universidade norte do paraná
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Universidade Norte do Paraná
Londrina 2017
ANDRÉ MENDES DOS SANTOS
O EMPREGO DA PLATAFORMA ARDUINO EM SISTEMAS DOMÓTICOS DE BAIXO CUSTO
Londrina
2017
O EMPREGO DA PLATAFORMA ARDUINO EM SISTEMAS DOMÓTICOS DE BAIXO CUSTO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR - Universidade Norte do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia da Computação.
Orientador: Luiz Gabriel S. Viani
ANDRÉ MENDES DOS SANTOS
ANDRÉ MENDES DOS SANTOS
O EMPREGO DA PLATAFORMA ARDUINO EM SISTEMAS DOMÓTICOS DE BAIXO CUSTO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR - Universidade Norte do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia da Computação.
BANCA EXAMINADORA
Prof(ª).
Prof(ª).
Prof(ª).
Londrina, ___ de _______ de 2017.
Dedico este trabalho a minha família, que
me ampararam em todos os momentos
deste curso.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, aqui registro meus sinceros agradecimentos a minha família, que
sempre prestou apoio e incentivo para cumprir cada uma das etapas ao decorrer
destes cinco anos.
Também gostaria de agradecer à empresa Domox, por prestar o suporte técnico
necessário para a desenvoltura deste trabalho.
SANTOS, André. O emprego da plataforma Arduino em sistemas de automação residencial de baixo custo. 2017. 42 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia da Computação) – UNOPAR – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2017.
RESUMO
A automação residencial, também conhecida como Domótica, ganha cada vez mais espaço no cenário mundial, e começa também a surtir efeito no Brasil. Como o investimento em tais tecnologias ainda se encontra na casa dos milhares, no brasil e no mundo projetos amadores começam a ganhar espaço na internet em sites e fóruns “Faça-você-mesmo”. Este trabalho busca apresentar alternativas para sistemas domóticos profissionais, com sistemas caseiros com base na placa Arduino, e outros componentes de baixo valor que podem estar sendo utilizados; no entanto, o trabalho não se trata de como montar o circuito, nem sua programação. Para a obtenção dos resultados, foram citados quatro sistemas domóticos, dois profissionais e dois amadores, onde são comparados pelo ponto de vista monetário envolvidos nos mesmos.
Palavras-chave: Domótica; Automação Residencial; Arduino; Sistemas Feito-em-
casa.
SANTOS, André. Low cost Home Automation Systems using Arduino. 2017. 42 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia da Computação) – UNOPAR – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2017.
ABSTRACT
The home automation, also known as Home Automation, are getting more and more space in world scale, and also begins to have effect in Brazil. As the investment in such technologies is still costs more than a grand, in Brazil and in the rest of the world amateur projects begin to gain space on the internet in "Do-It-Yourself" websites and forums. This paper seeks alternative solutions for professional home automation systems, with home systems based on the Arduino board and other low value components that may be in use; However, the work is not about how to assemble the circuit, nor its programming. To obtain the results, four home automation systems, two professionals and two amateurs were cited, where they are compared from the monetary point of view.
Key-words: Domotics; Home Automation; Arduino; Home-made systems.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Mercado Global de Automação Residencial em US$ bilhões. ............... 18
Figura 2 – Percentual de domicílios com utilização da internet, por tipo de
equipamento utilizado para acessar a Internet, segundo as Regiões. ..................... 19
Figura 3 – Placa Arduino Uno original da Itália. ....................................................... 23
Figura 4 – Placa Arduino Ethernet Shield original da Itália. ..................................... 25
Figura 5 – Sensor de umidade e temperatura DHT11. ............................................ 27
Figura 6 – Sensor PIR HC-SR501 ........................................................................... 28
Figura 7 – Pinos e Ajustes de controle do Sensor PIR HC-SR501. ......................... 29
Figura 8 – Módulo Relé 5V com quatro canais, modelo SRD-05VDC-SL-C. .......... 30
Figura 9 – Funcionamento de persianas automatizadas ......................................... 31
Figura 10 – Sistema domótico amador .................................................................... 36
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Especificações Técnicas do Arduino Uno .............................................. 24
Tabela 2 – Tabela com os valores do Orçamento do Projeto, empresa Domox. ..... 34
Tabela 3 – Tabela com os valores do Orçamento do Projeto Amador. .................... 35
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
PLC Power Line Carrier
PC Personal Computer
TMR Transparency Market Reasearch
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
LED Light-emitting Diode
LCD Liquid-crystal Display
GPS Global Positioning System
IDE Integrated Development Environment
IOT Internet Of Things
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 13
2 A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA NO BRASIL E NO MUNDO ................................ 15
2.1 PRINCÍPIOS DA AUTOMAÇÃO ............................................................................................. 15
2.2 HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ........................................................................ 16
2.3 DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL À DOMÓTICA .................................................................... 17
2.4 A DOMÓTICA NA ERA DIGITAL ............................................................................................ 17
2.5 A DOMÓTICA NO CENÁRIO MUNDIAL ................................................................................. 17
2.6 A DOMÓTICA NO CENÁRIO BRASILEIRO .............................................................................. 19
3 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DOMÓTICO ....................................................... 21
3.1 CENTRAL DE CONTROLE ...................................................................................................... 21
3.2 O ARDUINO ......................................................................................................................... 22
3.2.1 Definição ............................................................................................................................................. 22 3.2.2 Conceitos Sobre a Plataforma ............................................................................................................. 22 3.2.3 Características e Especificações Técnicas ........................................................................................... 23
3.3 ETHERNET SHIELD ............................................................................................................... 25
3.4 SENSORES ............................................................................................................................ 26
3.4.1 Sensor de humidade e temperatura DHT-11 ....................................................................................... 27 3.4.2 Sensor de Movimento - PIR HC-SR501 ................................................................................................ 28
3.5 ATUADORES ........................................................................................................................ 29
3.5.1 Módulo Relé ........................................................................................................................................ 30 3.5.2 Motores de passo ................................................................................................................................ 31
4 COMPARAÇÃO DE CUSTOS DE SISTEMAS DOMÓTICOS ............................... 32
4.1 TIPOS DE CUSTOS EM UM SISTEMA DOMÓTICO PROFISSINAL ........................................... 32
4.2 CUSTO ATRELADO À PROJETOS PROFISSINAL ..................................................................... 33
4.3 CUSTO ATRELADO À PROJETOS CASEIROS .......................................................................... 35
4.4 SÍNTESE DO ORÇAMENTO DE SISTEMAS PROFISSIONAIS E AMADORES ............................. 37
CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................... 39
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 41
13
1 INTRODUÇÃO
O termo “Domótica”, que ganhou tal alcunha ainda na década de 80, da
derivação da palavra Domus, de casa em latim, junto com a Robótica, traz consigo
conceitos tanto de automação residencial (como acionamentos automáticos), quanto
da robótica (como acionamentos remotos via smartphone) e veio com o intuito de levar
a automação de sistemas robustos que antes apenas voltadas para a indústria, para
o conforto dos lares (SILVA, 2009). As principais propostas da domótica então são a
melhoria na qualidade de vida, aumento da segurança, a de redução de custos, e por
fim redução no número de tarefas domésticas, levando mais qualidade de vida para
aqueles a adotam.
