; LUPPI, 2001, p.56).
2.3.7 Watchdog
O watchdog ou (Cão de Guarda) te m co mo função de proteger o s
trava mentos de software. Segundo SHUNK et al. (2001, p.59).
O s t rav am ent os ocorrem por progr am as mal escri t os, de st e
m odo “o w at chdog t rabal h a da se gui nt e f or m a: def i ne-se um
t em po para seu t imer ”, ca so e st e t imer se e sg ot e o w at chd o g
reset a o m i crocont rol ador. Ma s par a q ue o t imer não se
esgot e, o pro gram a u su ári o dev e reset ar “o t imer d o w at chdo g
ant e s d o e st o uro”. Se o progr am a t rav ar o “t im er de w at chdo g
não será r e set ad o, oca si o nan do a r ei ni ci ali zação d o
di spo si t iv o”.
O timer do watchdog trabalha com oscilador de clock 1MHz,
so mente para seu funciona mento, o q ue pode ser visualizado na figura
14.
2.3.8 Reset
Charles Borges de Lima (2009, p.9; 10) afirma que: “durante o
Reset, todos os registradores de entrada e saídas são ajustados aos
seus valores default ”. Assi m a partir do vetor de reset, cu jo valor é
zero, o progra ma
imediata mente
(ATMEL, 2010).
co me ça a ser
inicializadas
quando
executado.
u ma
fonte
“As portas I/O
de
reset
é
são
ativa”
38
Após o reset, o microcontrolador fica se m atividade por alguns
instantes, graças a um atraso interno, desta for ma o reset se manté m
por
um pequeno
alimentação
pode
período
de
alcançar
te mp o.
um
Deste
nível
modo,
a
estável ”
“tensão
antes
de
de
o
microcontrolador iniciar sua operação (LIMA, 2009, p.17).
Os microcontroladores da ATMEL (2010) possuem quatro fonte s
distintas de Reset:

Reset após a alimentação (Power- on-Reset) - ocorre na
energização enquanto a fonte esti ver abaixo do limiar de
Power-on-reset ( V P O T );

Reset e xterno – ocorre quando um ní vel baixo está presente
no pino de reset durante mais do que u m deter minado período
de te mpo;

Reset do Watchdog – Quando o watchdog está acionado e o
timer (te mporizador) estoura, há então reset;

Brow-out-Reset – ocorre quando a ten são de alimentação ca i
abaixo do valor definido para Brow-out-Reset (V B O T ) e seu
detector estiver habilitado.
2.3.9 Modo Sleep
O modo sleep te m co mo funcionalidade “habilitar o desligament o
dos módulos que o microcontrolador não utiliza, a finalidade é a
econo mia de energia” (LIMA 2009, p .18). O modo sleep te m grande
importância de tal forma que recebe um código de instrução exclusivo.
O AVR po ssui cinco modos e segundo Lima (2009, p.18) são:

Idle – A CPU é parada, mas SPI , USART, co mparado r
analógico, A/D, Interface serial, contadores/te mporizadores,
watchdog e o siste ma de interrupção continuam operando;

Redução do Ruído do A/D - A CPU é parada, mas continua m
operando
o
A/D,
as
interrupções
externas,
o
te mporizador/contador2 e o watchdo g (se habilitado). Est e
39
modo é e mpregado para reduzir ruído para o A/D e garantir
sua alta resolução;

Power-Down – o oscilador externo é parado, mas continua m
operando a interface serial, as interrupções externas e o
watchdog se habilitado;

Power-Save
–
igual
ao
Power-Down
co m
a
e xceçã o
contador/te mporizador 2 operando assincronamente;

Standby – é igual ao Power-Down co m a e xceção que o
oscilador é mantido funcionando, so mente para oscilador
externo a cristal ou ressonante cerâmico. O microcontrolador
acorda do sleep e m seis ciclos de clock.
2.3.10 Me mórias At mega8
A arquitetura de hardware AVR possui dois espaços de me mória
principal, a me mória de dados e do espaço de me mória do progra ma .
As caracteristicas princi pais das me mórias do AT mega8 segundo a
ATMEL (2010) são:

SRAM – possui 1024 bytes acessíveis por meio dos seguintes
modos
de
endereço:
direto,
indireto
co m
desloca mento ,
indireto co m pré-redução e indireto co m pós-incre mento .
Trinta
e
dois
bytes
da
SRAM
são
reservados
aos
registradores do At mega8 e sessen ta e quatro, para o s
registradores de entrada e saída;

FLASH – o At mega8 possui 8K Bytes de me mória Flash. Sua
autono mia é de pelo meno s 10.00 0 ciclos de gravação/
apaga mento. Todas as instruções do AVR são de 16 bits o u
32 bits;

EEPRO M - possui 512 bytes é organizada separadamente, ou
seja,
cada
byte
eletricamente,
pode
me smo
ser
lido
após
ou
o
escrito
individual
desligamento
microcontrolador, os dados não são perdidos.
e
do
40
2.4 REDES DE CO MUNICAÇÃO
Neste ite m será abordada a evolução das co municações se m fio,
dentre u ma introdução teórica de co municação Wireless e seus padrõe s
e a tecnologia Wi-Fi que será utilizada neste projeto.
2.4.1 Siste ma W ireless
Co m a Era da Infor mação nos dias atuais vivencia-se uma
necessidade e u ma grande dependê ncia das co municações virtuais
entre pessoas co mpartilhando dados, infor mações e até ativando outra s
tecnologias em meio virtual. Entre as tecnologias de comunicação, a
tecnologia wireless consiste e m u m siste ma de co municação o qual se
utiliza ondas eletromagnéticas para transmitir informações ou dados
através do a mbiente não utilizando cabos.
Segundo Monteiro (2000, apud RODRIGUES, 2004, p.836) po r
rede sem fios se entende uma rede que utiliza ondas eletromagnéticas
co mo meio de transmissão da infor mação, através de u m canal que
interliga os diferentes equipamentos móveis presentes na me sma.
Inicialmente essa tecnologia de comu nicação wireless co me çou
a ser desenvolvida pelos pesquisadores da Be ll Laborator ies co m a
concepção do conceito de co municações celulares na década de 60.
As redes se m fio surgiram nu m mo mento e m que diversa s
aplicações de co municações wire less estava m se desenvolvendo, entre
as quais pode se citar: telefones sem fio, telefonia celular, sistemas de
segurança
e
sistemas de
auto ma ç ão
residencial, tema
que
será
abordado neste projeto.
Ao longo dos te mpos surgiram outros sistema s de co municações
wireless mais voltados para a telefonia se m fio e rede de computadores
co m ne cessidades distintas conforme a
transmissão de
dados e
informações de u m equipa mento p ara outro, co m a intenção d e
padronização da rede. Segundo Daniel B. S. Oliveira, et al. (2007, p.4)
são elas:
41

WPAN (Wirele ss Personal Area Net work) - são redes d e
tecnologias wireless de pequeno alcance (entre 10 a 100
metros). É u m padrão para redes locais, definido pelo IEEE
802.15, para o endereça mento de red es se m fio que utiliza m
dispositivos
portáteis
ou
móveis
t ais
co mo
PCs,
PDAs,
periféricos, celulares, pagers e entre outros;

WLAN
(Wireless
Local
Area
Network)
-
são
redes
de
tecnologias sem fio destinadas à interligação de redes locais
co m alcance entre 100 a 300 metros. Trata-se de u m padrã o
imple mentado co mo e xtensão ou alternativa para as redes
co m cabea mento convencional (par trançado ou fibra óptica);

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) - destinadas a
acessos de banda larga de grande alcance para áreas
metropolitanas, com alcance e m torno de 6 km;

