1 ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FREDERICO GUILHERME SCHMIDT
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
CORRENTE ANTIFURTO COM ALARME
RONALDO GIARETA MOREIRA WALLACE TAYLOR LEINDECKER
WILLIAMGEBOWSKIDUDA
SÃO LEOPOLDO 2021
2 RONALDO GIARETA MOREIRA
WALLACE TAYLOR LEINDECKER WILLIAMGEBOWSKIDUDA
CORRENTE ANTIFURTO COM ALARME
Trabalho de Conclusão apresentado ao curso de Eletrotécnica da Escola Técnica Estadual Frederico Guilherme Schmidt como requisito para aprovação nas disciplinas do curso sob orientação do Prof. Nelson Quevedo e coorientação do Prof. Marcos Bandini.
SÃO LEOPOLDO 2021
3 SUMÁRIO
1 – INTRODUÇÃO 6
1.1 – TEMA E FOCO 6
1.2 – PROBLEMA DE PESQUISA 6
1.3 – OBJETIVOS 6
1.4 – JUSTIFICATIVA 7
2 – REFERENCIAL TEÓRICO 8
2.1 – TRAVA 9
2.2 – ALARME 9
2.3 – BATERIA 10
2.4 – ARDUINO® 10
3 – METODOLOGIA 11
3.1 – CORRENTE E TRAVA 11
3.2 – CIRCUITOS E BATERIAS 11
6 – CRONOGRAMA 14
7 – RESULTADOS ESPERADOS 15
8 – PROTÓTIPO 15
9 – CONCLUSÃO 18
10 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 19
4 ABSTRACT
WITH THE DRASTICALLY INCREASE IN THE THEFT OF BICYCLES AND MOTORCYCLES. THIS ARTICLE AIMS TO INTRODUCE AN ANTI-THEFT CURRENT WITH ALARM TO PREVENT THE THEFT OF MOTORCYCLES AND BICYCLES IN PUBLIC WAYS. USING AN ARDUINO THAT RECEIVES A SIGNAL FROM THE VIBRATION TO WORK WITH THE ALARM BUZZER.
KEYWORDS:
THEFT;
SENSOR;
ALARM;
5 RESUMO
COM O DRÁSTICO AUMENTO NO FURTO DE BICICLETAS E MOTOS, ESTE ARTIGO OBJETIVA INTRODUZIR UMA CORRENTE ANTIFURTO COM ALARME PARA PREVENIR FURTOS DE MOTOS E BICICLETAS, QUE OCORREM EM VIAS PÚBLICAS, PARA ISSO UTILIZAMOS UM ARDUINO QUE RECEBE UM SINAL DO SENSOR DE VIBRAÇÃO PARA ATIVAR O BUZZER DE ALARME.
PALAVRAS-CHAVE:
FURTO;
SENSOR;
ALARME;
6 1 – INTRODUÇÃO
De acordo com o G1 (2019), o furto de bicicletas cresceu drasticamente comparado com os últimos 6 anos, mesmo em vias públicas é quase impossível garantir a própria segurança, quem dirá a segurança dos meios de transportes de duas rodas, como moto ou bicicleta. E para garantir a segurança de ambos em locais públicos, muitas vezes são utilizados os chamados “trava-motos” e correntes envolvidas com borracha ou outro material, até mesmo correntes convencionais, como um cadeado de chave simples os quais são utilizadas para tentar garantir a segurança do bem material.
A corrente proposta possui um alarme, que ao ser atingido ou balançado demasiadamente soará com a função de alarmar as pessoas nos arredores, avisando assim, que um furto está acontecendo, podendo causar dessa forma até mesmo a prisão do ladrão em flagrante. Apenas possuindo uma corrente com alarme diminuirá os riscos do ladrão querer roubar uma moto ou bicicleta.
Em questão da disponibilidade do alarme, ele contará com duas baterias de 9V que garantirão uma certa autonomia, podendo serem substituídas quando vierem a se esgotar.