Existem vários motivos para se fazer uso de sistemas Domóticos, que derivam
de problemas do dia-a-dia atendendo as necessidades individuais de cada um. Por
exemplo, através de tais sistemas, um idoso consegue acender as luzes de sua casa
sem sair de sua cama, eliminando possíveis acidentes no escuro. Problemas de
segurança também podem ser solucionados, fazendo com que através de sensores
de movimento, avise o dono da casa sobre movimentação suspeita na residência,
podendo chamar a polícia até mesmo de longe, em segurança. Assim, esse trabalho
busca levar conhecimento sobre alternativas viáveis de sistemas da automação
residencial/domótico, levando em consideração o padrão de vida dos brasileiros.
Com o avanço tecnológico trazendo dispositivos cada vez mais pequenos,
velozes e baratos, surgem plataformas de prototipagem, como a plataforma Open
Source Arduino, que com um baixo custo e um poder de desempenho considerável,
consegue nos propiciar alternativas para sistemas de controle com preço acessível à
grande parte da população, e com um grau de flexibilidade e escalabilidade muito
grande. No entanto, ainda existe o grande problema do custo da implantação de
sistemas de automação residencial, que transformam todo o setor em artigo de luxo,
afastando o interesse de grande parcela da população. Porém com a chegada de
novas invenções que nos dão a possibilidade de criar esses sistemas voltados para
os lares, com um custo muito menor que o setor privado da área cobra. Com o auxílio
da popularização dos smartphones, surge então a possibilidade de levar essas
tecnologias para a casa de vários brasileiros.
14
Este trabalho tem como objetivo compreender conceitos fundamentais da
Automação Residencial e da Domótica, demonstrando como as empresas do setor
estipulam seu custo de implementação, apontando uma solução viável para pessoas
que possuem padrões de baixa renda. Para tal, é necessário alcançar os seguintes
objetivos específicos:
• Apresentar embasamento teóricos sobre conceitos da Automação
Residencial e da Domótica, tanto no cenário mundial quanto brasileiro;
• Descrever o emprego e funcionamento da plataforma Open Source
Arduino, sensores e atuadores em sistemas Domóticos e apresentar exemplos;
• Comparar o investimento de sistemas Domóticos feito por empresas
profissionais da área, com sistemas feito-em-casa, com Arduino, baseado em
referências bibliográficas.
Este trabalho foi realizado através de três capítulos, tratando-se de uma
pesquisa bibliográfica, com fins acadêmicos. No primeiro capítulo é exposto conceitos
da automação residencial até a chegada do conceito de domótica, no Brasil e no
mundo. O segundo capítulo é descrito sobre a plataforma Arduino, bem como
sensores e atuadores que podem ser utilizados em projetos feito-em-casa ou
profissionais. No último capítulo, encontra-se uma comparação atualizada sobre os
custos de implementação de sistemas domóticos feito por empresas profissionais da
área, com custos de sistemas feito com peças avulsas, comprados pela internet, feito-
em-casa. A partir da pesquisa bibliográfica exposta no decorrer dos capítulos, foi
discutido nos resultados argumentos sobre ambos sistemas.
15
2 A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA NO BRASIL E NO MUNDO
A automação residencial, se compreende basicamente por qualquer serviço
que transforma uma ação rotineira doméstica manual em algo automático. Segundo
Muratori e Bó (2011), o termo também pode ser compreendido como um conjunto de
serviços, que com sistemas tecnológicos integrados, tem como objetivo saciar
necessidades básicas da residência como segurança, comunicação, gestão
energética e conforto habitacional. Para que seja compreendido o conceito de
automação residencial, é necessário que seja primeiro recapitulado os princípios da
automação em si, antes da chegada da domótica.
2.1 PRINCÍPIOS DA AUTOMAÇÃO
A automação, tem como seu princípio o conceito de mecanização da mão de
obra humana. A mecanização, basicamente consiste no uso de máquinas para
executar um trabalho manual, o que acaba por substituir o esforço físico do homem.
Com a mecanização então, o homem começou a pensar maneiras de como colocar
tais maquinas a executarem uma rotina de forma automática, sem que seja necessário
um humano como operador da mesma. Segundo Fuentes (2005), foi assim então que
surgiu o conceito de automatização, que diferente da mecanização em si, possibilita
realizar um trabalho por intermédio de maquinas controladas automaticamente,
capazes de se auto regularem. Portando, como definição do conceito de automação,
pode-se dizer que é um sistema que conta com equipamentos eletrônicos e/ou
mecânicos que controlam seu próprio funcionamento, sem que seja necessário a
intervenção humana.
Como tentativas iniciais do homem no intuito de mecanizar atividades manuais
ocorreram na pré-história, em invenções tão antigas que nem mesmo pode-se atribuir
a uma só pessoa. Foram invenções como a roda, o moinho movido por vento ou
através de animais e a roda d’agua que nos mostram como a criatividade humana
pode nos trazer mudanças radicais que nos poupam esforços manuais. No entanto,
conforme Fuentes (2005), a automação só ganhou espaço na sociedade quando
sistemas de produção rural e artesanal passaram a se tornar industriais, precisamente
a partir da segunda metade do século XVII, invenção que é atribuída aos Ingleses.
16
Esse período inicial da automação, que deu origem as grandes indústrias, que ainda
são muito presentes na sociedade contemporânea. O marco foi tão grande na
sociedade, que ganhou a alcunha de Revolução Industrial, onde grande parte da
população que viviam em zonas rurais, deixaram de lado o campo e foram para as
metrópoles trabalhar nas indústrias de metal pesado da época.
2.2 HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Historicamente, os primeiros sistemas de automação residencial, antes da
chegada do conceito de domótica, tiveram suas primeiras implementações no final da
década de 70, que foi quando começaram a surgir, nos Estados Unidos, os primeiros
módulos a serem chamados de inteligentes, chamados de X-10. O X-10 se tratava de
um protocolo que utilizava a rede elétrica como canal de comunicação entre os
elementos do sistema de automação (MURATORI; BÓ, 2011). Portanto, trava-se de
uma tecnologia “PLC” (Power Line Carrier), que permitiria fazer o controle de
dispositivos remotos sem necessitar de alterar a infraestrutura elétrica da residência.
Logo adiante, na década de 80, que começou com a popularização dos
computadores pessoais, começa a ser cogitada a hipótese de serem utilizados como
uma central de automação. No entanto, quando começaram a utilizar os PC’s
(Personal Computers) como central de automação, foi observado a desvantagem do
consumo elevado de energia que era necessário para manter a máquina funcionando
ininterruptamente, levando a outra desvantagem de que, como tais sistemas de
controle utilizando computadores pessoas é centralizado, uma falha no mesmo pode
gerar o colapso de todo o sistema de automação. Considerando ambas desvantagens
então, outras tecnologias na área começaram à serem desenvolvidas no intuito de
substituir os PC’s por sistemas de controle mais específico e restritos às atividades
que realmente lhe competem (no caso o controle residencial), utilizando as
tecnologias que já estavam sendo desenvolvidas, os microprocessadores e
microcontroladores, que deram origem aos sistemas embarcados.
Com a chegada destes sistemas embarcados então, conforme Beghini (2013),
é onde realmente começa os sistemas de automação da maneira como é utilizado nos
sistemas modernos, que tem como característica um microcontrolador que atua sobre
um sistema embarcado.
