Trabalho de automação

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO 
DISCIPLINA – AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
RELÁTORIO DE EXPERIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
WANDERSON CARVALHO FERNANDES 
PROFESSOR ME MARCOS WURZER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALTO HORIZONTE - GO 
2020 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
RESUMO ................................................................................................................................1 
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................... 1 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 1 
1.1.1 Sensor de Temperatura e Umidade ................................................................................ 2 
1.1.2 Sensor de Temperatura e Umidade com um LED .......................................................... 4 
1.1.3 Sensor de Temperatura e Umidade com três LED.......................................................... 6 
1.1.4 Sensor Ultrassom ............................................................................................................ 9 
1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 10 
1.2.1 Objetivo geral................................................................................................................. 11 
1.2.2 Objetivos específicos...................................................................................................... 11 
2 METODOLOGIA .............................................................................................................. 12 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................ 13 
4 CONCLUSÕES................................................................................................................... 14 
5 AGRADECIMENTOS........................................................................................................ 15 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 16 
 
 
 
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RESUMO 
Arduino foi desenvolvido para auxiliar nos estudos referentes ao micro controladores, 
sendo um dispositivo de baixo custo e fácil uso, desenvolvido na Itália sua aceitação mundial 
se tornou inevitável tornado a referência em prototipagem e estudos de micro controladores 
sendo um dispositivo de hardware aberto. O presente trabalho visa apresentar alguns conceitos 
referente a automação industrial, bem como demostrar alguns usos simples do arduino com 
discrição do código fonte baseado nos códigos fornecidos nas aulas práticas do roteiro de estu-
dos, dessa forma foi desenvolvido os experimentos propostos no roteiro de estudos. 
 
Palavras-chave: Arduino, Automação industrial, Sensores. 
 
Abstract: The Arduino was developed to aid in the studies of microcontrollers, being a lowcost 
and easy-to-use instrument developed in Italy to its worldwide acceptance, becoming inevitably 
a reference in prototyping and studies of microcontrollers being a hardware device Open. The 
working papers are several applications in the content management of the private behavior, in 
the content of disciples of disciples of disciples of the behaviors in the actions of the proph-
ylation, the behaviors of this study was to be used in the studies. 
 
Keywords: Arduino, Industrial automation, Sensors. 
 
 
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1 INTRODUCAO 
Desenvolvido na Itália o arduino foi projeto com a finalidade de promover os ensinamentos 
dos micro controladores aos estudantes italianos, seu sucesso foi grandioso sendo comerciali-
zado no mundo inteiro, tornando se uma referência quando o assunto e prototipagem, utilizando 
para programação a linguagem C. 
 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Desenvolvido em Ivrea na Itália em 2005 para alavancar os estudos relacionados a micro 
controladores em escolas italianas, o arduino é considerado com uma plataforma de prototipa-
gem com hardware livre, sendo que na sua construção e utilizados micro controladores da fa-
bricante ATMEL, sendo utilizado como linguagem para sua programação C/C++. (AMARAL, 
ARAÚJO, MORAIS et al, 2016). 
Seus idealizadores foram os italianos Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gi-
anluca Martino e David Melis, iniciaram o desenvolvimento do projeto arduino para garantir 
um maior alcance da tecnologia com micro controladores aos estudantes italianos, tendo como 
foco o baixo custo o sucesso do hardware foi garantindo tornando o arduino umas das grandes 
referências ao estudo referentes a micro controladores. 
A automação e considerada como um processo a ser utilizando para automatizar diver-
sas atividades consideradas repetitivas do dia a dia, para tanto utiliza diversos dispositivos ele-
tromecânicos para realizar tal procedimento, dessa forma a automação industrial visa repassar 
as atividades realizadas antes por pessoas para maquinas visando a redução do custo de produ-
ção a longo prazo é maximizando o número de itens fabricados. (RODRIGUES, 2017). 
A programação do arduino e realizada por meio da IDE, para tal e utilizando a lingua-
gem em C, sendo esta uma linguagem de alto nível e estruturada, sendo considerado com uma 
sintaxe simples e portátil, pode se utilizar a linguagem c em diversas outras plataformas permi-
tindo que a interação com outra linguagem de baixo nível como por exemplo o assembly. (SAN-
TOS, 2009). 
 