WWAN (Wireless W ide Area Network) - destinadas a redes de
telecomunicações e m longa distância, serviços de voz e
dados.
Depois de relatados alguns sistemas se faz necessário entender
melhor o que significam os padrões e normas referentes à tecnologia
wireless.
2.4.2 Normas WLAN
As tecnologias de rede se m fio na co municação não difere m d e
outras tecnologias, pois ta mbé m fo ra m criados padrões e nor mas
internacionais. No Brasil existe um ó rgão regulamentador, a Agência
Nacional de Telecomunicações (An atel), que determina regras da
co municação de redes se m fios. Mas para a operação de faixas de
frequência não se necessita de licença de instalação ou operação da
rede sem fio na parte residencial, já e m contra partida no ramo d a
co mercialização, no Brasil há necessidade da licença na Anatel.
42
2.4.3 Bluetooth
A
Nor ma
Bluetooth
I EEE
802.15
(Wireless
Personal
Are a
Networks – WPAN) surgiu co m a ideia de mini mizar problemas d e
conectividade entre aparelhos portáteis, do mésticos e de infor mática.
A história do significado “Bluetooth ” ve m de u m viking, o Rei da
Dinamarca, Harald “Bluetooth ” Blatand no período entre 940 a 981 d.C,
que ganhou esse apelido Bluetooth (d ente azul) pela coloração azulada
de sua arcada dentária. Deste modo o no me Bluetooth foi escolhido
para denominar a tecnologia, por meio que Rei da Dinamarca era “um
unificador que usava diálogo como est ratégia” (RUFINO, 2007, p182).
A Nor ma Bluetooth iniciou seu desenvolvimento e m meados de
1994, pela multinacional das comun icações Ericsson. As primeiras
pesquisas foram realizadas 1998, por cinco grandes companhias:
Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba. “Esse grupo formou o consórcio
Bluetooth Special Interest Group. Ho je, esse consórcio inclui mais de
2000 e mpresas e to ma as rédeas do desenvolvimento do padrão”
(OLIVEIRA et al., 2007, p.5).
As aplicações são diversas podendo ser encontrada em meios
do mésticos, na infor mática para transmitir dados e voz e principalment e
e m aparelhos portáteis e dispositivos móveis co mo celulares, PDA,s e
co mputadores portáteis.
Sua faixa ISM (Industria l, Scient if ic, Medical) é centrada na
frequência 2,4GHz. Nesta frequência pode m surgir problemas d e
“interferências inerentes” co m outra s tecnologias que utilizam as
mesmas fai xas de radiofrequência. Nos países da Europa e Estados
Unidos as faixas ISM variam entre 2400 a 2483,5 MHz. No Japão, a
faixa varia de 2400 a 2500 MHz ( OLIVEIRA et al., 2007, p.5). O s
equipamentos dispõe m de diferentes potências e alcance, e m funçã o
de três classes distintas conforme a ta bela 1:
43
Tabela 1 – Potências e área de cobertura.
F ont e: Segura nça em rede sem f i o ( RUF I NO , p. 182, 200 7).
A co municação Bluetooth entre dispositivos é por via canal FHCDMA (Frequency Hopp ing - Code-Division Mult iple Access). Onde u m
transmissor envia um sinal a uma sé rie randômica de frequências de
rádio e um receptor capta o “sinal sincronizando” com o transmissor. A
mensage m só é recebida co m ê xito após o receptor reconhecer a série
de frequências pelas quais o transmi ssor envia o sinal (OLIVEIRA et
al., 2007, p.5).
Uma rede Bluetooth pode ser compost a em até oito dispositivos,
sendo u m dispositivo master (concentrador) e sete dispositivos clientes
(slaves). Essa rede é deno minada de Piconet (RUFINO, 2007, p.183).
Para OLIVEI RA et a l. (2007, p.5):
Um a rede pode ser f orm ada por div erso s mast ers (com um
núm ero m áxim o de 10) m axim i zando o núm ero de co nex õe s. A
band a é div i di da em 79 port ador a s e spaç ada s de 1 MHz ,
po ssi bi l it ando a ssi m um di spo si t iv o t ransm i t ir em 79 dif erent e s
f requênci as. Pa ra m i nimi zar as i nt erf erênci as, o di spo si t iv o
mast er, dep oi s de si ncro ni zado, pod e m udar as f requ ênci a s d e
t ransm i ssão d o s seu s sl aves por at é 160 0 v eze s por seg und o .
Em rel ação à sua v el oci dade pode ch e gar a 72 1 kbp s,
po ssui ndo t rê s ca nai s de v oz.
Na figura 15 pode ser visto um e xe mplo de u ma Piconet:
Fi g u ra 15 – Pi co n et
F ont e: T echRepu bl i c (2012).
44
“O canal (FH-Bluetooth Channel) está ligado a uma Piconet, o u
seja, u ma rede, e se identifica pela sequência de frequências e també m
pelo relógio do dispositivo mestre”. Deste modo o dispositivo tem
função de controlar o tráfego na Pico net e o controle de acesso. Logo
para
impedir
a
colisão
por
causa
de
múltiplas
transmissões d e
dispositivos escravos, o dispositivo mestre faz uso da técnica Polling .
Assi m só u m dispositivo indicado no slot “ mestre para escravo”,
transmitirá no slot “escravo para mestre”. Os diferentes modelos de
links pode m ser inseridos entre diferentes pares de master e slave e m
u ma mesma Piconet e o modelo de link poderá mudar de mod o
arbitrário em u ma se ção. Conectad o a u ma Piconet, o dispositivo
co munica-se por meio de dois tipos de links que segundo OLIVEIRA e t
al. (2007, p.6) são:

Synchronous Connect ion Or iented (SCO) - é u m link ponto a
ponto entre master e slave, usado na transmissão da voz;

Asynschronous Connect ionle ss (ACL) – link que faz cone xã o
mo mentânea entre máster e qualquer slave de u ma Piconet, é
utilizado para transmissão de dados.
O Bluetooth é uma tecnologia que elimina a utilização de cabos
para transferência de dados de um equipamento a outro, mas su a
limitação está nas distâncias entre dispositivos e sua segurança que é
limitada, “certamente à medida que este padrão se tornar mais popular
surgirão aplicações de autenticação e auditorias para esses a mbientes”
(RUFINO, 2007, p.183).
2.4.4 Home RF
A tecnologia Home RF utiliza o protocolo SWAP – Shared –
Wireless Access Protocol, desen volvido pelo Home RF Working Group
do IEEE.
O Ho me RF (home radio frequency) é mais utilizado no meio
do méstico, sua banda de frequência opera na faixa de 2,4 GHz e utiliza
a técnica FHSS (Frequency Hopp ing Spread Spectrum). Sua grande
utilização em meios de co municação se m fios é em projeto s de
45
auto mação residencial e entretenime nto. Opera-se na “velocidade de
1,6 Mbps na versão 1.0 e até 10 Mbps na versão 2.0” (RODRIGUES,
2004, p.837).
2.4.5 Wi-Fi
O Wi-F i Allian ce se de staca no mo men to co mo a tecnologia mais
usada nas redes se m fio. Sua especificação é dada pela nor ma 802.11
do IEEE- (O Inst itute of Eletr ical an d Eletronics Engen ieers) e pelo
protocolo de segurança WEP (Wired Equ iva lency Protoco l).
As redes Wi-F i já designada co mo ma rca foi licenciada pela WiFi Alliance tecnologias de rede sem fio (WLAN) do padrão IEEE 802.11,
“o termo Wi-F i foi escolhido como u ma forma de brincadeira ao termo
"Hi-F i”, mas muitos acreditam que o termo Wi-F i ve m de W ireless
Fidelity, mas Alliance não o reconhece (OLIVEIRA et al., 2007, p.4 ).
A for ma de cone xão W i-F i é si mples, necessita ter um ac ces s
point que pode ser doméstico ou de um local público como shopp ings e
aeroportos, geralmente nestes locais o uso é gratuíto ou cobram taxa s
confor me o te mpo de uso. O usuário necessita portar u m dispositivo de
conexão co mo tablet, notebook e lapt ops co m capacidade de cone xã o
de rede se m fio no padrão (802.11b, a ou g). Outras for mas d e
utilização da rede Wi-F i nas co municações internas das e mpresas são :
telefonia, intranet, e equipa mentos q ue se necessita mobilidade. Na
parte residencial a grande inovação da co municação Wi-Fi é n a
auto mação residencial como será abordado neste projeto.
2.4.6 Padrões Wi-F i
Os padrões determinados para rede Wi-Fi referente a norma s
IEEE (Inst itute of Electr ical and Ele tronics Eng ineers) 802.11 e e m
conjunto co m o protocolo de segurança WEP (W ireless Equ ivalence
Pr ivacy) deter mina m a segurança da rede sem fio e da rede com cabos.
A
rede
Wi-F i opera
na
faixa
de
2,4
a
5
GHz
e
per mite
qu e
co mputadores e dispositivos entrem e m co municação e m rede co m
46
velocidades até 54 Mbps num alcance de até 150 metros, por meio de
padrões 802.11 e após 802.11b e 802.11g e por seguinte a 802.11a,
que supera e m até cinco vezes mais a capacidade de largura de banda
dos 802.11b. A tabela 2 mostra os padrões 802.11 e suas principais
características.
T abela 02 - Padrões
F ont e: Uni v ersi dade de Bra sí l i a - Depart am ent o de Ci ênci a da Com put açã o — CI C.
Padrõe s p ara Re de s Sem F i o (I EEE 802. 11x W LAN, 2006).
Segundo Nakahati, Oliveira e Lima (2006, p.5) os padrões
802.11 apresenta m as seguintes características:

802.11 - Em 1997 o IEEE retificou a nor ma especificando uma
taxa de transmissão entre 1 a 2 Mb ps. Opera na banda d e
frequências de 2,400 a 2,4835 GHz;

802.11b
-
Foi
ratificado
em
1999,
utiliza
espalhament o
espectral por sequência direta (DSSS – Direct Se quence
Spread Spectrum) que usa transmissã o aberta (broadcast) de
rádio, no Brasil opera na frequência de 2,4000 a 2,4835 GHz,
14 canais com u ma capacidade de transferência de 11 Mbps,
sendo 11 canais distintos e 3 sem sobreposição. “Esta taxa
pode reduzir a 5,5 Mbps ou até menos, dependendo das
condições
do
a mbiente
no
qual
as
ondas
estão
se
propagando" como, por exe mplo: paredes, interferências, e
entre outros;

802.11g - sua única diferença e a velocidade que alcança 54
Mbps frente 11 Mbps do 802.11b, os de mais dados sã o
iguais, a grande vantage m que este padrão que
coexiste m no me smo a mbiente;
(g e b )
47
802.11a – Este padrão de banda é em 2,4GHz, foi criado para