17
2.3 DA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL À DOMÓTICA
Com os avanços da área da automação residencial, e com ajuda da difusão da
mesma pelo mundo, quando tais tecnologias chegaram na Europa, foi gerado outro
termo que é mais utilizado na região, chamada “Domótica”, e com um sentido mais
abrangente, tendo em vista que conceitos de robótica entraram no meio, trouxe
consigo a capacidade de agregar outros sistemas que antes não faziam parte da
automação residencial, como por exemplo sistemas de comunicação e sonorização
(MURATORI; BÓ, 2011, p.70). Vale ressaltar que com a chegada com conceito de
domótica, a automação residencial que antes era feita exclusivamente de sistemas
automáticos para a residência, ganhou novas possibilidades de levar satisfação e
bem-estar do seu público, pois conceitos de sistemas automatizados foram
integrados, dando possibilidade de levar aos usuários acionamentos automatizados.
2.4 A DOMÓTICA NA ERA DIGITAL
A raça humana, vive na chamada “era digital”, com cada vez mais dispositivos
eletrônicos com capacidade de se conectar à uma rede internet são inseridos no
mercado diariamente, e proporcionalmente, vem a dependência de tais equipamentos
em nossa vida cotidiana. Segundo a companhia Ericsson (2011, p.3) é estimado que
mais de 50 bilhões de dispositivos conectados à rede até o ano de 2020, crescendo
exponencialmente. O público potencial para o mercado da domótica que é atraído
através dos dispositivos smart, e com diversas companhias do ramo recebendo cada
vez mais solicitação de serviços relacionados à essa gama, torna-se evidente que a
ascensão de tais dispositivos foram a porta de entrada para o mercado da domótica
por parte considerável da clientela.
2.5 A DOMÓTICA NO CENÁRIO MUNDIAL
Em países com economias mais desenvolvidas, como nos Estados Unidos e
na Europa, o cenário para as chamadas “casa inteligentes” vem se provando muito
promissor, tendo evoluído de maneira significativa nos últimos anos. Por conta dos
preços decrescentes e por chegar ao conhecimento do consumidor de for gradativa,
18
as diversas tecnologias que englobam o setor veem se popularizando cada vez mais.
Alinhando-se tais fatos à popularização de ofertas abundantes dos serviços de
comunicação, desde da banda larga até as chamadas redes móveis, que praticamente
se tornaram norma no mundo moderno, que acabaram popularizando também a mídia
digital, geraram um ambiente muito propício no desenvolvimento das tecnologias
relacionadas a sistemas Domóticos. De acordo com Muratori e Bó (2011), em uma
pesquisa feita nos Estados Unidos, foi levantado que 84% dos construtores
consideram importante e um diferencial a incorporação de tais tecnologias à
residência; a pesquisa também aponta que os consumidores na faixa etária que estão
adquirindo seu primeiro imóvel, são muito mais ligados a tecnologia que as gerações
passadas, e por isso estão sendo exigentes quanto à implementação de novas
tecnologias ao imóvel; a pesquisa também revela que há uma crescente preocupação
quanto à sustentabilidade, ou seja na economia de energia e preservação de recursos
naturais; outro ponto da pesquisa é que entre as novas tecnologias que andam
surgindo no mercado da domótica, as que andam em maior crescimento são os Media
Centers, monitoramento remoto, controle de iluminação e o Home Care.
Segundo analistas da Transparency Market Research (TMR), o atual mercado
global da automação residencial vem crescido exponencialmente, alavancados pela
premissa de uma melhoria quanto ao consumo de energia tornando as atividades
domésticas mais convenientes, e apresentando soluções eficazes em diversas
aplicações domésticas como segurança, entretenimento audiovisual, iluminação,
gerenciamento de energia e climatizações. A partir dos dados referentes aos negócios
no campo da automação residencial, conforme a Figura 1, estipulou-se a projeção de
mercado:
Figura 1 – Mercado Global de Automação Residencial em US$ bilhões.
Fonte: Transparency Market Reasearch, 2014.
19
Como resultado, o relatório da TMR apresenta que o mercado global da
automação residencial foi fixado em US$ 4,41 bilhões em 2013, e é estimado em US$
21,6 bilhões até 2020, esperando uma expansão em uma taxa composta de 26,3% de
2014 para 2020. O artigo publicado pela Aureside (2017), diz que isso tudo é esperado
graças aos rápidos avanços tecnológicos junto a adoção expansiva da IoT – Internet
das Coisas, que busca levar conexão à internet para objetos e eletrodomésticos, como
um refrigerador ou torradeira por exemplo. Estes dispositivos, junto aos smartphones
são o que tem tornado as soluções de automação doméstica uma realidade tangível
para os consumidores em todo o mundo.
2.6 A DOMÓTICA NO CENÁRIO BRASILEIRO
É importante destacar que a revolução da era digital, com a introdução da
popularização de dispositivos móveis, não está atrelada apenas ao mercado
internacional como muitos imaginam, a mesma está tendo um crescimento muito
grande aqui no Brasil, que é o que revelam os dados fornecidos pelo IBGE - Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística, conforme a Figura 2.
Figura 2 – Percentual de domicílios com utilização da internet, por tipo de equipamento utilizado para acessar a Internet, segundo as Regiões.
Fonte: IBGE, 2014, p. 41
20
Segundo a Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios, divulgada pelo IBGE
com dados de 2014, dentre os domicílios com acesso à Internet, 80,4% (29,5 milhões)
tinham seu acesso através de telefone celular, 21,9% (8,1 milhões) por tablet, e 4,9%
(1,8 milhões) por televisão, e 0,9% (0,3 milhões) por outros equipamentos eletrônicos.
Sendo assim, conforme o gráfico apresentado na Figura 2, o brasil obteve o aumento
do acesso à internet via tablet: 50,4%, via smartphones: 76,8% e via smart-tv:
116,34%.
Ainda com base no gráfico da Figura 2, pode-se concluir que o
microcomputador como único meio de acesso à internet já não mais prevalece mais
em grande parte das residências brasileiras. Sendo assim, segundo Ramos e Santos
(2015), como a automação residencial e dispositivos com conexão à internet cada
vez mais comum e acessível até mesmo em países subdesenvolvidos como o Brasil,
o mercado da domótica cada vez mais buscam integrar estes dispositivos com
comunicação wireless à sistemas de automação residencial, facilitando as atividades
residenciais diárias como acionamento de lâmpadas, mas com possibilidades que vão
muito além, como a capacidade de monitorar sinais vitais de pessoas com a saúde
debilitada que necessitam de tratamento especiais, que às vezes pode fazer diferença
entre a vida ou a morte, por exemplo.
21
3 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DOMÓTICO
Para o funcionamento de um sistema domótico ou de automação residencial,
são necessários vários elementos, que variam de acordo com o projeto. Como por
exemplo, um sistema de iluminação controlado via internet, é necessário utilizar
elementos que façam essa conexão; no entanto, se a automação do projeto não tenha
como requisito conexão internet, tal elemento é descartado. Isso faz com que cada
sistema de automação, seja altamente personalizado com os gostos específicos de
cada cliente.
No entanto, existem três elementos que são primários a qualquer tipo de
sistema domótico residencial, que são eles: sensores, que são os dispositivos que
capitam os sinais do mundo externo, e os transmitem em forma de dados; atuadores,
que são elementos que irão atuar sob o meio externo, como um interruptor de uma
lâmpada; e a central de controle, que são os dispositivos que irá receber a informação
dos sensores, tomar as decisões cabíveis, e enviar sinal para o atuador (SILVA, 2009).