1.1 – TEMA E FOCO
Conforme exposto anteriormente, é notório o problema de furto de bicicletas. Os estabelecimentos comerciais possuem gradis que possibilitam a mobilização de bicicletas, por meio de cadeados e correntes. Porém essa solução não é muito eficiente, pois dá margem a cisalhamento desses cadeados e correntes. Este trabalho busca apresentar uma alternativa mais segura para dificultar o furto de bicicletas, por meio de um dispositivo com sinalização por alarme sonoro e fazendo uso de mensagem.
1.2 – PROBLEMA DE PESQUISA
É possível desenvolver um sistema antifurto monitorado por microcontrolador acoplado em corrente de aço que dificulte o furto de bicicletas?
1.3 – OBJETIVOS
1.3.1 – OBJETIVO GERAL
Desenvolver um alarme acoplado a uma corrente de aço alloy grau 8, com o objetivo de coibir o furto de motos ou bicicletas.
7 1.3.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Implementar um dispositivo com CHIP e módulo wi-fi com sirene para que possa sinalizar o proprietário e a transeuntes uma tentativa de roubo.
● Criar um invólucro que tenha espaço para acondicionar um Arduino Nano, CIs, placa ilhada e baterias de 9V e que seja facilmente afixado em uma corrente de aço alloy grau 8.
● Adaptar as baterias para serem recarregáveis em um suporte acoplado à moto ou bicicleta.
1.4 – JUSTIFICATIVA
Nos últimos anos os furtos de bicicletas aumentaram consideravelmente. De posse dessa informação decidimos então, desenvolver essa corrente com alarme embutido, para tentar diminuir tais acontecimentos e também aumentar o número de prisão em flagrante nesses casos.
Contudo, a situação atual, de controle do novo coronavírus (SARS-CoV-2), também foi um propulsor para o desenvolvimento deste projeto, pois com os restaurantes fechados ou semi-abertos, à procura por tele-entregas aumentou, assim como, o furto de bicicletas e motos de entregadores, consequentemente..
8 2 – REFERENCIAL TEÓRICO
Correntes é uma série de elos de materiais diversos como aço, plástico, ferro e outros que devem ser constituídos de dois ou mais elos. Possivelmente, criado antes mesmo de 225 DC, era utilizado como “equipamento” em conjunto a um balde, para levantar água de poço.
O conjunto em questão, consistia naquela época, de anéis de metais interconectados entre si (CABLEMAX, 2020).
Figura 1: Correntes
Fonte: Forte do Serralheiro (2020)
Existem dois tipos especificados de correntes, tais como: correntes de elevação de carga e correntes de proteção e segurança. Utilizaremos as correntes desenvolvidas para elevação de cargas de grau 8 ou 10.
Alguns modelos de correntes, utilizados em setores de movimentação, amarração e elevação de carga são: correntes galvanizadas, correntes inox, correntes de grau 8 e correntes de grau 10. O material mais utilizado é o aço, em geral por ser resistente a vários fatores como corrosão.
As correntes de grau 8 são correntes produzidas por aço alloy, sua força de carga gira em torno de 50% a mais que o aço comum, que é o material mais valido para fabricação de ligas de correntes. Já as correntes de grau 10 chegam a ser 25% mais fortes que o aço grau 8, com isso alcançam diâmetros e pesos menores (ROMAN CINTAS, 2016).
A corrente junto do circuito será revestida com borracha e tecido.
9 2.1 – TRAVA
A trava elétrica solenoide, que é comandada por uma corrente de tensão. Uma trava semelhante a travas de portões de apartamentos. Ela dispõe de uma estrutura com uma saliência que impedirá ou liberará a movimentação da outra ponta da corrente. São o mecanismo de segurança real que impedem a separação de ambas as pontas. A trava elétrica solenoide terá seu estado de Saliências alterado, por meio de uma aplicação de um determinado nível de tensão em um de seus terminais da seguinte maneira: quando são aplicadas certas tensões a sua saliência se contrai, ou seja, é recolhida para dentro da estrutura e permanece nessa posição, enquanto a tensão for aplicada. E se opondo a isso, quando não há tensão aplicada ela ficara para fora, impedindo a separação das pontas da corrente (VIDA DE SILICIO, 2018).