WLAN a ser utilizado nos Estados Unidos. Utiliza a frequência
de
5GHz,
onde
a
interferência
não
é
problema.
Co m
frequências mais altas, este padrão é quase cinco vezes mais
rápido, atingindo respeitáveis 54 Mbps. Sua diferença e m
relação ao 802.11b é que oferece um significativo aumento n a
quantidade de clientes conectados, pode chegar a 64 e ainda
a chave usada co m (W EP) chega a 2 56 bits. Outra vantage m
é adoção do tipo de modulação OFDM, diferente mente d o
DSSS
usado
802.11b
e
a
quanti dade
de
canais
não
sobrepostos disponíveis, num total de 12 diferentemente dos
3 canais livres nos padrões 802.11b e 802.11g, além oferecer
a cobertura e m u ma área maior. A desvantage m do 802.11 é o
problema de ine xistência de co mpati bilidade com o padrão
atual 802.11b.
Alé m dos padrões usuais citados e xist e m novos padrões de rede
se m fio co m suas particularidades e de pouca divulgação. Estes
padrões
oferecem
características
a
serem
“integrados
a
uma
autentificação robusta e flexível ”, são os padrões 802.11i, 802.1n e
802.1x (RUFINO, 2007, p. 27; 28).
2.4.7 Segurança na Rede Wi-F i
A segurança e m u ma Rede Wi-F i é de essencial importância,
pois
por
meio
da
rede
são
tran smiti das
informações
e
dados
confidenciais, e para que a rede não sofra invasões foram criadas
técnicas seguras que proporcionam segurança as redes wireless e d o
Padrão
Wi-F i.
Segundo
Eduardo
Moraz
(2006,
p.103)
dentre
as
técnicas pode-se citar:

SSID da W LAN – SSID é no me dad o a rede abrangida por
(Access Po int), que é espécie de HUB se m fio. Para que um
co mputador se conecte a esse HUB é preciso saber o no me
da rede que ele representa (SSID do AP). Ao configurar o AP,
48
pode-se impedir que o no me do identificador da rede wireless
(SSID - Service Set IDent if ier) seja re tornado a outro usuário
qualquer,
de
modo
auto mático.
Se
o
usuário
não
te m
conhecimento do SSDI da rede wireless, não poderá conectar
- se por meios usuais. Outra for ma é desabilitar o AP (Accep t
Broadcast SSDI) para que não retorne ao SSDI. Existe m
programas que pode m recuperar o SSDI de rede local,
deno minados sniffers, os quais tê m co mo função recuperar
informações trafegadas e m redes wir eless, mas se m uso d e
criptografia para transição de dados entre as estações. Dest e
modo para configurar u ma nova esta ção wireless cu jo SSDI
esteja oculta é necessário consultar a rede W LAN para inserir
manual mente
o
no me
correto
do
SSDI,
ou
abrir
as
configurações de rede de uma máquina que pertence à rede
local;
 MAC – O MAC Address é u m endereço físico único (número
único) definido pelo fabricante e controlado pelo Institute of
and Eletron ics Eng ineers (I EEE). “Esse nú mero teorica ment e
per mitiria identificar de forma inequívoca um equipa mento e m
relação a qualquer outro fabricado mundialmente, do mesmo
ou de outro fornecedor” (RUFINO, 2007, p.32). Mas em
algumas placas esse nú mero vinha igual, principalmente na s
placas
mais
antigas,
de
modo
que
era
necessário
um
programa fornecido pelo fabricante para cadastrar um MAC
único. Ao configurar uma rede wireless co m a presença do AP
(Access Po int) deve-se programar o método de segurança por
meio da inserção do endereço MAC de cada placa de rede
se m fio que participará da W LAN. Deste modo só pode m
acessar a W LAN os co mputadores q ue tiverem o endereço
MAC de suas placas de rede pré-configuradas no AP.
Após as citações sobre configuração de segurança SSDI e MA C
se faz nece ssário verificar as limitações de segurança, pois e xiste m
for mas de descobrir o SSDI e o endereço MAC. Órgãos internacionais
responsáveis pelos padrões Wi-Fi, criara m protocolos de segurança de
49
redes que garantem sua segurança. No próxi mo item serão descritos os
principais protocolos para rede Wi-Fi.
2.4.8 Protocolos de Rede Wi-F i
A ferra menta W EP (Wireless Equ ivale nce Pr ivacy) foi o primeiro
protocolo que fez parte da norma IEEE 802.11 desenvolvido para
assegurar a segurança na transmiss ão de dados e m rede wire less .
Suas principais funções segundo Nuno Gonçalves Rodrigues (2004,
p.840) são:

Controle
de
acesso
a
rede
se m
fios,
por
meio
de
autenticação, so mente o usuário co m a chave correta te m
acesso à rede;

Fornecer privacidade nos dados, que são transmitidos na rede
se m fio, por via da chave de acesso co rreta.
O W EP tem co mo base o algoritmo criptografado de “chave
simétrica (RC4) de 40 e 104 bits”. Mas as chaves enviadas são de 64 a
128 bits, por existir 24 bits a mais, re ferentes ao vetor de inicialização
do protocolo W EP, ou seja, respectiva mente 64 e 128 bits ou W EP e
W EP2 (MORAZ, 2006, p.106).
Após as primeiras experiências com W EP foram diagnosticadas
falhas existenciais no algoritmo (RC4) co m a troca ou rotatividade das
chaves gerando u ma alteração da chave de 24 bits, verificou-se que
havia u m te mpo de vida má xi mo da chave, ou se ja, ela se repetia por
algumas horas apresentando vulnerabilidade.
Verificadas
estas
falhas
foi
criado
um
novo
protocolo
de
segurança para rede Wi-Fi, o W PA.
O protocolo W PA (Wireless Protected Access) inclui mecanismo s
de protocolo de integridade de chave te mporal TKIP (Temporal Key
Integrity Protoco l). O W PA atua em duas áreas distintas, as quais
visam “substituir completa mente o WEP e trata da cifração dos dados
co m o ob jetivo de garantir a privacidade das informações trafegadas” .
A segunda área foca na autenticação do usuário, técnica não utilizada
50
pelo W EP e utiliza padrões de 802.1x e EAP (Extensible Au thent icat io n
Protocol) (RUFINO, 2007, p. 35).
O maior problema encontrado na questão de sigilo no W EP se
refere
aos
encontrada
“ mecanismos
foi
avançar
de
nos
criptografia
pontos
utilizados”.
mais
fracos,
A
quais
solução
seja m
a
co mbinação de algoritmo e te mporalidade da chave. Os protocolos
usados para cifrar as informações p ode m ser de dois tipos: o W PAPSK,
que
é
cha mado
de
master,
sua
responsabilidade
é
reconhecimento do equipa mento pe lo concentrador e servidor de
autenticação
RADIUS
conhecido
co mo
“infra-estrutura”,
como
um
“equipamento adicional”.
O método de chave co mpartilhada no W PA é determinado pelo
protocolo TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), sua responsabilidade
é deter minada pela gerência das chaves usadas pelos equipa mentos de
co municação. “O TKI P se inicia com u ma chave te mporal de 128 bits,
partilhada entre os clientes e os pont os de acesso (acess po ints)”. O
protocolo pactua a chave temporal co m o endereço MAC, assi m
acrescenta u m vetor de inicialização que produz a chave com a qual os
dados serão cifrados. Deste modo se assegura que cada estação usa
diferentes sequências de chaves para cifrar os dados. No TKIP utilizase o RC4 para operar a cifragem. As vantage m co meça m pela
facilidade de imple mentação, o baixo consu mo de recursos e a
alteração das chaves temporais acontecendo a cada 10.000 pacotes,
co mo
meio
de
prover
a
segurança
das
infor mações
trafegada s
(RODRIGUES 2004, p.841).
O nível de autenticação do W PA insere padrão 802.1x, co m
diferentes métodos disponíveis de EAP quais seja m: EAP-TLS, PEAP,
EAP-TTLS, LEAP e entre outros. As características de cada métod o
segundo Rodrigues, (2004, p.842) são:

EAP-TLS
–
utiliza
certificado
TLS
de
cha ve
pública,
autentificação cliente versus ponto de acesso, a necessidade
de
certificações
digitais
assinados
por
autoridade
certificadora (AC). Outras funções são: troca das chaves para
51
W EP e TRIP dinâmicos, a fragmenta ção, reasse mblage m d e
mensagens EAP e a recuperação rápida de ligação perdida;

PEAP – desenvolvido e m con junto pe la RSA Secur it y, Cisco
Systems e M icrosoft Corporat ion. Adiciona “u m ní vel TLS par a
autenticar servidor de autentificação no cliente, mas não o
inverso”.
Suas
autentificação
funções
de
em
mensagens,
relação
cifrage m,
EAP-TLS
são :
mensagens
e
autentificação servidor (radius) para o cliente;

EAP-TTLS – é atual mente draft do IET F, a autoria pertence às
organizações Funk Software e Cert ico m. Muito se melhante ao
PEAP, estabelece u m túnel TLS de certificação segura para
autentificação entre cliente e servidor (radius). A diferença
entre PEAP e EAP-TTLS e no método utilizado adicional ment e
ao
EAP.
No
PEAP
é
EAP-GTC
ou
EAP-MDS
co m
login /password. No EAP-TTLS, após a utentificação do lado do
servidor TLS imple menta-se o método EAP ou mecanismos d e
autentificação
tradicionais,
PAP
ou
CHAP
co m
login /password;