Esses três elementos principais que compõe um sistema domótica, serão detalhados
e atribuídos exemplos ao decorrer deste capitulo, afim de orientar ao leitor sobre
opções de sensores e atuadores, e ao menos uma central de controle
(microcontrolador), que estão disponíveis e já consolidadas no mercado da domótica
e automação.
3.1 CENTRAL DE CONTROLE
A central de controle, é o dispositivo que faz a interligação entre os sensores,
atuadores e os próprio aparelho que desejasse automatizar. A também chamada
central de automação, é a responsável por receber informação dos sensores, e
através das rotinas previamente programadas, enviar um sinal elétrico ao atuador com
a resposta do feedback dos sensores. Os dispositivos que interagem com essa central
de controle, fazem uso de um tipo de protocolo de comunicação para tal, que podem
ser com fio, ou sem fio, como por exemplo o padrão IEEE Wireless, onde o sinal é
transmitido através do ar. Toda a “inteligência” que um lar inteligente possui, reside
na programação dentro desta central.
22
3.2 O ARDUINO
Existem diversos dispositivos de centrais de controle, e em que grande parte
deles, são dispositivos microcontroladores desenvolvidos dentro das próprias
empresas de automação, e vendidos junto a implementação do projeto. Porém,
também existem microcontroladores disponível ao consumidor final que vem com o
objetivo de proporcionar alternativas mais viáveis em relação aos projetos por
profissionais ou da área, como a plataforma Open Source Arduino.
3.2.1 Definição
Segundo o próprio site oficial do Arduino (2017-1), trata-se de uma plataforma
eletrônica de código-aberto composta por hardware e software de fácil utilização. As
placas Arduino são capazes de ler entradas, como sensores, botões e outros, e torna-
los em saídas, como por exemplo ativação de motores, relés, LED’s (Light-emitting
Diode) e outros, através de seu microprocessador.
Sendo assim, “Em termos práticos, um Arduino é um pequeno computador que
você pode programar entradas e saídas entre o dispositivo e os componentes
conectados a ele” (McROBERTS, 2011). O mesmo também pode ser compreendido
como o que é chamado de plataforma de computação física ou embarcada, ou seja,
um sistema que tem interação com o seu meio através de hardware e software.
3.2.2 Conceitos Sobre a Plataforma
Como um exemplo simples de seu emprego, pode-se fazer o acionamento de
uma lâmpada, por um determinado tempo programado, depois que um botão for
pressionado. Em tal exemplo, possui uma lâmpada e um botão conectados ao
Arduino, o botão pode ser considerado uma entrada (mediante a ação do usuário) e a
saída do sistema seria a lâmpada. Enquanto o botão não for pressionado, o Arduino
aguardará o acionamento pelo usuário, e logo após pressionado, a lâmpada acenderá
pelo tempo que foi estipulado, como por exemplo 30 segundos. Após passado o
intervalo de tempo, a lâmpada irá apagar, e o Arduino passaria a aguardar até que o
botão seja pressionado novamente. Ainda segundo McRoberts (2011), esse simples
sistema, poderia ser utilizado para controle de lâmpada em um closet, por exemplo.
23
Como o Arduino foi desenvolvido para levar praticidade em matéria de
eletrônica, o usuário poderia facilmente estender esse sistema, adicionando outros
componentes, como no caso de um sensor de movimento, displays de LCD (Liquid-
crystal Display), motores elétricos, dispositivos sonoros Buzzer, entre outros.
Conforme McRoberts (2011), uma das principais características do Arduino, é de que
ambos hardware e software são fonte aberta, isso significa que seu esquema
eletrônico e código fonte são abertos ao público, que tem a liberdade de os utilizar e
alterar, possibilitando a qualquer um até mesmo de criar sua própria placa clone, e
comercializa-la por exemplo.
Por conta do fato do Arduino ser uma plataforma de relativamente fácil
aprendizagem e possuir código-aberto, de acordo com Beghini (2013), tal liberdade
que os usuários encontram para modificar tanto o hardware como o software, levou à
uma grande popularidade do dispositivo em aplicações em que se usa eletrônica e
tem-se espalhado rapidamente pelo mundo. O único adendo dos criadores da
plataforma, é de que o usuário pode desenvolver sua própria placa clone e até mesmo
as comercializar, dês de que a placa clonada não use o mesmo nome impresso da
placa original italiana.
3.2.3 Características e Especificações Técnicas
A Figura 3 mostra o modelo de placa Arduino mais utilizado no ramo, o Arduino
Uno.
Figura 3 – Placa Arduino Uno original da Itália.
Fonte: McROBERTS, 2011.
24
As especificações técnicas da placa Arduino Uno, segundo o site da fabricante
do Arduino (2017-1), podem ser visualizadas na Tabela 1:
Tabela 1 – Especificações Técnicas do Arduino Uno
Fonte: ARDUINO, 2017-1.
Portanto, o Arduino Uno é uma placa que funciona baseada no chip
microcontrolador da Atmel, o ATmega328P. Ele possui 14 pinos de Entrada e Saída
digital e 6 pinos analógicos (onde são conectados os demais elementos como
sensores e atuadores), um cristal de quartzo de 16 MHz, conexão USB utilizado para
conectá-lo a um PC ou MAC para upload ou recuperação de dados através de sua
25
IDE (Integrated Development Environment), um conector de energia, e um botão de
reset. (McROBERTS, 2011, p.24).
3.3 ETHERNET SHIELD
As funcionalidades do Arduino ainda podem ser estendidas através dos
chamados Shields, que são basicamente placas modulares de circuitos impresso
semelhantes ao próprio Arduino, onde são embutidos outros dispositivos, como um
receptor GPS (Global Positioning System) que leva dados de posicionamento global,
ou módulos contendo o padrão Ethernet que dão possibilidade de conexão com a
internet, por exemplo. Conforme McRoberts (2011), tais placas são conectadas
através do encaixe físico entre de seus pinos, onde os pinos do Shield sobrepõem os
pinos do Arduino, e os estendem então até o topo de suas placas de circuito, fazendo
com que o usuário apesar de ter uma placa modular por cima do Arduino, ainda tenha
acesso a todas suas entradas e saídas. Segundo o site oficial da fabricante do Arduino
Ethernet Shield (2017-2), o é o dispositivo permite a placa Arduino conexão com a
Internet através de um cabo de rede no padrão RJ-45. O mesmo é baseado no chip
ethernet Wiznet W5100, que o proporciona o protocolo TCP/IP necessários para o
funcionamento da transmissão de dados na rede. Ele faz uso das bibliotecas Ethernet
que já são incluídas na plataforma para realizar a conexão, onde são informados
dados da placa como seu IP e endereço MAC. A placa pode ser visualizada, conforme
a Figura 4.
Figura 4 – Placa Arduino Ethernet Shield original da Itália.
Fonte: ARDUINO, 2017-2.
26
A Figura 4 refere-se a placa Arduino Ethernet Shield original da Itália, disponível
no site oficial da plataforma. O interessante é notar é que a placa também conta com
um slot para cartão micro SD, onde pode ser armazenado arquivos que podem ser
utilizados pela placa, como por exemplo, um código em html.