Figura 2: Trava convencional
Fonte: Vida de Silício (2018)
Está é uma trava convencional para portas, possui uma saliência plana afim de impedir
“empurrões” e como nossa trava será designada a correntes, sua saliência terá outro formato adaptando-se ao nosso projeto. Ela se abrirá para os lados, formando dentro da trava uma espécie de T, impedindo assim os “puxões”.
A trava, junto do circuito será controlada por uma chave tetra única.
2.2 – ALARME
O alarme será composto de um buzzer ativo contínuo de 5v engatilhado por um botão simples junto de uma das pontas da corrente e só será desativado com o acionamento da trava.
Possuí um oscilador interno que quando alimentado faz o transdutor piezo no interior vibrar em certa frequência e emitir o som do alarme. Haverá um circuito de ponta a ponta na corrente que manterá o buzzer engatilhado, caso o circuito seja violado soará o buzzer, assim como caso o local em que o buzzer esteja posicionado seja atacado com pancadas ou até
10 mesmo pressionado ou balançado o buzzer soará. Possuí um consumo de cerca de 50mA (ATHOSELECTRONICS, 2020).
Um sensor de vibração SW-18015 será utilizado para atuar em conjunto com o buzzer, no momento em que uma vibração excessiva ser percebida o sensor enviará as informações ao microcontrolador e o buzzer será acionado. O módulo sensor de vibração SW-18015 possui um tanque de ajuste, no qual o operador pode ajustar a sensibilidade de disparo do sensor para maximizar sua sensibilidade quando necessário (USINAINFO, 2020).
2.3 – BATERIA
Para a trava elétrica solenoide, será preciso aplicar uma força contínua de tensão de no mínimo 12v para manter a saliência retraída. Para isso, existirá então duas baterias de 9v colocadas em série conectadas também com um módulo de relé 12v.
2.4 – ARDUINO®
Arduino® é uma placa composta por um microcontrolador Atmel, circuitos de entrada e saída que pode ser facilmente conectada a um computador e programada via IDE (ambiente de desenvolvimento integrado), que utiliza uma linguagem baseada em C/C++, não possuindo necessidade de equipamentos extras além de um cabo USB (FILIPEFLOP, 2014).
Para comandar todo circuito, um Arduino Nano, uma placa pequena, completa e fácil de usar. Ele como dito é programado com o “Software Arduino” (IDE) para mexer na codificação e eletrônica. Aceita voltagens entre 7 e 12v (ARDUINO, 2020).
Figura 3: Arduino Nano
Fonte: Arduino.cc (2020)
Para acionamento da trava, o Módulo Relé é ideal para acionar essa função ou outra carga que exija até no máximo 12A contínuos utilizando o arduino® ou qualquer outro microcontrolador. Ele funciona exatamente como uma chave (interruptor). No borne cinza há
11 3 conexões: NA (Normalmente Aberto), C (Comum) e NF (Normalmente Fechado). Ou seja, quando o Módulo Relé estiver "desligado", C estará conectado à NF. Quando estiver ligado, C estará conectado à NA (ELETRODEX, 2020).
Figura 4: Módulo relé 12v
Fonte: (ELETRODEX, 2020)
3 – METODOLOGIA
Inicialmente, a criação da corrente com alarme tem, o intuito de reduzir o ímpeto do ladrão de querer sua moto ou bicicleta e também aumentar os riscos de ele ser pego em flagrante. Sendo uma pesquisa aplicada, a relação de métodos utilizados no desenvolvimento de todo circuito junto da corrente, necessitou-se de diversas pesquisas e opiniões distintas com o intuito de melhor estabelecermos o projeto. Então, foram consultados de livros, artigos e sites sobre os temas necessários para criação de cada parte da corrente.
3.1 – CORRENTE E TRAVA
O material utilizado será o aço, bastante utilizado nas indústrias em geral, por ser resistente a vários fatores como corrosão. A trava será acoplada em uma das pontas da corrente junto com o circuito. Usaremos a corrente desenvolvida para elevação de carga grau 8.
A corrente e todo circuito serão revestidos com borracha e tecido. Juntamente a corrente, acoplaremos a trava com o Relé 12V e o arduino® que comandará a trava, também será conectado as duas baterias removíveis de 9V que darão energia ao nosso equipamento.
