UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO CENTRO DE ENGENHARIAS BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA MAURÍCIO DOS SANTOS LIMA

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

CENTRO DE ENGENHARIAS

BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA

MAURÍCIO DOS SANTOS LIMA

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE SEGURANÇA E AUTOMAÇÃO DE VEICULOS VIA SMARTPHONE

MOSSORÓ 2019

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MAURICIO DOS SANTOS LIMA

Monografia apresentada à Universidade Federal Rural do Semi-Árido como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica.

Orientador: Zoroastro Torres Vilar, Prof. Dr.

MOSSORÓ 2019

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©Todos os direitos estão reservados à Universidade Federal Rural do Semi-Árido. O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade do (a) autor (a), sendo o mesmo passível de sanções administrativas ou penais, caso sejam infringidas as leis que regulamentam a Propriedade Intelectual, respectivamente, Patentes: Lei nº 9.279/1996, e Direitos Autorais: Lei nº 9.610/1998. O conteúdo desta obra tornar-se-á de domínio público após a data de defesa e homologação da sua respectiva ata, exceto as pesquisas que estejam vinculas ao processo de patenteamento. Esta investigação será base literária para novas pesquisas, desde que a obra e seu (a) respectivo (a) autor (a) seja devidamente citado e mencionado os seus créditos bibliográficos.

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)

Setor de Informação e Referência (SIR)

Setor de Informação e Referência

Bibliotecário-Documentalista

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MAURÍCIO DOS SANTOS LIMA

Monografia apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA, Centro de Ciências Exatas e Naturais para obtenção de título de Bacharel em Ciências e Tecnologia

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus em primeiro lugar por ter me concedido a vida e me guiado por caminhos certos, e me ajudado nos momentos difíceis e situações enfrentadas durante minha vida. Aos meus pais Antônio Neto Rebolcas de Lima e Maria do Socorro Lucas de Lima por todos os ensinamentos e por ter me dada oportunidade de estudar.

Ao meu irmão Marlos Antônio dos Santos Lima, que sempre está do meu lado e que me ajudou muito no desenvolvimento deste projeto e que é um espelho para mim.

Ao meu orientador, Zoroastro Torres Villar, pela oportunidade de me deixar ser seu orientando, pela sua dedicação na realização deste trabalho e disposição.

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RESUMO

Atualmente a insegurança e o alto índice de roubo de veículos faz com que tenhamos que investir em dispositivos de segurança, afim de se evitar o roubo do mesmo, bem como um problema que nas regiões mais quentes tendem a acontecer com veículos parados em meio ao sol, é o abafamento do veículo fazendo com que ao se desejar entrar no mesmo, esteja praticamente impossibilitado de se permanecer dentro do ambiente interno devido a temperatura alta, pensando nessas duas ocasiões o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um dispositivo eletrônico controlado por smartphone na qual o mesmo irá ser aplicado em veículos automotivos com o intuito de promover a automação de alguns componentes, bem como deixar o mesmo mais seguro contra roubo. Tal dispositivo será composto por um Hardware que é uma plataforma de prototipagem Arduino, um dispositivo de conexão Bluetooth, componentes eletrônicos para chaveamento de sinais e comutações de funções pré-programadas. Para controle será desenvolvido um aplicativo para plataforma androide, e o mesmo instalado no smartphone desejado, o Smartphone munido deste aplicativo irá se conectar via Bluetooth com Hardware instalado no veículo e assim dando acesso as funções desejadas e programações desejadas.

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ABSTRACT

Currently the insecurity and the high index of theft of vehicles makes that we have to invest in safety devices, in order to avoid theft of the same, as well as a problem that in the hottest regions tend to happen with vehicles stopped in the middle of the sun , is the muffling of the vehicle, making it impossible to remain inside the internal environment due to the high temperature, when thinking about these two occasions the objective of this work is the development of an electronic device controlled by smartphone in the which the same will be applied in automotive vehicles in order to promote the automation of some components, as well as leave the same more safe against theft. This device was composed of a hardware that is an Arduino prototype platform, a Bluetooth connection device, electronic components for signal switching and preprogrammed function switching. For control will be developed an application for android platform, and the same installed on the smartphone desired, the Smartphone provided with this application will connect via Bluetooth with Hardware installed in the vehicle and thus giving access to desired functions and desired programming.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Tipos de Arduinos ... 16