3.4 SENSORES
Sensores e atuadores são dispositivos fundamentais que auxiliam a compor um
sistema domótico. Eles podem ser conectados diretamente ao sua central
controladora, ou serem interligados através de uma interface, de acordo com o
dispositivo que realizará o controle do sistema. (SGARBI, 2007). Através deles a
central controladora irá receber entradas de medições feitas pelos sensores, e
computará a sua respectiva saída, onde os atuadores do sistema entram em ação
conforme o projeto. Como um exemplo prático empregando sensores e atuadores: um
sistema domótico que computa dados de entrada da temperatura ambiente, envia
para o microcontrolador, e caso a temperatura aferida pelo sensor for maior que o
valor estipulado pelo projeto, na saída do sistema o atuador é ativado, podendo ser
tanto um ventilador quanto um ar condicionado, e quando a temperatura medida pelo
sensor cai, e entra novamente na faixa de temperatura ideal, o ventilador ou ar
condicionado é desligado.
No mercado de componentes eletrônicos existe uma vasta gama de sensores,
de diversos tipos conforme a grandeza física que se deseja registrar. Conforme Silva
(2009), sensores podem ser definidos como dispositivos capazes de computar dados
do mundo real, como calor, umidade relativa do ar, radiação, dentre outros, e a partir
das medições aferidas, realizar o controle da grandeza conforme o sistema em que o
sensor está acoplado.
Tais dispositivos tem como característica uma mudança de comportamento
mediante à ação que uma grandeza física que atua sobre o mesmo, e
proporcionalmente a essa ação, o sensor fornece diretamente ou indiretamente um
sinal indicando a magnitude da grandeza. Segundo Silva (2009), os sensores que
trabalham convertendo uma forma de energia em outra diretamente, estes são
chamados de transdutores. Os demais sensores que operam indiretamente, mudam
27
alguma de suas propriedades como sua resistência ou impedância, afim de converter
a grandeza física de forma mais ou menos proporcional.
3.4.1 Sensor de humidade e temperatura DHT-11
Segundo consta no datasheet da fabricante do dispositivo, o sensor digital de
temperatura e umidade DHT11 é um sensor composto, que produz um sinal digital de
saída calibrado sob a temperatura e umidade. Nele é incluso um sensor resistivo de
componentes úmidos, junto a um dispositivo medidor de temperatura NTC, ambos
conectados com um microcontrolador 8-bit de alta performance. (AOSONG, 2017, p.
2). O sensor DHT11, da fabricante AOSONG, pode ser visualizado na Figura 5.
Figura 5 – Sensor de umidade e temperatura DHT11.
Fonte: AOSONG, 2017.
As especificações técnicas do sensor DHT11, conforme o datasheet do
fabricante Aosong (2017): o modelo DHT11 conta com uma alimentação de 3 V ~ 5 V,
consumindo uma corrente de 0,3 Ma; a faixa de medição da umidade é de 20 % a 90
% UR, já a faixa de medição da temperatura, vai de 0ºC a 50ºC; a precisão da medição
de umidade é à 50º C, ± 5,0 % UR, já a precisão da temperatura é de ± 2º C; as
dimensões do sensor são de 23 mm x 12 mm x 5 mm.
Conforme a figura 5, da esquerda para a direita, a funcionalidade de seus pinos
são: no pino 1, vai à alimentação Vcc de 3,5 V ~ 5,5 V; o pino 2 é o pino de
28
comunicação serial, que serve para captar as medidas de temperatura; o pino 3 não
possui nenhuma conexão (pino vazio); e o pino 4 deve ser colocado o fio terra.
3.4.2 Sensor de Movimento - PIR HC-SR501
O Sensor PIR (Passive Infrared Sensor) é um sensor com o propósito de captar
movimento, realizando tal tarefa através dos níveis de radiação infravermelha
(BEGHINI, 2013). Tal radiação infravermelha que é medida pelo sensor existe no
espectro eletromagnético e possui o chamado comprimento de onda maior do que as
luzes visíveis captadas pelo olho humano, fazendo com que ela não possa ser visível
ao olho nu, porem a mesma pode ser detectada através de outros dispositivos. De
acordo com Beghini (2013), tudo o que gera calor, produz também tal radiação
infravermelha, e sendo assim, tanto animais quanto seres humanos à produzem
inatamente. O termo encontrado na primeira sigla do sensor PIR, “passivo”, faz
referência ao modo como o sensor trabalha, considerado passivo pois não é capaz de
gerar nem irradiar qualquer energia à ser detectado. A Figura 6 retrata o dispositivo
físico sensor PIR do modelo HC-SR501 da fabricante EMY, o mais comum utilizado
no mercado.
Figura 6 – Sensor PIR HC-SR501.
Fonte: Henry’s Bench, 2017.
O sensor PIR do modelo HC-SR501 da fabricante EMY, segundo constatado
no datasheet, utiliza do sensor alemão PIR LHI778, que possui um design de sonda,
alta sensibilidade e confiabilidade, junto a um chip BISS0001 IC que controla como o
29
movimento é detectado. Na Figura 7, é possível enxergar tais ferramentas de ajustes,
bem como seus pinos conectores, que ficam na parte de traz do módulo sensor.
Figura 7 – Pinos e Ajustes de controle do Sensor PIR HC-SR501.
Fonte: Henry’s Bench, 2017.
Ainda conforme o datasheet da fabricante EMY (2017), O módulo ainda conta
com ajuste de sensibilidade, capaz de modificar a distância de detecção para um
alcance de 3 à 7 metros; também possui ajuste de delay de tempo, que determina por
quanto tempo o módulo irá mandar um sinal de saída alto, podendo variar de 3
segundos à 5 minutos.
3.5 ATUADORES
Uma residência que conta com os benefícios da domótica, além de possuir a
sua central de controle e seus sensores, também possui mecanismos que irão atuar
sobre os dispositivos finais da residencial inteligente, como um ventilador, que são os
chamados atuadores. De acordo com Silva (2009), os atuadores acabam por mudar
alguma de suas características de acordo com o pulso elétrico que chega sobre ele,
como por exemplo um motor de passo, que varia sua posição angular através do
pulso. Os atuadores são geralmente dispositivos eletromecânicos, com finalidade a
converter os pulsos elétricos que chegam a ele através das saídas da central de
30
controle em outros sinais, utilizados comumente como um mecanismo interruptor,
controlando se o dispositivo final está ligado ou deligado, como os módulos relés,
amplamente utilizados em projetos de domótica.
3.5.1 Módulo Relé
Os reles são dispositivos eletromecânicos que permite que um determinado
dispositivo final possa ser acionado através de um circuito de baixa potência, como
um circuito digital (EMBARCADOS, 2017). Para que os relés possam ser utilizados no
acionamento de cargas, os mesmos são colocados nos chamados módulos, que são
basicamente o relé (o mecanismo eletromecânico propriamente), junto a uma placa
eletrônica com pinos para a entrada de dados, bem como suas saídas, como exibido
na Figura 8.
Figura 8 – Módulo Relé 5V com quatro canais, modelo SRD-05VDC-SL-C.
Fonte: FILIPEFLOP, 2017.
Os contatos que aparecem na parte de cima da Figura 8, são chamados de
contatos normalmente aberto, normalmente fechado e comum. De acordo com o blog
internacional Embarcados (2017), essa classificação dos contatos faz referência ao
estado de repousa da bobina de um relé; quando o relé se encontra desligado, os
contatos normalmente aberto e fechado estão respectivamente, aberto e fechado, em
posição inicial, porém quando o rele é ativado, os contatos mudam de estágio, sendo
assim, o normalmente aberto fica fechado, e o normalmente fechado fica aberto.