3.2 – CIRCUITOS E BATERIAS
Um módulo relé 12v de 2 canais para controlar a trava a partir do Arduíno. Funciona como um interruptor. Ele pode conduzir cargas de até 250 VCA ou 30 VCC e suporta uma corrente máxima de 12A. Além do terminal de saída com parafusos, ele também possui um
Fonte: Eletrodex (2020)
12 indicador de energia, 2 pinos de energia e 1 pino de controle para facilitar a conexão do dispositivo.
Figura 5: Circuito exemplo, arduino, módulo de relé e trava.
Fonte: x
Para a trava elétrica solenoide, será preciso aplicar uma força contínua de tensão de no mínimo 12V, a fim de manter a saliência retraída. Para isso, existirá então duas baterias de 9v colocadas em série acopladas em um módulo de relé.
Figura 6: Circuito 18V
Fonte: x
13 O circuito também estará conectado com um CI 7812 e um CI 7805 juntos do Arduíno, com a finalidade de fazer o circuito da trava e alarme respectivamente.
Fonte: x
No esquemático de ligação do Arduino Nano com o Módulo relé 2 canais na sessão 3.1 apresentado demonstramos a conexão entre os elementos citados, utilizando todos os canais de relés, no entanto, neste projeto só utilizaremos o canal 4, ligado a porta digital 5 do Arduino. Junto do Arduino haverá o sensor SW-18015 que atuará com o buzzer.
Fonte: Autoral (2020)
Figura 4: Circuitos Integrados
Fonte: Autoral (2020)
14 6 – CRONOGRAMA
Período 2020
Meses Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Delimitação do tema X
Formulação do problema X
Estabelecimento dos objetivos X X
Levantamento de dados X X X
Fundamentação teórica X X X X
Metodologia X X X X
Revisão de formatação X X X X X X
Entrega da monografia X
Idealização do protótipo X
Período 2021
Meses Março
à Junho
Jul Ago Set Out Nov Dez
Revisão de formatação X X X X X X X
Idealização do protótipo X Construção do protótipo via
software
X
Entrega da monografia X X
Considerações Finais X X
15 7 – RESULTADOS ESPERADOS
Contribuir com a diminuição de furtos de motocicletas e bicicletas em vias e locais públicos, por intermédio da corrente antifurto com alarme. Implementar essa corrente antifurto com alarme, utilizando microcontrolador Arduino e dispositivos eletrônicos.
Desenvolver um invólucro que será fixado a uma corrente de aço e que acondicionará todos os componentes do sistema antifurto. Efetuar a comunicação entre o sistema antifurto e um smartphone pelo meio de Wi-Fi. Uma vez que a corrente é danificada, rompida ou até mesmo balançada demasiadamente o alarme é acionado, alertando transeuntes nos arredores.
8 – PROTÓTIPO
A simulação do protótipo foi desenvolvida através do programa Proteus, por conta da atual situação da pandemia que estamos vivendo. O programa possui um software para criação de esquemáticos, impressões eletrônicas manufaturados de placas de circuito impresso e simulação. Com objetivo que a simulação fosse possível, foi necessário instalar no Proteus, bibliotecas de placas de Arduino e de sensor de vibração. Essas bibliotecas permitiram a utilização de arquivo com extensão “.hex”, gerado no Ambiente de Desenvolvimento Intergrado (IDE) do Arduino, utilizado no desenvolvimento de código, por meio da compilação em formato binário do código fonte gerado.
Na figura 5, está constituído o esquemático do protótipo desenvolvido no Proteus.
Nem todos os componentes puderam ser representados de forma idêntica aos dispositivos reais, apesar das inúmeras bibliotecas, travas e fechaduras não possuem figuras, então se buscou representar esses componentes por outros que pudessem dar uma ideia da função exercida por eles. Nesses casos temos o módulo de relé, que foi simbolizado por único relé e pela trava, que foi representada por um Diodo Emissor de Luz-LED.