Figura 2 – Simbulo Android ... 17

Figura 3 - Transistores e suas simbologias ... 18

Figura 4 - Tipos de resistores ... 19

Figura 5 - Modulo Bluetooth ... 19

Figura 6 - Botão ... 20

Figura 7 - Arduino Nano. ... 21

Figure 8 – Modulo Bluetooth utilizado ... 22

Figure 9 – Esquema eletrico de ligação do modulo Bluetooth e Arduino ... 23

Figura 10 – Alimentação elétrica... 24

Figura 11 – Esquema elétrico do Sistema ... 25

Figura 12 – Sistema ... 26

Figura 13 – ControleBT ... 27

Figura 14 - Screenshot da tela do aplicativo... 27

Figura 15– Partes do Dispositivo... 28

Figure 16 – Partes do Dispositivo... 29

Figura 17- Células de bateria de notebook. ... 30

Figura 18 – Screenshot Tela do Smartphone. ... 31

Figure 19 – Screenshot Do Aplicativo ... 31

Figure 20 – Icone do aplicativo ... 32

Figura 21 – Screnshot do aplicativo aberto. ... 33

Figura 22- Opçoes de Dispositivos Bluetooth ... 33

Figura 23 – Aplicativo Conectado ... 34

Figure 24 – Prototipo e Smartphone ... 34

Figura 25 - Destravamento ... 35

Figura 26 - Travamento ... 36

Figura 27- Anti furto ligado ... 37

Figure 28- Anti furto desligado ... 37

Figura 29 – Sensor de pedais(modo anti furto ligado) ... 38

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LISTA DE QUADROS

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 10 1.1 MOTIVAÇÃO ... 11 1.2 Objetivos do Trabalho ... 11 1.2.1 Objetivo Geral ... 11 1.2.2 Objetivos Específicos ... 11 1.3 Organização do texto ... 12 2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 13

2.1 Tecnologias Na Automação Veicular ... 13

2.2 Sistemas Inteligentes ... 13

2.3 Sistema De Apoio Ao Motorista ... 15

2.4 Plataforma ARDUINO® ... 15 2.5 Android ... 16 2.6 Transistores ... 17 2.7 Resistores ... 18 2.8 Modulo Bluetooth ... 19 2.9 Botão Switch ... 20 3 METODOLOGIA ... 21

3.1 Plataforma De Desenvolvimento Arduino ... 21

3.2 Modulo Bluetooth ... 22

3.3 ... 23

3.4 ... 23

3.5 Esquema Elétrico De Todo o Sistema ... 24

4. RESULTADOS ... 25

4.1 Protótipo ... 25

4.1.2 Aplicativo Para Smartphone... 26

4.2 Montagem Do Prototipo ... 28

4.1.2 Alimentação Elétrica (Bateria) ... 29

4.3 Interface Do Aplicativo ... 30

4.4 Funcionamento ... 32

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4.5 UTILIZAÇÃO ... 35

4.5.1 Destravamento ... 35

4.5.2 Travamento... 35

4.5.3 Ligando e desligando o modo anti furto... 36

4.5.4 Testando o modo anti furto ... 38

4.5.5 Anti furto desligado ... 38

4.6 Custos ... 39

5 CONCLUSÃO ... 41

5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ... 41

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1 INTRODUÇÃO

Atualmente, vivemos em uma sociedade em que a tecnologia torna-se indispensável, seja pra qualquer ramo da ciência ou da engenharia. A tecnologia tem como intuito o desenvolvimento de projetos e produtos que venham a tornar mais fácil seja um trabalho ou até mesmo a vida das pessoas. Levando para o ramo automotivo a tecnologia embarcada nos veículos de hoje vem avançando a cada dia, com tudo ainda é exclusividade dos modelos luxuosos e das grandes marcas existentes. Tal tecnologia vai desde a um sistema simples de controle travamento de portas a uma condução autônoma do veículo.

Tal tecnologia além de trazer o conforto para os motoristas também traz a segurança na hora de deixar seu veículo estacionado, como dispositivos imobilizadores na qual tem a função de evitar o funcionamento do veículo, e alarmes que tem a mesma função porem emite sinais sonoros tentando diminuir a estatística de roubos e furtos de veículos.

Segundo a Folha de São Paulo, o Brasil, em fevereiro de 2018, tem 1 roubo ou furto de veículo a cada minuto. Somando-se 1440 carros roubados todos os dias, ou seja, meio milhão ao ano. (FOLHA, 2017)

Diante do problema pressuposto a cima e pensando no desenvolvimento de um produto para o mercado que possa ser instalado em veículos nacionais e populares não munidos com esta tecnologia, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um projeto que atenda algumas necessidades do público em questão.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um dispositivo de automação, controle e segurança a partir de um micro controlador e de um circuito eletrônico, capaz de se comunicar com um smartphone promovendo controle de algumas funções do veículo.