As especificações técnicas do módulo relé 5v com quatro canais modelo SRD-
05VDC-SL-C, de acordo com a revendedora Filipeflop (2017), são: tensão de
operação 5 V DC, controla cargas de 220 V AC, opera com corrente de 15 mA ~ 20
Ma; o modelo ainda conta com LED indicador de status, dimensões 8 x 6 x 2 cm.
31
3.5.2 Motores de passo
Outro atuador que também é muito utilizado nos sistemas domóticos,
principalmente em cortinas e persianas, são os motores de passo. O motor de passo
tem como função atuar como um transdutor, que por sua vez são os responsáveis por
transformar os pulsos elétricos que chegam até ele, em energia mecânica, sobre
forma de rotação. A cada pulso de excitação que é recebido, é causada uma rotação
do eixo do motor, que é caracterizado por um ângulo incremental conhecido como
passo (BEGHINI, 2013). O passo do motor, normalmente vem especificado no
datasheet do fabricante, e pode ser controlado precisamente por um circuito externo
ou microcontrolador, como um Arduino por exemplo. A tolerância de erros que pode
existir num determinado ângulo incremental é geralmente menos que 5%, e não se
acumulam a cada rotação.
Em sistemas domóticos que utilizam em seu sistema de iluminação cortinas e
persianas, é necessário a utilização de um motor de passo, que é instalado
diretamente no trilho da cortina/persiana, possibilitando assim abri-las e fecha-las a
qualquer momento, independentemente do tamanho ou material. Esses sistemas de
iluminação que possuem tal dispositivo, podem ser acionados através de um controle
remoto, interruptor, ou pelo próprio microcontrolador, podendo ser acionado em uma
determinada hora do dia, por exemplo (SILVA, 2009). A automação aumenta a vida
útil das cortinas e persianas, pois trabalham com velocidades constantes, e não
depende de cordas, cintas ou outros acionamentos manuais, que são sujeitos à falha.
Figura 9 – Funcionamento de persianas automatizadas.
Fonte: Silva, 2009.
32
4 COMPARAÇÃO DE CUSTOS DE SISTEMAS DOMÓTICOS
Este capítulo do trabalho contém informações referentes a custos de sistemas
domóticos, utilizando pesquisas de custo não só de referências bibliográficas, mas
também de orçamento de empresas de área. É importante delimitar que este trabalho
se trata de uma revisão de literatura, e os sistemas que aqui serão expostos tem como
o objetivo de orientar ao leitor aos tipos de sistemas existem no mercado e aos
elementos que podem estar sendo utilizados tanto em sistemas caseiros quanto
profissionais, portanto não se tratando de um trabalho de implementação (como fazer
o projeto, ou sua programação).
Como já exposto antes, no Capítulo 1 deste trabalho, o preço de sistemas
demóticos, ainda que venha caindo no decorrer do tempo, continua sendo vendido a
preços exorbitantes em decorrência do grau de tecnologia que é utilizando no sistema
físico propriamente, e no grau técnico que é necessário do profissional que aplica a
mão de obra, comumente chamado de integrador de sistemas. Segundo Muratóri e
Bó (2011), mesmo para o padrão de vida de países de primeiro mundo, como os
Estados Unidos da América ou países europeus, os sistemas de automação
residencial e domóticos, são relacionados com artigo de luxo por conta do preço. No
Brasil, onde tais tecnologias demoram ainda mais para chegar, e como geralmente as
peças de um sistema são importadas, o imposto aplicado sobre os mesmos acabam
por nos trazer preços incompatíveis com os padrões de vida da sociedade.
4.1 TIPOS DE CUSTOS EM UM SISTEMA DOMÓTICO PROFISSINAL
Existem diversos tipos de custos para sistemas domóticos, é normalmente esse
tipo é atrelado ao tipo de tecnologia que está sendo utilizado pelo sistema. No entanto,
os principais tipos de custo de um sistema são contabilizados em três formas. A
primeira forma de cobrança de um sistema de automação é baseada no valor do
imóvel em si, e não sob o valor monetário do equipamento físico. De acordo com Lima,
Nobre e Alencar (2015), o custo de um sistema de automação custa em média 3% do
valor da casa, sendo assim, para automatizar dispositivos simples como elementos
de iluminação, ventilação e segurança de um imóvel no valor de R$ 500.000,00, seria
entorno da faixa dos R$ 15.000,00.
33
Outra forma de estabelecer preços de sistemas domóticos que as empresas
utilizam, é basicamente a cobrança no valor dos dispositivos físico envolvidos, bem
como o serviço de mão de obra. Conforme Silva (2014), esse tipo de cobrança é
utilizado em diversas empresas da área, já que em grande parte dos casos, o cliente
que contrata esse tipo de serviço possui um imóvel com um valor nominal alto, o que
torna a prática de cobrança por porcentagem de imóvel muitas vezes sobrevalorizada.
Nesse tipo de cobrança, os valores dos dispositivos para uma automação simples,
como um sistema de iluminação e ventilação via internet, só a central de controle gira
em torno dos R$ 1.000,00, e a mão de obra é dividida em duas partes: na primeira
trata-se apenas do custo da instalação do sistema, e a segunda parte é a mão-de-
obra referente a programação customizada conforme o pedido do cliente.
Também existe o custo de implementação de sistemas domóticos que são
feitos através de contratos com a empresa prestadora de serviços de automação,
onde é estabelecido uma taxa de valor mensal ao cliente que o contratou. Segundo
Ramos e Santos (2015), esse tipo de cobrança geralmente é feito para clientes que
contratam serviços que utilizam de servidores, que necessitam estar sempre
disponível online pela empresa prestadora, ou serviços de façam uso de sistemas de
computação em nuvem, como por exemplo sistemas que utilizam de assistentes
virtuais com inteligência artificial.
4.2 CUSTO ATRELADO À PROJETOS PROFISSINAL
Com os valores que um projeto profissional da área de automação residencial
que chega facilmente na casa dos R$ 10.000,00, vários profissionais da área da
engenharia elétrica, computação e mecatrônica andam migrando para a área da
automação, o que acarreta um mercado competitivo e inovador na área, onde quem
ganha não é só o empreendedor, como o cliente que espera sempre preços mais
competitivos. Segundo uma reportagem pertinente a área da automação residencial
no Brasil, redigida pela Globo (2013), uma empresa da área, a Optiart Tecnologia
Inteligente, investiu cerca de R$ 100.000,00 entre equipamentos e cursos, e tiveram
um faturamento de R$ 1 milhão em 2012, com seus projetos variando entre R$
10.000,00 e R$ 30.000,00. Em um dos projetos feitos pela empresa, foi instalado um
controle de iluminação, temperatura (ar-condicionado) e central multimídia pelo valor
34
de R$ 30.000,00; em outro, um sistema domótico que contém iluminação, temperatura
e um projetor, ficaram no valor de R$ 26.000,00.
Para um melhor efeito comparativo, também foi requisitado um outro projeto de
sistema de automação residencial feito por uma empresa local, Domox Automação
Residencial LTDA, situada em Londrina, Paraná. No orçamento do projeto requisitado,
representado pelo Anexo A, foi pedido a implementação de um sistema de iluminação,
com duas lâmpadas, e sistema de controle de temperatura, com saída para dois ar-
condicionado, o que totaliza quatro saídas para os elementos finais. Na Tabela 2, é
possível observar os preços do orçamento requisitado.
Tabela 2 – Tabela com os valores do Orçamento do Projeto, empresa Domox.
Fonte: Domox, 2017.