LEAP – de senvolvido pela Cisco Systems, o algoritmo d e
autentificação corre sobre o padrão 802.1x. Suas funçõe s
são:
autentificação
mútua,
chaves
W EP
dinâmicas
por
utilizador/sessão, suporta protocolo TKIP, sendo método d e
autentificação por par login/password e m vez de certificados
digitais. Este por sua vez está mais vulnerável a ataques, em
que o invasor age na quebra chave W EP para descobrir as
senhas. Deste modo obriga-se a gerar senhas muito longas,
grandes e co mplexas a fi m de di minuir os problemas.
Após os fatos e comentários sobre WEP e W PA, o IEEE órgão
que controla a segurança de redes el aborou u m novo padrão wirele ss
totalmente seguro, o IEEE 802.11i. Este padrão chamado de W PA2 usa
protocolo AES ( Advanced Encrypt ion Standard) de criptografia. Suas
características são: u m mecanismo de cifragem forte e gerência chave s
de tamanhos 128, 192 a 256 bits. Mais seguro que o TKIP, que usa
sistema RC4. O W PA2 exige mais processa mento e algu mas placas
52
mais antigas não o suportam, ne m mesmo atualizado o firmware. No
quadro 02 é feita comparação entre os protocolos W EP e W PA:
Qu ad ro 02 – Co mp aração WEP/ WP A
F ont e: Rodri gues ( 200 4).
2.4.9 Vantagens no uso de Rede W i-Fi
As vantagens da rede wireless co m padrão Wi-Fi se refere m a
mobilidade e a conveniência. Atualme nte os sistema s de co municação
se m fio, (WLAN) têm se destacado prometendo serviços de transmissão
de dados de alta velocidade. O desenvolvimento dos padrões d e
co municação
móvel se m fio está
migrando agora para fora da s
indústrias e m direção ao dia-a-dia das pessoas co m cu sto mais
acessível.
A intenção principal citada para a adoção do sistema de Wi-F i
neste pro jeto foi pesquisar u ma melh or mobilidade (acess points) ao s
usuários, com o intuito de melhorar o conforto e o requinte das
instalações de iluminação.
53
2.5 CONJUNTO S INTEG RADO S AO PROTÓTIPO
Este ite m se refere aos co mponent es eletrônicos usados ou
integrados no protótipo de Auto mação Residencial.
2.5.1 Display Touch Screen
A tela Touch Screen (tela LCD sensível ao toque) també m
deno minada de Ecrã multi-táctil ou tela Multi-Toque “consiste em u ma
tecnologia de interação home m e co mputador nu m ecrã táctil ” que
identifica múltiplos contatos em si multâneo por via das mãos e m u ma
manipulação direta na tela ou no toque no dispositivo (KOLTEY, 2009).
Existe m diferentes for mas e for mato s de telas touch screen,
desde pequenas co mo celulares a maiores no tamanho de mesas o u
paredes numa superfície de vidro ou acrílico onde se projeta as
imagens e desta for ma de interação ho me m co mputador por via de ecrã
táctil ou toque se estabelece os coma ndos em si multâneo. Existe m três
sistema s básicos de
reconheci ment o
de
toque
das pessoas no s
disp lays touch screen [...]. (HOW STUFFW ORKS, 2012), os quais são:

Siste ma Resistivo – formado por um p ainel de vidro com dua s
ca madas, u ma condutora e outra re sistiva. Estas ca mada s
são separadas por espaçadores e u ma ca mada de proteção .
O funcionamento se deter mina pela corrente elétrica que
atravessa as duas camadas. Quando o usuário toca na tela as
duas ca madas faze m contato no pon to tocado, deste mod o
cria-se uma mudança de ca mpo elétrico. Após o toque surge m
as coordenadas do ponto de contato , o qual é reconhecido
pelo computador e calculado. Reconhecidas as coordenadas o
driver traduz o toque para que o sistema operacional entenda
os movi mentos e dete mine a s ações;

Siste ma Capacitivo – formado por u ma ca mada que ar mazen a
a carga elétrica sobre o painel de vidro. Seu funcionament o
se destaca quando o usuário toca no painel é transferida uma
carga elétrica para o usuário, de mod o que a carga sofre uma
54
mudança e o corre u ma di minuição na capacitância. Essa
diminuição é medida por circuitos situados e m cada cant o
inferior do monitor. Deste modo o co mputador calcula as
diferenças relativas de cada canto, e xata mente onde houve o
toque. Após o cálculo são transmitidas as informa ções para
software do touch screen;

Onda acústica de superfície – são dois transdutores, u m
receptor e outro de envio, posicionados nos eixos X e Y d a
placa do monitor. Outro componente sobre o vidro são os
refletores, que refletem os sinais elétricos de u m transdutor a
outro. A função do transdutor é ind entificar onde houve o
toque
na
tela
e
sua
localização.
Após este
evento
se
transmite as informações para o sof tware.
As principais diferenças entre os três sistema s são, no resistivo
e no de onda acústica qualquer material pode ser usado para efetuar o
toque na tela sem maiores interferências, já o capacitivo necessita do
condutor, por meio os dedos, para efetuar o toque.
A
pioneira
em
de senvolver
este
tipo
de
tecnologia
em
equipamentos foi a IBM que co meço u a desenvolver estes tipos de
telas sensíveis ao toque na final da década de 60 (BUXTON, 2012).
Para a utilização deste tipo de equipa mento precisa-se de u m
sistema operativo ou u m siste ma oper acional que é u m progra ma ou u m
conjunto de progra mas cu ja função é gerenciar os recursos do siste ma
(definir qual programa recebe atenção do processador, gerenciar a
me mória, criar um siste ma de arquivos, entre outros), alé m de fornece r
u ma interface entre o computador e o usuário. É o primeiro programa
que a máquina executa no mo mento e m que é ligada “num processo
cha mado de bootstrapp ing ” e, a partir de então, não deixa de funcionar
até que o co mputador se ja desligado. O siste ma operacional reveza
sua e xecução co m a de outros progra mas, “co mo se estivesse vigiando,
controlando
e
orquestrando
(LAUREANO ; OL SEN, 2010, p.1).
todo
o
processo
co mputacional”
55
2.5.2 Módulo ON/OFF
Os Módulos ON/OFF te m co mo funçã o receber sinais de rádio
frequência de controles inteligentes co mo, Touch panel, PC e de mais
dispositivos. Sua co municação é por r ádio frequência por protocolos my
way e binária. Os modo s de atuaçã o se refere m a vários tipos d e
cargas
dentre
as
quais
as
referentes
à
iluminação,
lâmpada s
incandescentes e reatores co m cara cterísticas de carga resistiva ou
indutivas [...]. (AJUSTE FINO, 2012).
2.6 LINGUAG EM DE PROG RAMAÇÃO
2.6.1 Introdução
O conjunto de instruções de u m d eter minado processador é
cha mado de linguagem de progra mação. Sua fun ção é facilitar o
“desenvolvimento
dos algoritmos d esejados e
a
interface
home m
máquina, e por consequência tornar os programas menos suscetíveis a
erros” (POLLONI; FEDELI; PERES, 20 10, p.61).
Exe mplos desta evolução são a s linguagens Cobol e Fortran qu e
do minava m e m a mbientes diferenciados. A linguagem Cobo l tinha co mo
característica atuar em a mbientes de programação co mercial de edição
e movi mentação de ca mpos, já a Fortran era u ma linguagem orientada
para cálculos mais co mplexos (POLLO NI; FEDELI ; PERES, 2010, p.61).
Segundo a IBM as linguagens de programa ção pode m ser
classificadas de acordo com os seguintes critérios:

Linguagens de baixo nível - Assembly;

Linguagens não estruturadas – Cobol e Basic;

Linguagens proceduais - C, Pascal, Fo rtran, ADA, Modula;

Linguagens funcionais - Plolog, Lisp, e Sheme;

Linguagens orientadas a obje to – Simula, Smaltalk, C++ e
Java;