 
 
 
 
 
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1.1.1 Sensor de Temperatura e Umidade 
Nesse circuito, foi utilizado o sensor de temperatura e umidade para realizar as aferições 
da temperatura ambiente e umidade DHT 11. Foi adicionado a biblioteca do sensor DHT para 
realizar os cálculos de temperatura e umidade conforme os dados do sensor convertendo os em 
números para ser impressos na tela do computador. 
O sensor DHT 11, foi alimentado com os terminais positivo e negativo do arduino e sua 
saída de dados foi atrelado a porta 3 do arduino uno, nesse caso o arduino irá obter os dados de 
temperatura e umidade do sensor DHT 11 através do seu pino 3 e informar esses valores na tela 
do computador. 
O sensor DHT 11 ficará constantemente realizando leituras do local onde o mesmo está 
localizado, realizando um monitoramento da temperatura e umidade, informando esses dados 
em tempo real na tela do computador, dessa forma a atuação do sensor para esse experimento 
e bem simples, o software instalado realiza apenas a leitura dessas grandezas. 
 
 
A figura acima apresenta o codigo implementação para realização do experimento, com 
algumas alterações realizadas, a primeira linha com o codigo “#include ” realiza a inclusão da 
 
 
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biblioteca do sensor DHT, a segunda linha define o tipo do sensor, nesse caso DHT 11 como 
está informado no codigo. 
 
 
 
A quarta e quinta linha declaramos uma variável do tipo float para armazenar os dados 
de temperatura e umidade. Variáveis do tipo float são utilizadas para armazenar números reais 
limitados a 4 bytes, foram declaradas as variáveis temperatura e umidade para receber os dados 
do sensor. 
A linha oito define o pino em qual o sensor será conectado, sendo este agora o respon-
sável para realizar a leitura dos dados, dessa forma nesse codigo o arduino irar interpretar os 
dados recebidos pela porta 3 e realizar a conversão das informações do sensor para números a 
serem impressos na tela do computador. 
Ao ser ligado o arduino irá iniciar o comandos implementados pelo “void setup()” uma 
única vez, dessa forma se define a velocidade de comunicação pelo comando “Serial.begin()”. 
Após esse procedimento o comando “Serial.println(“Aguardando...”), irá aparecer a mensagem 
na tela do computador “Aguardando...”, e por último “dht.begin()” ativa o sensor. 
Após executar oscomandos do “void setup()” o arduino passará a executar constante-
mente os comandos presente no “void loop()”, dessa forma o procedimento será resumido em 
esperar três segundos, receber os dados de umidade e temperatura e informa-los na tela do 
computador conforme implementado no codigo. 
 
 
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O comando “delay(3000)” realiza uma pausa de 3 segundos para seguir ao próximo co-
mando, que nesse caso será “umidade = dht.readHumidity()” tal comando realiza a leitura de 
umidade do sensor e o armazena na variável tipo float umidade. O comando “temperatura = 
dht.readTemperature()” realiza o mesmo procedimento porém realizando a leitura de tempera-
tura e armazenando em outra variável ripo float declarada. 
Os comandos “print(“ ”)”, são responsável por colocar na tela do computador a mensa-
gem que se encontra entre parentes, nesse caso foi utilizado para informar os nomes “Umidade”, 
“%”, “Temperatura” e os dados de umidade e temperatura obtidos pelo sensor. Para finalizar 
com o comando “println( “ *C”)”, informando o símbolo de graus celsius. 
O comando “print(“ ”)” informar em uma única linha o que foi informado entre parentes, 
dessa forma adicionar vários comandos prints não terá a quebra de linha, sendo informado tudo 
através de uma única linha, enquanto o comando “println(“ ”)”, realiza a quebra de linha per-
mitindo que a mensagem será exibida linha por linha e não em uma única linha. 
 
1.1.2 Sensor de Temperatura e Umidade com um LED 
 
O funcionamento desse circuito será semelhante ao circuito anterior, contudo será utili-
zando um LED para ser acionado após atingir uma determinada temperatura, dessa forma para 
proteger o LED será utilizado um resistor a ser conectado antes do LED. O pino de conexão do 
Sensor DHT 11 se manteve o pino 3 enquanto o pino 2 será utilizado para alimentar o LED. 
 
 
 
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O programa apresenta algumas funções semelhantes ao codigo anterior, como por exem-
plo “#include “DHT.h”, o qual faz a inclusão da biblioteca do sensor DHT. As novas funções 
adicionadas foram o comando “pinMode(2, OUTPUT)”, o que define o pino dois do arduino 
como sendo um pino de saída. Tem se o comando “Serial.println(“ ”)” que irá imprimir na tela 
do computador o valor informado. O comando “dhtl.begin” inicia o sensor dht11. 
O comando “float tl = dhtl.readTemperatura()”, realiza a leitura do sensor de temperatura 
e posteriormente armazena em variável do tipo float, a qual consegue trabalhar com números 
reais de até 4 bystes, depois temos os comando para imprimir na tela do computador o valor da 
temperatura. Antes possui o comando delay a qual irar esperar uma contagem de 3 segundos 
para realizar a leitura da temperatura. 
 