Em tal sistema, a central de comando utilizada é a Touch Central Smart, no
valor de R$ 999,00. Os sensores e atuadores são colocados juntos, em uma só
interface, a chamada Touch Light 4x4, no valor de R$ 1.199,00, com módulo para
duas lâmpadas (somente botões liga e desliga), e dois ar-condicionado (com
potenciômetro para regulagem da temperatura). No projeto requisitado, foram feitas
duas cobranças de mão de obra, conforme exposto no item anterior; na primeira, vem
a instalação com mão-de-obra especializada, no valor de R$ 600,00, já a segunda, é
referente ao serviço de programação dos dispositivos inerentes ao projeto, no valor
de R$ 1.500,00. Sendo assim, o valor total do orçamento do projeto, ficou em R$
4.298,00.
É uma diferença grande em comparação aos valores da empresa Optiart, que
ficam na casa dos R$ 15.000,00, porém a automação residencial feita pela Domox, é
mais simplificada, já que não conta com nenhum tipo de equipamento multimídia.
Outro fator que pode vir a justificar tal diferença de valores é o fato da notícia não
deixado claro qual o método que a empresa Optiart utiliza na cobrança aos clientes, e
35
ao pelos preços praticados, a empresa parece optar pela cobrança por porcentagem
do valor do imóvel, diferente da empresa Domox, que utiliza o método de cobrança
por equipamento, mais a mão-de-obra.
4.3 CUSTO ATRELADO À PROJETOS CASEIROS
Os custos dos projetos de sistemas domóticos, quando caseiros, apresentam
um preço bem abaixo do praticado pelas empresas de automação. Para efeito de
comparação, serão expostos dois projetos de sistema de automação residencial
feitos-em-casa, por diferentes autores, apresentados em forma de artigos científicos.
Para o primeiro exemplo de projeto amador, conforme Lima, Nobre e Alencar (2015),
o projeto elaborado comporta uma casa em um condomínio residencial, e conta com
automações: dos dispositivos de iluminação interna e externa, do portão principal da
residência, do controle de temperatura interna, e um sistema de segurança simples
com sirene. Neste primeiro projeto, a central de comando utilizada fui o Arduino Mega,
que é basicamente a mesma placa Arduino uno, porém com mais pinos para entrada
e saída, e melhorias gerais como aumento de memória interna, processamento e
outros aspectos técnico; como se trata de um projeto que utiliza conexão com a
internet, também é necessária uma placa Ethernet Shield; são necessários cabos
jumper e fio elétrico 6mm; também utiliza um sensor PIR, um sensor de umidade e
temperatura DHT11, um módulo relé de 6 canais, e um cabo IR (para enviar comandos
infravermelhos a uma TV, por exemplo). A tabela 3 apresenta o orçamento do
equipamento utilizados no projeto cotados em duas lojas.
Tabela 3 – Tabela com os valores do Orçamento do Projeto Amador.
Fonte: Lima, Nobre e Alencar (2015).
36
Nesse primeiro dos projetos caseiros, conforme mostra a tabela 3, foi escolhido
o menor dos preços de ambas as lojas; no valor total do projeto, a quantia de todos
os elementos necessários para um simples sistema domótico, com controle de
iluminação, temperatura e uma simples segurança, sai na faixo dos R$ 327,00, o que
por si só já começa a mostrar as diferenças de valores entre os projetos profissionais
e projetos caseiros.
Para a elaboração de uma comparação com diferentes autores, foi introduzido
outro projeto amador, assim como foi feito para os projetos profissionais. Neste
segundo projeto caseiro, elaborado por Silva (2014), o sistema domótico foi feito para
comportar controle de luminosidade, temperatura e segurança simples operados via
internet, diferenciando-se do primeiro apenas por ter um sensor de gás (de cozinha),
e com um padrão de comunicação um pouco diferente do infravermelho (padrão
ZigBee), porém com o mesmo propósito. Tal sistema caseiro, tem a aparência
conforme a Figura 10.
Figura 10 – Sistema domótico amador.
Fonte: Silva (2014).
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O sistema domótico caseiro feito por Silva (2014), utiliza-se dos seguintes
elementos: como central de comando, também foi utilizado a placa Arduino Mega, no
valor de R$ 69,90; 3 sensores XBee Series 2, com preço unitário de R$ 22,95, junto a
3 Adaptadores USB XBee, de preço unitário R$ 20,00, que são utilizados para fazer a
comunicação da central de controle com os periféricos; um Shield WiFi CC3000 no
valor de R$ 39,95, que serve como um Ethernet Shield; um sensor PIR no valor de R$
12,90; um sensor de gás no valor de R$ 19,90; um sensor de temperatura, no valor
de R$ 6,50; e por último uma fonte de tensão 12V e 9V, no valor de R$ 41,00.
O custo total do projeto, foi de R$ 538,67, no entanto, como os elementos são
importados, também existe o custo do imposto junto à importação, que são no valor
de R$ 308,00. Isso faz com que, o valor total do projeto, seja de R$ 846,67. Isso faz
com que faz com que o projeto tenha valor um pouco superior do que o projeto de
sistema domótico feito por Lima, Nobre e Alencar, que se encontra com o valor total
de R$ 327,00. No entanto, não chega nem perto do valor que é cobrado por empresas
que vendem sistemas profissionais.
4.4 SÍNTESE DO ORÇAMENTO DE SISTEMAS PROFISSIONAIS E AMADORES
Diferentemente dos valores que são praticados pelas empresas profissionais
da área da automação, os projetos amadores (caseiros/feito-em-casa), que andam
ganhando espaço entre hobbistas e curiosos sobre a área, geram um custo muito
abaixo do cobrado por profissionais. Segundo Lima, Nobre e Alencar (2015), existem
diversos motivos para tal fato, como o preço dos equipamentos de propriedade da
empresa, que podem utilizar de melhores componentes para extensão da vida útil do
sistema domótico, e o fator relacionado a mão-de-obra, onde seu valor, como ilustrado
na tabela 2, chega a quase ultrapassar o preço dos equipamentos físicos
propriamente, contra a mão de obra amadora, que cuida da elaboração do código e
do projeto eletrônico.
Em síntese, os projetos profissionais, tanto no projeto da empresa Optiart, onde
o valor cobrado na automação residencial é em torno entre R$ 10.000,00 a R$
30.000,00, quanto na empresa Domox, onde é cobrado um valor de R$ 4.298,00,
sustentam o fato de que realmente, são projetos profissionais que ultrapassam o
padrão de renda da maioria dos brasileiros, por isso ainda são vistos como artigos de
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luxo. Já os projetos feitos-em-casa, onde no primeiro, elaborado por Lima, Nobre e
Alencar, com o valor total de R$ 327,00, e no segundo, elaborado por Silva, tem como
valor total R$ 846,67. Isso contata que a diferença entre os preços dos sistemas
domóticos profissionais dos amadores, é mais do que abrupta, no entanto, para a
construção de um sistema caseiro, é necessário que o usuário saiba pelo menos
noções básicas de eletrônica, e um pouco de conhecimento na linguagem de
programação do Arduino (muito similar à linguagem C), que existem de sobra na
internet. Conforme Silva (2014), para que o sistema domótico elaborado funcione da
maneira esperado, é necessário que o hobbista ou curioso sobre a área estude por
algum tempo sobre a IDE do Arduino e sua linguagem, o que pode não ser de
interesse de muitos, por isso, sempre existe a opção do mercado profissional, apesar
de ter um valor muito maior.