Linguagens específicas - SQL, Clipper;
56

Linguagens de quarta geração ou visuais – Simulink, Visua l
Basic e De lph i.
2.6.2 Linguagem de progra mação não estruturada – Projeto
As
linguagens
não
estruturadas
se
destaca m
por
su a
flexibilidade em relação às outras linguagens de baixo nível, e por não
“estare m vinculadas ao processador utilizado”. Podendo ser utilizada
e m diferentes plataformas se m alteração (POLLONI; FEDELI; PERES,
2010, p.63). A linguagem não estru turada Basic foi utilizada neste
projeto.
2.6.3 Linguagem Basic
Criada em 1963 no departa mento de mate mática Dar mouth, po r
Thoma s E. Kurtz e John G. Ke meny a Linguagem Basic ( Beg inners Allpurpose Symbolic Instruct ion Code), te m co mo ob jetivo facilitar o
ensino de programação (POLLONI ; FEDELI; PERES, 2010, p.63).
Para iniciar uma progra mação co m Basic se necessita de u m
co mpilador. Há diversos compiladores no mercado, tais co mo: Parala x
Basic Satmp, Pic Basic, Mbasic, M ikr obasic For Pic, Boostbasic, Grea t
Cow Basic e Basco m AVR Basic.
2.6.4 Co mpilador Basic
O co mpilador escolhido para o projeto foi o Basco m AVR Basic .
Esta preferência se deu em virtude de sua operacionalidade com os
microcontroladores AVR da At mel , sendo que neste projeto foi usado o
microcontrolador At mega8.
O Basco m AVR
é u m Co mpilador Basic pro jetado para rodar
co m siste ma operacional Windows 95/ 98/NT/2000/XP e Windo ws Vist a
e e m con junto co m a fa mília dos micro controladores Atmel AVR. “Aliás,
o Basco m Basic AVR te m suporte co mpleto a matrizes e ponto flutuante
simples” (BASCO M LT, 2012).
57
3 DESENVOLVIMENT O DO PROT ÓT IPO
3.1 INTRODUÇÃO
A fi m de apresentar o produto de senvolvido optou-se pela
criação de uma maquete e m for mato de “ mala” confor me figura 16 que
mostra e m u ma e scala menor o que foi realizado de fato.
A maquete corresponde a u ma resid ência em corte co m u ma
escala
de
aproximada mente
1:24,
focando
os
ambientes
mais
apropriados para a valorização da iluminação, sendo integrada a sala
de jantar e sala de estar conforme figura 17. Neste primeiro a mbiente
foi colocada u ma mesa de jantar de se is lugares sob u m tapete indiano,
u ma cô moda con stando algumas peças decorativas, na parede lateral
esquerda
decorativo
u m quadro
ambos
e
co m
na
parede
mini
dos fundos
lâmpa das
de
mais u m quadro
tensão
de
rede
auto
balastrada realçando e simulando uma lu minária especifica para a
valorização da arte e u ma mini lâmpada (halopin) superior para
iluminação da área (ambiente) propriamente dita.
A sala de estar terá u m sofá de dois lugares e outro de três
lugares postos e m (L) co m u ma me sa de centro ta mbé m valorizando
alguns objetos de decoração e e m seu fundo u m painel co m u ma
cô moda sobreposta para a fi xação de u ma T V de L CD co m u ma
iluminação posterior diferenciada enriquecendo o mó vel e ta mbé m co m
u ma iluminação de teto (halopin) e por fim o Hall de entrada tendo u m
canteiro de plantas cobertas com ca scas de pinus e em seu interior
(piso)
mini
lâmpadas
auto
balastrada
simulando
lu minárias
posicionadas para o teto com a parede da direita decorativa.
De monstrando co m isso que o sistema pode englobar vários
cô modos da residência, for mando dete r minadas cenas, adequadas para
cada tipo de situação e não só um único local da casa.
58
3.2 COMPOSI ÇÃO DA MAQ UETE/ PRO TÓTIPO
Para
representar
e
assentar
essa
auto mação
fora m
confeccionadas duas caixas e u ma tampa e m madeira MDF laminada, a
mala conforme figura 16 foi projetada em arquivo dwg para u ma maior
precisão nos cortes sendo usada co mo referência para a modelage m da
maquete (protótipo), a caixa menor confor me figura 17 estrutura
interna/sala de estar foi feita para atar os móveis e m miniatura e m seu
interior
representando
uma
residência
de
aproxi mada mente
trê s
cô modos e na sua parte externa a ligação dos módulos co m as mini
lâmpadas suas fiações co mo u ma re sidência na sua realidade; u ma
caixa maior para mascarar os circuitos e servir co mo proteção, para
reforçar sua estrutura foi rebitada em toda sua volta perfis de alumínio
e m L, cantoneiras e pés arredondados fixados na parte inferior dando
maior resistência e melhorando seu visual e para proteção da mala
quando for utilizada para demonstraçã o do sistema.
Na parte de trás foi adaptada u ma t o mada de força três pinos
tripolar
terra tipo fonte
de
PC (personal computer)
que
quando
adaptado a um cabo de alimentação de monitor serve para energizar
e m u ma to mada padrão qualquer os módulos postos na parte externa
da caixa menor; e a ta mpa, que e m sua face interior foram feitas a
inclusão de algumas interfaces (interruptores) e na face externa a
aplicação de uma alça de plástico para facilitar seu transporte e duas
dobradiças e dois fechos com engat e rápido para sua união com a
caixa maior.
Para u ma melhor manutenção dos mó dulos e acesso a parte da
fiação posta na parte e xterna da cai xa menor foi feito u ma adaptação
na parte interior da mala (caixa maior) mais precisa mente nas sua s
laterais, foram adaptados dois pare s de corrediça metálica (quatro
trilhos) de aproxi mada mente 25 cm de largura com isso transfor ma mo s
a caixa menor e m u ma gaveta, desta for ma a realizações de trocas de
módulos, substituições das mini lâmp adas e ajustes fora m realizadas
co m maior facilidade.
59
Uma das idéias no desenvolvimento d a mala (maquete/protótipo)
é de monstrá-la e m bancada para o s docentes co m o ob jetivo d e
mostrar o funciona mento do siste ma e o módulo de iluminação,
defendendo o trabalho de conclusão de curso e sua criação para
apresentações co m fins comerciais, pois em u ma negociação exibir
seus benefícios e permitir a visualização do processo para o cliente
final demonstra u m melhor entendimento e engrandece no que diz
respeito ao quanto à automação po de abrilhantar as necessidades
básicas do ser humano.
F i g u ra 16 - I mag em Med i d as/ p eso
F ont e: Aut ori a própri a.
60
F i g u ra 17 – I mag em estru tu ra i n tern a/ Sal a d e estar
F ont e: Aut ori a própri a.
3.3 COMPOSI ÇÃO DO MÓ DULO
O desenvolvimento dos módulos pode ser dividido em seis
categorias, que são:

Microcontrolador;

Fonte de Alimentação;

Transceptor;

Circuito de acionamento da carga;

Circuito de detecção de passagem por zero;

Interface.
61
3.3.1 Microcontrolador
O microcontrolador utilizado foi At meg a8 que dese mpenha as
seguintes funções:

Gerenciamento da co municação entre módulo e as interfaces
de controle;

Ar mazena mento da progra mação de a cionamento;

Enviar co mandos ao circuito de controle da carga;

Recebimento dos sinais enviados do circuito de detecção de
passage m por zero;

Gerenciamento da interface (apenas na interface fixa de
controle).
O
f irmware
responsável
por
estas
tarefas,
e xecutado
pelo
microcontrolador, foi desenvolvido na linguagem Basic através do
software BASCO M - AVR 1.11.8.1 ve rsão de monstração do fabricante
MCS EL ECTRONI CS e ainda por meio deste, co mpilado no format o
HEX. Esse arquivo resultante foi descarregado para o CI através do
programador G540 da Gen iu s e te stad o inicialmente e m u m protoboard
e m con junto co m os de mais circui tos. A troca de dados referente à
co municação foi feita através da porta USART (Un iversal Synchronous
Asynchronous Rece iver Transmit ter) pelos terminais 2 e 3 ligados ao
módulo de comunicação WI-FI que també m possui u ma porta USART a
taxa de transmissão de 9600 bps.
A variação da potência aplicada na carga é obtida através do
atraso de disparo do TRIAC em relação à passagem por zero da
senóide característica da rede el étrica residencial, quanto menor o
atraso, maior será a potência e viceversa. Os pulsos gerados pelos
circuitos de detecção de passagem po r zero são lidos por uma entrad a
digital analisados pelo firmware, o qu al gera o pulso de disparo para o
circuito de controle de carga por uma saída digital. A figura 18 mostra o
circuito para a operação do microcontrolador:
62
F i gu ra 18 – Ci rcu i to p ara o p eração d o mi cro co n tro l ad o r
F ont e: Aut ori a própri a.
3.3.2 Firmware do Protótipo – Fluxogra ma da progra mação
O firmware é o con junto de instruções operacionais programada s
diretamente no hardware de u m equip a mento eletrônico, o qual executa
tarefas pelo microcontrolador. No protótipo foi desenvolvido o firmware
na linguagem Basic por meio do soft ware BASCO M - AVR 1.11.8.1. O
fluxogra ma do f irmware confor me figura 19 de monstra a s tarefa s
realizadas
pelo
programador,
já
os
dados
gerados
confor me a progra mação está disponível no apêndice A.
de
f irmwar e
63
F i gu ra 19 - F l u xog rama F i rmw are - T arefas
F ont e: Aut ori a Própri a.
3.3.3 Fonte de Alimentação
Sua única e principal função e de deduzir e converter a tensão
da rede de 127V c a /220V c a para 5V c c e para 3.3V c c co m forneci mento
má xi mo de corrente de 1A. Confor me a figura 20 abaixo:
F ig u ra 20 – Ci rcu i to d a Fo n te d e Al i men tação
F ont e: Aut ori a própri a.
64
3.3.4 Transceptor
É u m modulo de co municação WI-FI que per mite u ma troca d e
dados “Transparente” entre os microcontroladores e as interfaces de
co mando. Auto matica mente ele encapsula os dados recebidos em sua
USART para o protocolo TCP/IP provenientes do ATmega8, assi m co mo
desencapsula os dados recebidos da rede se m fio dese mpenhado o
papel de ponte entre a rede WI-FI
maioria
dos
roteadores,
IEEE 802.11b/g (co mpatível co m a
computa dores,
smartphones
e
tablets
disponíveis no mercado) e a porta de co municação serial do protótipo.
Neste projeto optou-se por utilizar o módulo de comunicaçã o
RN-XV do fabricante Roving Networks. Suas principais características
são:

Certificado WI-FI 2.4 GHz IEEE 802.11 b/g;

Consu mo ultra baixo 4uA sleep, 35mA Rx, 185 mA T x at
12dBm;

8 Mbit f lash memory e 128 KB RAM;

Interfaces UART e SPI;

10 entradas/saídas digitais;

8 entradas analógicas;

RTC Real-t ime clock ;

Autenticação W EP – 128, W PA- PSK e W PA2-PSK;

Aceita co mandos ASCII.
A Figura 22 representa a image m e a figura 21 mostra m o
circuito do módulo de co municação RN-XV do fabricante Rovin g
Networks:
F ig u ra 21 – Ci rcu i to do Mó d u lo RN XV
F ont e: Aut ori a própri a.
65
F i gu ra 22 – I mag em Mó d u lo RN-XV Ro vi ng Netw o rks
F ont e: Aut ori a própri a.
3.3.5 Circuito de acionamento da carg a
F i gu ra 23 – Ci rcu i to d e aci o n amen to d a carg a
F ont e: Aut ori a própri a.
O circuito da figura 23 é responsável pelo controle da carga
(lâmpada)
através do
disparo
do
TRIAC
MAC8M
proveniente
do
optoacloplador de acordo co m o pulso enviado pelo microcontrolador.
No modo on/off este disparo ocorre sem atraso após u ma passage m po r
zero da senóide característica da rede elétrica aplicando a potência
má xi ma
na carga, já no modo d im mer esse atraso sofre variação
propiciando a aplicação de zero a 100% da potência nominal da carga
de acordo com a opção do usuário, tendo co mo potência má xi ma d e
saída 100 wat s.
66
3.3.6 Circuito de detecção de passagem por zero
F i g u ra 24 – Ci rcu i to d etecção p assag em p o r zero
F ont e: Aut ori a própri a.
O circuito da figura 24 gera um sequ ência de pulsos de acordo
co m a passage m por zero volt da senóide característica da rede
elétrica residencial. O LED infraverme lho do optoacoplador é acionado
a partir de certa tensão permitindo a passage m de corrente entre o
e missor e coletor do fototransistor, n esse mo mento o sinal na saída é
igual a zero volt. Quando a tensão d a senóide se aproxi ma do zero o
LED não
consegue ser
acionado,
a passage m de
corrente pelo
fototransistor cessa e o sinal na saída vai para cinco volts. O sinal
resultante co m frequência de 120 Hz é enviado a u ma entrada digital
do microcontrolador para viabilizar a variação de potência aplicada à
carga.
67
3.3.7 Interface
As interfaces nada mais são que u ma ponte entre o usuário e o
dispositivo
tendo
como
principal
característica
alta
intuitividade
facilitando ao má xi mo a operação do siste ma e visando má xi ma
co mpatibilidade com os dispositivos eletrônicos atuais. O protótipo
pode ser operado por qualquer um qu e tenha cone xão via WI-FI IEEE
802.11b/g. Co mo por e xe mplo, tablet s, smartphones, notbooks, entre
outros.
3.4 Topologia da Comunicação do Prot ótipo
Fi g u ra 25 – T op o lo g i a d a Co mu ni caçã o
F ont e: Mi crosof t /W i ndows - Cl i p-Art (2013).
68
3.4.1 Circuito do Protótipo
A figura 26 mostra os todos os circuitos do protótipo integrados
no mesmo con junto e sua distribuição co m as devidas ligações.
F i g u ra 26 – Ci rcu i to d e Pro tó ti po
F ont e: Aut ori a Própri a.
69
3.5 Testes do Protótipo – Resultados
Depois de realizado o desenvolviment o dos circuitos do módulo
iniciou-se
a
fase
de
montage m
d os
circuitos
em
protoboard
e
consequente mente a distribuição dos co mponentes confor me figura 27.
Fi g u ra 27 – I mag em Ci rcu i to s em Pro to b o ard
F ont e: Aut ori a própri a.
Iniciando os testes do protótipo em pr otoboard foi verificado que
a si mples lógica de ligar e desligar u m LED funcionou, ma s fora m
identificados os seguintes erros:

O registro que determina a fonte do clock estava errado e é
configurável pelo software do programador;

Existia mais de u m registro relacionado co m a inicialização de
acordo co m o clock errado;