 
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O comando “if” realiza uma comparação nesse caso se o valor da temperatura for superior 
a 30 °C o comando será executado, enquanto o comando “else” seria o comando “se não”, se a 
condição do comando “if” não for atendida o comando “else” executa a função estabelecido. 
Nesse caso foi utilizado o comando “digitalWrite(2, HIGH)” informar para o arduino que a 
porta digital recebera um sinal em nível alto, ou seja quando a temperatura for maior que 30 
pelo comando “if” o LED irá se acender, enquanto o comando “digitalWrite(2, LOW), irá des-
ligar o LED caso a temperatura seja menor que 30 °C através do comando “else”. 
 
1.1.3 Sensor de Temperatura e Umidade com três LED 
O funcionamento desse circuito será de forma semelhante ao circuito anterior, contudo 
será adicionando mais dois LED para identificação dos estágios de temperatura dessa forma 
após atingir cada valor programado de temperatura alguns dos três LED irá ser ligado conforme 
for atingido os valores de temperatura. 
 
 
 
 
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Nesse caso, as adições no codigo foram a definição do pinos 3,4 e 5, como pinos de saída 
por meio do comando “pinMode(0, OUTPUT)” dessa forma o comando define qual pino será 
classificado como entrada ou saída (INPUT, OUTPUT), tal definição e realizado através do 
void loop (). 
O comando “if” realiza uma comparação com os dados de leitura do sensor com o valor 
programado enquanto o comando “else” irá executar as funções em um caso diferente do co-
mando “if”, em analogia o comando “if” refere se um “se” enquanto o comando “else” se refere 
a um “se não”. 
 
 
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Nesse caso, o comando “if(tl >=30) {digitalWrite(3, HIGH);” irá acionar o LED quando 
a temperatura lida pelo sensor seja maior ou igual a 30° C, enquanto o comando “else{(digital-
Write(3, LOW);}” desliga o LED caso a temperatura seja menor que 30°C. O comando “if (tl 
>=20 and tl<=29) {digitalWrite(4, HIGH);}” irá ligar o LED conectado a porta 4 caso a tem-
peratura seja maior ou igual a 20 °C e menor ou igual a 29° C, e o comando “else{digital-
Write(4, LOW);} irá desligar o LED caso a temperatura não esteja conforme as condições do 
codigo “if”, ou seja se a temperatura não esteja entre 20 °C e 29 °C. 
 
 
 
 
O comando “if(tl <= 19){digitalWriter(5, HIGH)} irá ligar o LED conectado na porta 5, 
se a temperatura estiver menor que 19° C, e o comando “else{digitalWrither(5, LOW);} irá 
desligar o LED caso a temperatura não seja menor que 19 °C, conforme a programação. Através 
do comando “println(“ ”)” será informado a temperatura lida pelo sensor com um intervalo de 
3 segundos conforme programado pelo comando “delay(3000). 
 
 
 
 
 
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1.1.4 Sensor Ultrassom 
 
O circuito do experimento 4 será utilizado para aferição da distância, o sensor de ultras-
som emite uma onda sonora que após encontrar um objeto o mesmo retorna ao sensor, e por 
meio da biblioteca será realizado o cálculo da distância apresentada. A figura a seguir demostra 
o código utilizado para implantação do circuito. 
 
 
Para inclusão da biblioteca do sensor ultrassom e utilizado o codigo “#include , os co-
mandos “#define echoPin 13”, “define trigPin 14” define os pinos de entrada do sensor ultras-
som, o comando “Ultrasonic ultrasonic (12,13)” define os pontos 13 e 14 como pinos referentes 
aos sensores de ultrassom. 
Os comandos digitalWrite (trigPin, LOW), define o pino 12 com sinal baixo, após a con-
tagem de 2 microssegundos por meio do comando “delayMicroseconds(2), o comando “digi-
talWrite(trigPin, HIGH)” coloca o pino 13 como sinal em nível alto e após um tempo de 10 
microssegundos por meio do comando “delayMicroseconds(10)” e posteriormente coloca o 
pino em nível baixo por meio do comando “digitalWrite(trigPin, LOW)”. 
 
 
 
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E utilizado uma variável do tipo inteiro para armazenar o valor da distância em centíme-
tros por meio do codigo “int distancia = (ultrasonic.Ranging(CM))”; a qual e realizada a leitura 
da distância em centímetros por meio do comando “ultrasonic.Ranging(CM))”; utilizando os 
cálculos apresentados pela biblioteca do sensor ultrassom. 
 