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1.1 MOTIVAÇÃO

A motivação para este trabalho veio devido à grande necessidade de um sistema simples e eficaz com controlabilidade fácil e um valor acessível. Pensando também na Comodidade de poder ligar o sistema de ar condicionado do veículo com o carro parado com o intuito de resfriar o ambiente antes de entrar no mesmo, sem que seja necessário perder a segurança pois o veículo ira ficara ligado com a chave na ignição porem com as portas travadas e mesmo que houvesse a tentativa de furto do mesmo ele irá ser desligado automaticamente. Com isso foi realizada pesquisa a respeito das tecnologias possíveis para o desenvolvimento do mesmo e as possibilidades disponíveis para suprire atender esse projeto. Foi possível percebe que no mercado existem alguns produtos disponíveis no mercado, porém com configurações diferentes. Contudo, constatou-se que tal equipamento é pouco utilizado no Brasil, principalmente devido ao seu alto valor monetário, sendo que os mais simples chegam a custar em torno de 400,00 reais, porém ainda não tem essas funções.

1.2 Objetivos do Trabalho

1.2.1 Objetivo Geral

Desenvolver um protótipo de bloqueio de portas veicular que visa a automação e promover a segurança de veículos sendo controlado por smartphone.

1.2.2 Objetivos Específicos

 Desenvolver um aplicativo para o sistema androide;

 Desenvolver um circuito eletrônico que se conecte com o veículo;

 Fabricação e montagem da plataforma de teste;

 Desenvolvimento de código Arduino;

 Teste e validação do dispositivo;

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1.3 Organização do texto

No capítulo 1 será feita a introdução do trabalho, a justificativa do mesmo e a apresentação dos objetivos gerais e específicos almejados durante sua elaboração.

No capítulo 2 será tratado o referencial teórico de onde será tirado base para desenvolvimento do protótipo.

No capítulo 3 será mostrado como foram desenvolvidos o protótipo e as partes que compõe o mesmo.

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2 REFERENCIAL TEÓRICO

Neste capítulo são apresentadas as pesquisas bibliográficas necessárias para o estudo do sistema, ferramentas eletrônicas para proposta do protótipo.

2.1 Tecnologias Na Automação Veicular

Com a automação veicular é possível proporcionar segurança ao motorista em diversas situações, podendo auxilia-lo dando informações para que possa executar manobras ou automatizar tarefas relacionadas a dirigibilidade. Visando o aumento da segurança estabilidade e controle, a indústria investiu bastante em sistemas embarcados visando com o intuito de auxiliar os condutores, onde nas ultimas décadas foram implantados sistemas como ABS sistemas de estabilidade ESP visando minimizar a ocorrência de acidentes. (Kelber, 2003a).

Atualmente as tecnologias existentes apresentam a utilização de sensores, transdutores, atuadores, sistemas de comunicação moderno e vários tipos de conexões, que possibilitam a execução de várias tarefas de forma.

A automação veicular, mesmo em seus diferentes níveis, proporciona aos motoristas e ocupantes, maior segurança em condições adversas. Auxilia na condução do veículo executando tarefas de forma automatizadas, como por exemplo: manter o veículo na pista dentro da faixa correta, manter a distância dos veículos a sua frente, controlar a velocidade do veículo conforme o trânsito ou achar o caminho mais curto e seguro para se chegar ao destino (Kelber C. R, et al., 2005)

2.2 Sistemas Inteligentes

Nas últimas décadas os veículos de passeio têm deixado de serem máquinas essencialmente mecânicas e incorporado cada vez mais sistemas eletrônicos de controle e acionamentos controláveis usando informações desse sistema. A princípio foi uma “simples” substituição do sistema de ignição sem assistência eletrônica para um sistema de Ignição na qual tem sensores e um computador na qual é pré configurado para cada sistema e cada veículo,

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chamam de injeção eletrônica. O desenvolvimento dos sistemas de ignição eletrônica ocorreu simultaneamente com os sistemas de injeção eletrônica. Atualmente, veículos apresentados como carro conceito, dispõem de sistemas completos totalmente drive-by-wire

Com o surgimento e a popularização cada vez maior dos conceitos de sistemas eletrônicos embarcados aplicados aos veículos de passeio, o mercado mundial responde cada vez mais de forma positiva, dando suporte para o desenvolvimento de novas técnicas e a realização de projetos e conceitos. Com o crescimento das pesquisas na área de aplicação e projetos de sistemas surgem novas necessidades tecnológicas para aumentar a segurança e o conforto do motorista e ocupante. Os projetos de sistemas inteligentes embarcados nos veículos vêm contribuindo para o desenvolvimento de vários ramos, tecnológico, acadêmicos e de mercado. Segundo (Kelber C. R, et all., 2005), um dos motivos principais do surgimento de carros inteligentes é propiciar ao motorista maior segurança e conforto em condições adversas. Os conceitos mais aplicados nos sistemas inteligentes embarcados nos veículos de passeio são:

 ABS – Anti-lock-Breaking-System;

 BAS – Breaking-Assistant;

 ESP – Electronic Stability Program;

 TCS – Traction Control System;

 By-Wire;

 Cruise Control;

 Lane keeping Assistance;

 Parking Assistance.