As linguagens testadas tê m muitas particularidades e de
difícil
familiarização,
sendo
assim,
surgiram
erros
que
levaram muito te mpo para sere m corrigidos.
Aparente mente a progra mação por meio do BASCO M (Ba sic) é
menos co mplicada se co mparada co m o W inAVR (C). Até essa parte d a
construção do protótipo os testes fora m si mples, deste modo foi
testado o protótipo nas duas linguagens.
70
Apesar do LED acender não estava f uncionando como deveria,
foi realizada uma modificação no progra ma tentando co mprovar essa
desconfiança, ma s não surtiu o efeito desejado, sendo assi m foi
interligado o Atmega8 ao MAX232 para tentar enviar informações para
facilitar
o
diagnóstico.
Após
inserir
poucas
linhas
de
código
a
co municação funcionou e pode se perceber que o programa não estava
sendo executado e sim reiniciando a cada scan e fazendo com que as
variáveis voltassem para o valor inicial toda hora.
O
que
estava
causando
e sse
pro blema
era m
os
b it s
de
configuração do microcontrolador que não estavam configurados co mo
deveriam.
As
configurações
dos
bits
não
estava m
deixando
o
microcontrolador ligado constantemen te, i sso fazia o microcontrolador
reiniciar depois de poucos scans. De pois de executar a configuração
(low fuse=2fH h igh fuse =5fH) tudo f uncionou. Posteriormente fora m
iniciados os testes com o detector de zero que utiliza dois PC817. Em
seguida foi montado o circuito de detecção de passage m por zero, o
qual funcionou, colocando um LED na saída a luz ficou bem fraca ,
devido à frequência de 120Hz.
Foi verificada a seguinte falha no progra ma: na co mparação d o
timer para se detectar a passage m d o sinal por zero, algumas veze s
obtinha-se valor maior que o limite ou u m valor negativo, o que
acarretava erros no disparo do TRIAC.
A fi m de corrigir esta falha foi introduzida uma operação d e
co mparação entre o timer e o limite máxi mo 15625 (valor fornecido pelo
fabricante). Se nesta comparação foi verificado que o timer excedeu o
limite, subtrai-se 15625 do valor do timer e o resultado é utilizado co mo
parâ metro para o disparo do tiristor.
Corrigido
o
problema
e
feita
a
nova
gravação
do
microcontrolador a lâ mpada acendeu nova mente, mas piscava a cad a
segundo, problema que só parou quando retirados os dois print, que
havia justa mente na contage m de se gundos ( mesmo co m u m pr int a
piscada voltava).
Já os testes e m variar a potência foram be m sucedidos, apena s
co m u m detalhe de variações rápidas devido à utilização de u ma
71
entrada digital no circuito do protoboard para variar a potência e ao
interligar o circuito no terminal do microcontrolador este reconheceu
vários acionamentos, ao invés de u m.
Co m os testes foi definida a compra de dois módulos novos para
a co municação via Wi-F i da Roving Networks, co m certificados WI-FI
2.4 GHz IEEE 802.11b/g e alguns RTCs para montar u m relógio no
At mega8 e alguns reguladores de tensão de 3,3V para o módulo de
co municação e u ma bateria para o RTC.
Nos últimos testes o controle de potência da lâmpada funcionou
a contento depois de se descobrir que as instruções de co municação
visualizadas no hyperterminal geravam algumas piscadas indese jadas.
Analisando o datasheet do regulador constatou-se que ele
suporta até 15V na entrada (sufici ente para os 5V necessários para a
alimentação do circuito). Deste modo ta mbé m foi analisado o manual
do
módulo
de
co municação
Ro vin g
Networks
para
descobrir
o
funcionamento correto e co mo programá-lo.
Alimentado o protoboard e montados todos os co mponentes, foi
iniciada a comunicação via Wi-F i co m o progra mador BASCO M Basic,
por meio do módulo RN-XV da Rovin g Networks. Após esta bateria d e
testes foi definida a confecção da placa de circuito impresso para
protótipo.
72
3.6 Construção da Placa I mpressa
Após
a
definição
do
circuito
eletro-eletrônico
utilizou-se
o
programa ExpressPCB, para pro jetar a placa de circuito impresso e
buscar
u ma melhor disposição dos co mponentes a sere m montado s
nela colocados como mostra a figura 28.
F i gu ra 28 – Ci rcu i to d a Pl aca I mp ressa
F ont e: Aut ori a Própri a.
Finalizado o desenho da placa de circuito impresso iniciou-se o
trabalho de desenho na placa de cobre e o banho em ácido co mo
mostra m as figuras 29 e 30.
73
F i gu ra 29 – I mag em p l aca su b mersa n o áci d o sen d o co rro íd a
F ont e: Aut ori a própri a.
F ig u ra 30 – I mag em p l aca i mp ressa
F ont e: Aut ori a própri a.
Após o banho e m ácido o pró xi mo passo foi a separação d e
co mponentes confor me no mes e cust os na lista do apêndice C, e a
montage m
e soldage m dos mesmos. E por fim a placa foi finalizada
para os testes. A figura 31 ilustra os co mponentes do circuito e a figura
32 a placa com co mponentes montado s.
74
F i g u ra 31 – I mag en s d o s co mp onen tes d o ci rcu i to
F ont e: Aut ori a pró pri a.
F i gu ra 32 – I mag em d a p l aca co m co mp o n en tes mo n tado s
F ont e: Aut ori a pró pri a.
75
Co m a placa do protótipo pronta iniciou-se u ma no va sessão d e
testes co m o progra mador Basic, utilizou-se um Lap Top com a
conexão W i-F i co m o módulo a fim de buscar novas e inú meras
configurações e modos de operação co m o siste ma, o qual foi
idealizado neste projeto. Os dados gerados e o firmware são mostrados
no apêndice A. A figura 33 mo stra o protótipo em operação.
Fi g u ra 33 – I mag em d o p ro tó ti p o em o p eração
F ont e: Aut ori a própri a.
76
3.7 Protótipo em Operação – Visua l Ba sic
Definidos
os
testes,
iniciou-se
a
montage m
e
cópia
de
segurança e a finalização da maquete/ protótipo e a construção de mais
u m módulo. A instalação dos módulos foi fixada na parte superior
interna na maquete/protótipo, a fim de melhor ficar e proteger os
módulos e circuitos do protótipo. A figura 34 mostra os módulos
instalados na parte superior da maquete/protótipo.
Fi g u ra 34 – Mó du l o s i n stal ad o s - Maq u ete
F ont e: Aut ori a própri a.
Co m a maquete/protótipo finalizada fora m iniciadas as primeiras
simulações de operação do siste ma, utilizou-se um Lap-Top co m
conexão WI-FI co m o s módulos. Deste modo para operar o siste ma
surgiu a necessidade de se utilizar um software de progra mação visual.
O
software
escolhido
foi
Visu al
Basic
por
oferece r
co mpatibilidade com as linguagens estruturadas, recursos avançados
de co mpilação, verificação de sintaxe dos co mandos e rastrea mento d e
erros. Outra vantage m é que o co mpilador escolhido foi o Basco m AVR
Basic que trabalha com o sistema op eracional Windows. No a mbiente
Windows criou-se u ma janela para interagir e operar o sistema d e
iluminação.
Depois de criada a janela em Visua l Basic para o aciona mento e
controle de operação do siste ma do projeto, nova mente fora m feitas
77
simulações na maquete/protótipo, de modo que na janela criada no
a mbiente Windows fora m introduzidos os co mandos de acionament o
das lâ mpadas co m cone xão se m fio – WI-FI a sere m acionadas e a
barra de controle de luminosidade de 0 a 100% de cada lâ mpada.
As figuras 35 e 36 mostra m a representação da operação da
maquete/protótipo na janela Visual Basic co m lâ mpadas e m 100% d e
luminosidade.
F i g u ra 35 – Jan el a VB - 100 %
F ont e: Aut ori a própri a.
F ig u ra 36 – L âmp ad as n º1 e n º2 - 100 %
Font e: Aut ori a própri a.
Em u ma nova operação do sistema, figuras 37 e 38 representa m
a operação da maquete/protótipo, variando a intensidade luminosa das
lâmpadas n º1 a 1% e lâ mpada n º2 a 5 1%.
F i g u ra 37 – Jan el a VB - 1 % e 5 1 %
F ont e: Aut ori a própri a.
F i g u ra 38 – Vari ação 51 % e 1 %
F ont e: Aut ori a própri a.
78
Finalizando esta última bateria de testes de monstração do
sistema, as figuras 39 e 40 mostra m a representação da operação da
maquete/protótipo com a janela e m Visual Basic variando a intensidade
luminosa das lâ mpadas nº1 a 5 % e lâmpada nº2 a 4 %.
F i g u ra 39 – Jan el a VB - 5 % e 4 %
F ont e: Aut ori a própri a.
Fi g u ra 40 – Vari ação 5 % e 4 %
Font e: Aut ori a própri a.
Co m a operação da maquete/protótipo utilizando software Visua l
Basic para o desenvolvi mento da janela operacional para sistema
Windows, obteve-se u m resultado visual de destaque. A intenção foi de
facilitar o usuário a interagir com sist e ma desenvolvido de iluminação
residencial com controle re moto se m f io – WI-FI. Os códigos salvos no
banco de dados são mostrados no apê ndice B.
79
4. CONCLUSÃO
Em meio a u ma corrida tecnológica incessante e contínua
“nasce m“ soluções que tê m por ob je tivo tornar mais prática e mais
otimizada a vida de cada pessoa no planeta, seja criando novas
ferramenta s, ou se ja, melhorando algu mas já e xistentes. Mesmo a s
menores
residências
pode m ser
pr ojetadas
e
adaptadas
a
essa
realidade, a ídeia de “casa do futuro” deve ser deixada no passado,
pois
com
os
novos
produtos
tecn ológicos
já
é
necessária
uma
integração dos ambientes para o má ximo dese mpenho destes. É notório
que não esta mos acostu mados a esse s tipos de projetos, ainda existe m
que m os ache “luxo” ou “coisa de outro planeta”, mas cabe ao s
profissionais
da
conhecimento
construção
tecnológico
civil
e
e
fabricantes,
utilização
de
a
novas
busca
por
técnicas,
desmistificando a visão utópica e futurista da automação residencial,
co mo meio de abrir novos mercado s, desenvolver novas técnicas,
gerando novos e diferentes postos de trabalho e acima de tudo buscar
na economia e na qualidade de vida o enfoque principal na hora de
projetar e e xecutar suas obras.
Estas idéias nos incentivaram a elaborar o projeto de u m
Protótipo do Sistema de Iluminação Residencial com Controle Remot o