 
 
O comando “Serial.print(“Distancia: ”)”, irá informar na tela a palavra distancia, en-
quanto o comando “Serial.print(distancia)”, irá informar o valor de leitura do sensor ultrassom 
e posteriormente o comando “Serial.println(“ cm”), informar a unidade de medida e após realiza 
a quebra de linha, o codigo finaliza com o comando “delay(1000)”, a qual realiza uma pausa de 
cerca de 1 segundo para repetir todo o procedimento presente no “void loop()”. 
1.2 OBJETIVOS 
Realizar e descrever os procedimentos dos quatros experimentos utilizando arduino uno. 
 
 
 
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1.2.1 Objetivo geral 
Apresentar detalhadamente os procedimentos para realização dos experimentos apre-
sentados. 
 
1.2.2 Objetivos específicos 
 Apresentar o experimento com sensor de temperatura e umidade. 
 Apresentar o experimento com sensor de temperatura e umidade com indicador de 
1 LED. 
 Apresentar o experimento com sensor de temperatura e umidade com indicador de 
3 LEDs 
 Apresentar o experimento com sensor ultrassom. 
 
 
 
 
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2 METODOLOGIA 
O presente trabalho apresentacomo metodologia pesquisas em arquivos científicos a 
fim de se apresentar um pouco da teoria sobre arduino, programação em C e automação indus-
trial. Foram utilizados os materiais fornecidos através da plataforma online, vídeos aulas para 
realização dos experimentos e o kit arduino fornecido pela instituição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
O trabalho apresentou a informações referente aos quatros experimentos apresentados no 
roteiro de estudo, visando principalmente a explicação das linhas do codigo implementado na 
programação do arduino, dessa forma cada tópico referente ao tema descreveu o funcionamento 
dos experimentos apresentados. 
No primeiro experimento foi utilizado um sensor de temperatura e umidade para aferição 
das grandezas físicas de temperatura e umidade do local, sendo apresentadas esses valores na 
tela do computador, visto que foi implementado tal função apara a execução do microcontrola-
dor arduino. 
O segundo experimento foi utilizado o mesmo sensor, contudo foi adicionado um LED 
para ser ligado quando a temperatura venha a atingir um determinado valor, utilizou se também 
resistores com a finalidade de se evitar possíveis problemas ao LED, seguindo a mesma meto-
dologia do experimento anterior apenas com a adição do LED e resistor. 
O terceiro experimento adiciona mais dois LED ao circuito, dessa forma o experimento 
visa apresentar sinais visuais por meio dos LED para indicar os valores de temperatura, poderá 
ser utilizado como por exemplo, para determinar níveis críticos de temperatura como tempera-
tura muito alta ou muito baixo ou diversos níveis de temperatura como uma temperatura normal, 
critica ou muito crítica. 
O quarto experimento apresenta o uso de sensor ultrassom, sua utilização permite realizar 
a aferição da distância entre objetos, sua funcionalidade utiliza onda de ultrassom para recebi-
mento do sinal é dessa forma por meio do tempo gasto para o mesmo retorna a sua origem o 
programa realiza o calculo e informa a distância na tela do computador. 
 
 
 
 
 
 
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4 CONCLUSÕES 
 
O presente trabalho, demostra o funcionado dos experimentos apresentados no roteiro de estu-
dos, sendo realizados alterações no condigo fonte, contudo o resultado final foi semelhante, 
umas das alterações principais se deve ao fato do clima apresentar temperaturas mais elevadas 
nos experimentos que envolveram a utilização do sensor de temperatura. 
O presente trabalho utilizou componentes áudio visuais para representar as informações 
apresentadas durante a realização dos experimentos visando realizar uma apresentação mais 
agradável, dessa forma, apresentamos o mesmo com todas as informações e explicação refe-
rente aos experimentos realizados descrevidos através do roteiro de estudo. 
 
 
 
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5 AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço principalmente a Deus pela oportunidade apresentada, a minha esposa e minhas 
filhas que sempre me apoio durante esses anos, amigos, professores em especial ao Me. Marcos 
Wurzer ao qual foi o orientador do presente projeto. 
 
 
 
 
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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
AMARAL, Wanderson de Oliveiro do; ARAÙJO, Jorlan Lopes de; MORAIS, Fred Marcos 
da Silva. Montagem de Impressora 3D de Baixo Custo. Dissertação (Graduação em Enge-
nharia Elétrica) Faculdade Anhanguera de Anápolis. Anápolis – Goiás, 2016. 52p. 
RODRIGUES, Fernanda Carvalho. Sistemas Inteligentes para Automação Residencial 
Sustentável. Dissertação (Graduação em Engenharia de controle e Automação). Faculdade de 
Pindamonhangaba. Pindamonhangaba – São Paulo. 2017. 31p. 
SANTOS, Leonardo de Sá Leal. Sistemas de Comunicação USB com Microcontrolador. 
Dissertação (Engenharia da Computação) Escola Politécnica de Pernambuco. Universidade de 
Pernambuco. Recife – Pernambuco. 2009. 73p