16 Figura 5: Circuito simulação Proteus
Fonte: Autoral (2021)
O Circuito da esquerda representa a trava em estado de repouso (travada). A “CHAVE” não está acionada, logo Arduino não recebe o comando, já quando acionada, o mesmo ordena o relé para retrair a trava (destravada).
Figura 6: Circuitos sendo simulados no programa Proteus
Fonte: Autoral (2021)
17 O circuito simulado abaixo demonstra o funcionamento do sensor de vibração junto ao Arduino e ao buzzer de alarme. Quando o sensor detecta alguma vibração - representação
“SENSOR DE VIRABÇÃO = 1” - envia um sinal para o Arduino que envia um novo sinal para o alarme ser então acionado – representação “BUZZER”.
Figura 7: Circuito alarme e sensor simulado
Fonte: Autoral (2021)
18 A linguagem de programação foi desenvolvida dentro do Software IDE. O Sensor de vibração é monitorado pela entrada 10 do Arduino. Quando o sensor está ligado, ou seja, em 1, o Arduino manda um sinal para o buzzer ligar. No momento em que a chave é acionada o Arduino manda um sinal para o relé que destrava a trava.
Figura 5: Linguagem de programação IDE
Fonte: Autoral (2021)
9 – CONCLUSÃO
Uma vez que a corrente é danificada, rompida ou até mesmo balançada o alarme é acionado, alertando transeuntes nos arredores. Nem todos os resultados foram alcançados, não foi implementado o sistema com chip para comunicação com smartphones.
19 10 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ARDUINO nano. Arduino®, 2020. Disponível em: <https://store.arduino.cc/usa/arduino- nano>. Acesso em: 1 de jul. de 2020.
CORRENTES. Forte do Serralheiro, 2020. Disponível em:
<https://www.fortedoserralheiro.com.br/index.php?id_category=69&controller=category>.
Acesso em: 30 de jun. de 2020.
CORRENTES de aço grau 8. Roman Cintas, 2016. Disponível em:
<https://cintasroman.com.br/correntes-de-aco-grau-8/>. Acesso em: 30 de jun. de 2020.
CORRENTES e correntes industriais. CableMax, 2020. Disponível em:
<http://www.cabosdeacocablemax.com.br/correntes-e-correntes-industriais.html>. Acesso em: 30 de jun. de 2020.
LIGAR um buzzer com o Arduino. ATHOS ELECTRONICS, 2020. Disponível em:
<https://athoselectronics.com/buzzer-arduino-musica/>. Acesso em 1 de jul. de 2020.
MÓDULO rele 12v 1 canal. Eletrodex, 2020. Disponível em:
<https://www.eletrodex.com.br/modulo-rele-12v-1-canal.html>. Acesso em: 1 de jul. de 2020.
MÓDULO sensor de vibração sw-18015 para Arduino. Usina Info, 2020. Disponível em:
<https://www.usinainfo.com.br/sensor-de-vibracao-arduino/modulo-sensor-de-vibracao-sw- 18015-para-arduino-2543.html>. Acesso em: 07 de set. de 2020.
O que é Arduino. Filipeflop, 2014. Disponível em: <https://www.filipeflop.com/blog/o-que- e-arduino/>. Acesso em 1 de jul. de 2020.
PROTEUS. Labcenter, 2021. Software utilizado para desenvolvimento do protótipo.
Disponível em: <https://www.labcenter.com/>. Acesso em: 7 de mar. de 2021.
IDE ARDUINO. Arduino®, 2021. Software utilizado para programação dos componentes do projeto. Disponível em: <https://www.arduino.cc/en/software/>. Acesso em: 7 de mar. de 2021.
ROUBOS e furtos de bicicletas crescem 175% em 5 anos na cidade de SP. G1 Globo, 2019.
Disponível em: <https://g1.globo.com/sp/sao-paulo/noticia/2019/11/18/roubos-e-furtos-de- bicicletas-crescem-175percent-em-5-anos-na-cidade-de-sp.ghtml>. Acesso em 17 de maio de 2020.
20 TRAVA elétrica solenoide com Arduino. Vida de Silício, 2018. Disponível em:
<https://portal.vidadesilicio.com.br/trava-eletrica-solenoide/>. Acesso em: 1 de jul. de 2020.