39
CONSIDERAÇÕES FINAIS
É quase impensável o que seria da humanidade em tempos contemporâneos
se não fosse pelo avanço tecnológicos que a automação nos propiciou. No primeiro
momento deste trabalho, é possível perceber o quanto a automação se transformou
em tão pouco tempo, dos gigantes metálicos industriais até a chegada das centrais
de automação domótica minúsculas, que ganham cada vez mais espaço na vida
cotidiana. Apesar da domótica ainda atingir apenas uma pequena fatia no mercado, é
mais do que evidente que seu rápido crescimento, apenas mostra o potencial que tais
tecnologias podem chegar, levando em consideração que as barreiras entre o mundo
físico e virtual diminuem cada vez mais, no Brasil e no mundo.
Apesar do trabalho não possuir um viés prático, aqui são descritos alternativas
para um sistema domótico feito por empresas profissionais da área, disponíveis em
grande quantidade até mesmo em território nacional. Com todos elementos de um
sistema domótico apresentados, e com vários exemplos de dispositivos que podem
estar sendo utilizados para tal, o leitor deste trabalho que possuir interesse na área
terá um ponto de partida em referencial teórico sobre como funciona uma central de
automação baseada no microcontrolador Arduino e seus demais componentes.
Para efeito de comparação entre sistemas domóticos profissionais com
sistemas feito-em-casa, no último capítulo é apresentado dados reais e atualizados
que apenas revelam o quão grande é tal disparidade dos custos entre ambos
sistemas. Claro, o sistema profissional apresenta uma melhor qualidade no geral, com
dispositivos muitas vezes pesquisados e desenvolvidos pela própria empresa de
automação, o que acaba levando um ciclo de vida maior para o sistema. No entanto,
apesar dos sistemas caseiros ser necessário um certo esforço individual na parte da
programação e da eletrônica, estes sistemas domóticos apresentam um custo quase
irrisório perto dos sistemas profissionais, o que pode servir como um incentivo para o
leitor com interesse na área, sendo que uma vez que um sistema amador esteja pronto
e posto em prática, o projeto se pagará em poucos dias, dependendo da economia
que o sistema pode trazer.
Como proposta para trabalhos futuros, uma outra central de automação que
pode estar sendo utilizada ao invés da plataforma Arduino, seria a plataforma
Raspberry, que também ganha cada vez mais espaço em sistemas caseiros. Apesar
40
desta ter um preço de quase o dobro do preço do Arduino, como o Raspberry se trata
de um computador de bolso e não apenas um microcontrolador, ela pode levar muito
mais opções para um sistema domótico, principalmente na parte de centrais
multimídia, que são um ponto fraco da plataforma Arduino.
41
REFERÊNCIAS
AOSONG® Co., Ltd. Aosong Website. Temperature and Humidity module – DHT11 Product Manual. Datasheet. Disponível em: <https://akizukidenshi.com/download/ds/aosong/DHT11.pdf> Acesso em: 15 de outubro 2017.
ARUINO-1. Arduino UNO & Genuino UNO. 2017-1. Disponível em:<https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno>. Acesso em: 14 de outubro 2017.
ARUINO-2. Arduino Ethernet shield. 2017-2. Disponível em:<http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield>. Acesso em: 14 de outubro 2017.
AURESIDE – Associação Brasileira de Automação Residencial e Predial. A crescente demanda pelo gerenciamento de energia impulsiona o mercado de Automação Residencial. Artigo técnico da biblioteca da AURESIDE, jan. 2017. disponível em: <http://aureside.blogspot.com.br/2017/01/a-crescente-demanda-pelo-gerenciamento.htmlf> Acesso em: 1 de maio 2017.
BEGHINI, L. B. Automação Residencial de Baixo Custo Por Meio De Dispositivos móveis com sistema operacional Android. São Carlos – 2013. Disponível em: <http://www.tcc.sc.usp.br/tce/disponiveis/18/180450/tce-04022014-152853/?&lang=br> Acesso em: 26 de abril 2017
EMY® Eletronics. HC-SR501 PIR Motion Detector. Datasheet. Disponível em: <http://www.mpja.com/download/31227sc.pdf> Acesso em: 3 de maio 2017.
FILIPIFLOP®, Loja Virtual. Módulo Relé 5V 4 Canais. São Paulo – 2017. Disponível em: <https://www.filipeflop.com/produto/modulo-rele-5v-4-canais/> Acesso em: 17 de outubro 2017.
FUENTES, R. C. Apostila de Automação Industrial. Curso de Eletrotécnica. Universidade Federal do Santa Maria - UFSM, Santa Maria, 2005. Disponível em: < http://w3.ufsm.br/fuentes/index_arquivos/CA01.pdf> Acesso em: 1 de novembro 2017.
O GLOBO. Empresa fatura R$ 1 milhão com serviços de automação residencial. Revista virtual G1, Pequenas Empresas e Grandes Negócios. 5 de maio de 2013. Disponível em: <http://g1.globo.com/economia/pme/noticia/2013/05/empresa-fatura-r-1-milhao-com-servicos-de-automacao-residencial.html> Acesso em: 17 de outubro 2017.
Henry’s Bench Website. Arduino HC-SR501 Motion Sensor Tutorial: The HC-SR501 Passive Infrared (PIR) Motion Sensor. Disponível em: <http://henrysbench.capnfatz.com/henrys-bench/arduino-sensors-and-input/arduino-hc-sr501-motion-sensor-tutorial/#attachment%20wp-att-2111/0/> Acesso em: 3 de maio 2017
42
Home Automation Market: Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2014 – 2020. Transparency Market Research (TMS). 2014. Disponível em:<http://www.transparencymarketresearch.com/sample/sample.php?flag=S&rep_id=785 > Acesso em: 1 de maio 2017.
LIMA, E. M. S. L.; NOBRE, A. Y. M.; ALENCAR. R. A. E. Automação Residencial de Baixo Custo Com Arduino Mega e Ethernet Shield. Disponível em: <http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17829/material/ARTIGO01.pdf> Acesso em: 26 de abril 2017.
MCROBERTS, M. Arduino Básico. 1. Ed. São Paulo: Novatec Ltda, 2011.
MURATORI, J. R.; BÓ, P. H. D. Automação Residencial: conceitos e aplicações. 1. Ed. Belo Horizonte: Educere Editora, 2013.
Pesquina Nacional por Amostra de Domicílios: Acesso à Internet e à Televisão e Posse de Telefone Móvel Celular para Uso Pessoal. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. Disponível em: <http://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv95753.pdf> Acesso em: 1 de maio 2017.
RAMOS, A. L. C.; SANTOS, J. E. L. Sistema integrado de automação residencial com comunicação sem fio. Curitiba – 2015. Disponível em: <http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/3874/1/CT_COEAU_2014_2_04.pdf> Acesso em: 26 de abril 2017
SILVA, B. R. S. D. Sistema de automação residencial de baixo custo para redes sem fio. Porto Alegre – 2014. Disponível em: <http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/101188/000931903.pdf> Acesso em: 26 de abril 2017
SILVA, D. S. D. Desenvolvimento e Implantação de um Sistema de Supervisão e Controle Residencial. 2009. 62 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2009. Disponível em: <https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/15219/1/DaniseSS.pdf > Acesso em: 7 de maio 2017.
43
ANEXO A
Orçamento do sistema de automação residencial feito pela empresa Domox.