Se m Fio Wi-F i.
Para
o
informações
deficiências
melhores
desenvolvimento
de
e
equipa mentos
particularidades.
for mas
de
elaborar
deste
projeto
similares
Como
um
co m
suas
proposto
protótipo
fora m
se
que
coletado s
respectivas
pesquisou
as
atendesse
as
necessidades de acionamento e controle de iluminação via controle
re moto se m fio Wi-Fi, assi m foi elaborado um estudo na busca de
conhecimento e m microcontroladores, redes de co municação, seus
protocolos e padrões. E por fim p ara a operacionalidade de todo
sistema foi pesquisado u ma linguagem de progra ma ção, optou-se pelo
programador Basic pela sua facilidade de operação.
80
Co m a pesquisa finali zada para elaboração do protótipo fora m
iniciados estudos em relação ao custo dos componentes a sere m
utilizados, qual se optou por compon entes que fornecem qualidade e
ótimo custo – benefício co mo mostra o apêndice C. Esta relação de
custo e qualidade demonstra que este projeto é alta mente viável
econo mica mente de
modo que for a m esti madas e analisadas as
perspectivas financeiras do projeto, assim se definiu u m orça mento
co m a esti mativa de preços para levar o projeto a u m custo ace ssível.
Após a definição da compra dos co mp onentes foi confeccionado
o protótipo e realizada a programação co m o programador Basic e por
fim
a
gravação
programação
co m
das
instruções,
co mpilador
o
“firmware ”.
Basic
em
Deter minada
a mbiente
Windows
a
foi
desenvolvido no software Visual Basic a janela de operação do sistema
do protótipo e salvo em banco de dados os códigos da programação .
Co m protótipo pronto fora m e xecuta dos os testes co m o Lap Top
conectado ao módulo via conexão se m fio Wi-Fi, a qual possibilita
inúmeras
configurações
e
modos
de
acionamento
co m
siste ma
idealizado no projeto.
Os resultados obtidos co m o s testes fora m satisfatórios e por
meio das simulações realizadas foi possível co mprovar que a proposta
atende
às
expectativas
deste
TCC
e m obter
o
aciona mento
da
iluminação residencial por controle remoto se m fio Wi-F i.
Outro fator i mportante é que e ste pro jeto apresenta flexibilidade
e co m o decorrer do tempo poderá receber melhorias futuras como: a
otimização de co mponentes eletro-eletrônicos, a integração de mais
módulos Wi-F i e a a mpliação da progra mação do f irmware gerando
inúmeros modos de aciona mento e con trole da iluminação residencial .
Finalmente o te ma deste TCC prova que até mesmo açõe s
simples co mo o ato de ligar uma lâ mpada pode m ser afetadas e
transfor madas e m maravilhas modernas.
81
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86
APÊNDICES
APÊNDICE A - Firmware
$regfile = "m8def .dat"
$crystal = 4000000
$baud = 9600
$hwsta ck = 32
$swstack = 10
$fra mesize = 40
Config Timer1 = Timer , Prescale = 25 6 , Co mpare A = Disconnect ,
Co mpare B = Disconnect , Clear Timer = 1
Config Serialin = Buffered , Size = 13
Ddrb = &B00000001
Set Portb.1
Set Portb.2
Set Portb.3
Enable Interrupts
Enable Co mpare1a
Enable Co mpare1b
On Co mpare1a Segundo
On Co mpare1b Liga
Dim Te mpo As Long , Li mite As Long , Bot As Bit , Bot2 As Bit , Bot3
As Bit , So m As Integer , Co mp As Inte ger , Seg As Integer , Esp As
Integer
Dim Cont1 As String * 13 , Cont2 As Byte , Cont3 As Integer , Cont4 As
Bit , Cont5 As Integer , Au xiliar As Bit , Au x1 As String * 1 , Au x2 As
String * 13
Dim Au x3 As String * 5 , Au x4 As String * 8 , Au x5 As Integer , Au x6 As
Integer , Au x7 As Integer , Au x8 As Str ing * 5 , Au x9 As String * 3
Limite = 1000
Timer1 = 0
So m = 18
Esp = 0
Co mp = 0
Cont1 = "0"
Cont2 = 0
Cont3 = 0
Cont4 = 0
Do
87
If Pinb.2 = 0 And Bot2 = 0 Then
Bot2 = 1
End If
If Pinb.2 = 1 And Bot2 = 1 Then
Esp = Ti mer1
Co mp = Esp + So m
If Co mp > 15625 Then
Cont5 = Co mp - 15625
Co mp = Cont5
End If
Bot2 = 0
End If
Portb.0 = 0
Co mpare1a = 15625
Co mpare1b = Co mp
Cont2 = Ischar waiting()
If Cont2 = 1 Then
Au x1 = Inke y()
Au x2 = Au x2 + Chr(aux1)
Au x3 = Left(au x2 , 5)
Au x8 = Right(aux2 , 5)
Print "Retorno Aux1 = " ; Au x3
If Au x3 = " *0808" And Au x8 = "0808 *" Then
Au x4 = Right(aux2 , 8)
Au x9 = Left(au x4 , 3)
Au x5 = Val(aux9)
Print "Retorno= " ; So m
End If
Else
Au x1 = ""
Au x2 = ""
End If
Loop
88
APÊNDICE B – Códigos Visual Basic
I mports Syste m.Net.So ckets
I mports Syste m.Text
Public Class Form1
Di m tcpClient As Ne w Syste m.Net. Sockets.TcpClient()
Di m tcpClient2 As Ne w Syste m.Net. Sockets.TcpClient()
Di m sendByte s As [ Byte]()
Di m sendByte s2 As [ Byte]()
Di m net workStrea m As Net workStre a m
Di m net workStrea m2 As Net workStr ea m
Di m bytes(tcpClient.ReceiveBufferSize) As Byte
Di m bytes2(tcpClient.ReceiveBufferSize) As Byte
Di m Retorno As String
Di m Retorno2 As String
Private Sub Button1_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Button1.Click
'Di m tcpClient As Ne w Syste m.Net.Sockets.TcpClient() 'Se ativo
resolve o desconectar
tcpClient.Connect("192.168.25.2", 2000)
net workStrea m = TcpClient.GetSt rea m()
net workStrea m.Read(bytes, 0, CI nt(TcpClient.ReceiveBufferSize))
Retorno = En coding.ASCII.Get Str ing(bytes)
Bo x1.Te xt = Retorno
If TcpClient.Connected Then
Led1.FillColor() = Color.Lime
Else
Led1.FillColor() = Color.Red
End If
End Sub
Private Sub Button6_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Button6.Click
'Di m tcpClient As Ne w Syste m.Net.Sockets.TcpClient() 'Se ativo
resolve o desconectar
tcpClient2.Connect("192.168.25.20", 2000)
net workStrea m2 = tcp Client2.GetStrea m()
net workStrea m2.Read(bytes2, 0,
CInt(tcpClient2.ReceiveBufferSize))
Retorno2 = En coding.ASCII.Get String(bytes2)
Bo x2.Te xt = Retorno2
If tcpClient2.Connected Then
Led2.FillColor() = Color.Lime
Else
Led2.FillColor() = Color.Red
End If
End Sub
Private Sub Button2_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Button2.Click
89
net workStrea m.Close()
End Sub
Private Sub Button5_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Button5.Click
net workStrea m2.Close()
End Sub
Private Sub For m1_Activated(sende r As Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Me. Activated
If tcpClient.Connected Then
Led1.FillColor() = Color.Lime
Else
Led1.FillColor() = Color.Red
End If
If tcpClient2.Connected Then
Led2.FillColor() = Color.Lime
Else
Led2.FillColor() = Color.Red
End If
End Sub
Private Sub Vai_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Vai.Click
sendBytes = Encoding.ASCII.Get Bytes(Bo x1.Te xt)
net workStrea m = tcp Client.GetStrea m()
Net workStrea m.W rite(sendBytes, 0, sendBytes.Length)
End Sub
Private Sub Vai2_Click(sender As Syste m.Ob je ct, e As
Syste m.Event Args) Handles Vai2.Click
sendBytes = Encoding.ASCII.Get Bytes(Bo x2.Te xt)
net workStrea m = tcp Client.GetStrea m()
net workStrea m.W rite(sendBytes, 0, sendBytes.Length)
End Sub
Private Sub TrackBar1_Mouse Up(se nder As Ob ject, e As
Syste m.W indows.For ms. Mouse EventAr gs) Handles TrackBar1.MouseUp
If TrackBar1.Value < 10 Then
sendByte s = Encoding.ASCII. GetBytes("*080800" &
TrackBar1.Value & "0808*")
net workStrea m = tcpClient.GetStrea m()
net workStrea m.W rite(sendBytes, 0, sendBytes.Length)
TextBo x1.Te xt() = TrackBar1.Value()
End If
If TrackBar1.Value > 10 And TrackBar1.Value < 100 Then
sendByte s = Encoding.ASCII. GetBytes("*08080" &
TrackBar1.Value & "0808*")
net workStrea m = tcpClient.GetStrea m()
net workStrea m.W rite(sendBytes, 0, sendBytes.Length)
TextBo x1.Te xt() = TrackBar1.Value()
End If
If TrackBar1.Value = 100 Then
90
sendByte s = Encoding.ASCII. GetBytes("*0808" &
TrackBar1.Value & "0808*")
net workStrea m = tcpClient.GetStrea m()
net workStrea m.W rite(sendBytes, 0, sendBytes.Length)
TextBo x1.Te xt() = TrackBar1.Value()
End If
End Sub
Private Sub TrackBar2_Mouse Up(se nder As Ob ject, e As
Syste m.W indows.For ms. Mouse EventAr gs) Handles TrackBar2.MouseUp
If TrackBar2.Value < 10 Then
sendByte s2 = Encoding.ASCII. GetBytes("*080800" &
TrackBar2.Value & "0808*")
net workStrea m2 = t cpClient2.GetStrea m()
net workStrea m2.W rite(sendBytes2, 0, sendBytes2.Length)
TextBo x2.Te xt() = TrackBar2.Value()
End If
If TrackBar2.Value > 10 And TrackBar2.Value < 100 Then
sendByte s2 = Encoding.ASCII. GetBytes("*08080" &
TrackBar2.Value & "0808*")
net workStrea m2 = t cpClient2.GetStrea m()
net workStrea m2.W rite(sendBytes2, 0, sendBytes2.Length)
TextBo x2.Te xt() = TrackBar2.Value()
End If
If TrackBar2.Value = 100 Then
sendByte s2 = Encoding.ASCII. GetBytes("*0808" &
TrackBar2.Value & "0808*")
net workStrea m2 = t cpClient2.GetStrea m()
net workStrea m2.W rite(sendBytes2, 0, sendBytes2.Length)
TextBo x2.Te xt() = TrackBar2.Value()
End If
End Sub
Private Sub Button3_Click(sender As Syste m.Ob ject, e As
Syste m.Event Args) Handles Button3.Click
net workStrea m = tcp Client.GetStrea m()
net workStrea m.Read(bytes, 0, CI nt(tcpClient.ReceiveBufferSize))
Retorno = En coding.ASCII.Get Str ing(bytes)
Bo x1.Te xt = Retorno
If tcpClient.Connected Then
Led1.FillColor() = Color.Lime
Else
Led1.FillColor() = Color.Red
End If
End Sub
End Class
91
APÊNDICE C – Tabela de custo do mó dulo
T abela 03 – T abela de Custo de Componentes
TABELA DE CUSTO DE COMPONENTES
COMPONENTES
FONTE
MICRONTROLADOR
MÓDULO RN-XV
EL 817
RESISTOR 180 0HM
RESISTOR 1K 0HM
RESISTOR 10K
RESISTOR 100K
CAPACITOR 0,01 uF
CAPACITOR 22 pF
CAPACITOR 100 uF
CAPACITOR 3300 uF
CAPACITOR 47uF
U1 7805
AMS 1117
BR1 4D
CRISTAL 4MHZ
MAC 8M
PLACA DE COBRE
TOTAL
F ont e: Aut ori a própri a.
UNID.
1
1
1
2
1
3
1
1
3
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
24
R$ CUSTO
R$ 35
R$ 8
R$ 70,00
R$ 1,40
R$ 0,12
R$ 1,50
R$ 0,50
R$ 0,50
R$ 3,00
R$ 2,00
R$ 0,20
R$ 3,90
R$ 0,20
R$ 1,00
R$ 11,00
R$ 5,50
R$ 4,50
R$ 6,20
R$ 16,20
R$ 170,72