Estes sistemas foram desenvolvidos com o objetivo de proporcionar ao motorista maior segurança em condições críticas ou auxiliado na execução de tarefas relacionadas a condução do veículo. Cada dia os veículos inteligentes somam as novas tecnologias formando assim uma plataforma embarcada mais complexa. Para gerenciar todos estes sistemas estão sendo aplicados conceitos estruturais, o que tem dado aos projetistas destes sistemas novas direções para projetar sistemas modulares responsáveis por controlar ações do veículo.

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2.3 Sistema De Apoio Ao Motorista

Os sistemas de apoio ao motorista surgiram no início da década de 80 com visando proporcionar maior conforto e segurança ao motorista e os passageiros. São devidos em dois grupos: sistemas passivos e sistemas ativos No sistema passivo a eletrônica identifica os sinais das variáveis que indicam a situação e alerta o motorista, que toma as devidas providências com a finalidade de contornar a situação. Já no caso do sistema ativo ele tem um sistema autônomo que em casos de situações perigosas ele atua diretamente sobre as variáveis para efetuar a correção necessária para auxiliar o piloto a contornar o problema. O princípio deste sistema nunca tira do motorista o controle do veículo, ou seja, mantém a responsabilidade do condutor atuando como auxiliar em situações de perigo. (Kelber C. R, et al., 2005).

2.4 Plataforma ARDUINO®

A tecnologia escolhida para desenvolvimento deste projeto foi a plataforma Arduino, pois, a mesma atendia os requisitos para o projeto, devido a grande possibilidade de controle bem como uma facilidade em termos de programação do mesmo.

Arduino é uma placa de prototipagem eletrônica de código aberto baseado em hardware e software livres, com o objetivo de ser facilmente utilizados. É destinado à estudantes, projetistas, designers e demais pessoas interessadas em criar projetos ou ambientes interativos (Banzi, 2015).

O Arduino é bastante utilizado em projetos não tão complexos, devido ser um dispositivo que não requer tanta experiência por parte do desenvolvedor. Esta placa pode receber sensores e com isso ser possível automação de vários ambientes, como também maquinas, equipamentos, entre outros. Existem vários tipos de sensores que podem ser utilizados por esse dispositivo como, por exemplo, sensores de pressão, humidade presença entre outros.

Existem também alguns modelos de Arduino que se diferenciam pela quantidade de memória, pinos digitais/analógicos, frequência do processador, tamanho e até mesmo consumo de energia. Assim, é um dispositivo que possibilita uma gama de possibilidades de

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implementação. Para o desenvolvimento de projetos, o Arduino requer uma pré-programação que é o desenvolvimento do software para que possa receber sinais de sensores ou chaves, codifica-los e com isso executar uma tarefa já programada. Tal programação é feita por meio de uma linguagem de programação própria, baseada em Wiring, que é um subconjunto das linguagens C e C++. Esta linguagem é implementada em um ambiente de desenvolvimento (IDE) próprio, baseado em Processing, utilizado em sistemas operacionais Windows, Mac e Linux (Gioppo et al, 2009). Na Figura 1 mostra-se alguns tipos de Arduino comercializados.

Figura 1 – Tipos de Arduinos

Fonte: Mecatronicahoje

2.5 Android

Android é atualmente a plataforma mais utilizada em smartphones, desenvolvida com base no Linux, o Android utiliza a linguagem Java como desenvolvimento, porém atualmente algumas API’s permitem que sejam programados em outra linguagem. O Android criado pela Google, inclui tudo o que um sistema móvel necessita para os desenvolvedores e usuários, além de possuir uma interface gráfica de fácil manuseio, suporte a todos os browser para navegação

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na internet, integração a mapas, suporte a multimídia, banco de dados, jogos, entre outros (LECHETA, 2013). Além das características anteriores, esta plataforma foi escolhida por possuir uma vasta documentação, código aberto para desenvolvimento e uma comunidade de desenvolvedores ativa. Para desenvolvimento do aplicativo foram utilizados duas linguagens, XML para desenvolvimento da interface gráfica e Java para controle interno. A Figura 2 mostra um símbolo do sistema Android.

Figura 2 – Símbolo Android

Fonte: Escolaandroid

2.6 Transistores

O transistor é um dispositivo eletrônico que consiste em duas camadas de material do tipo N e uma camada do tipo P, este tipo de transistor é chamado de transistor NPN, ou em duas camadas o tipo P e uma camadas do tipo N, transistor PNP como mostra a Figura 3. (BOYLESTAD, 2004)

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Figura 3 - Transistores e suas simbologias

Fonte: Electronica-pt

A região inferior do transistor é chamada emissor, a região do meio é a base e a região superior é o coletor. A operação mais comum usada é, o diodo emissor ser polarizado diretamente e o diodo coletor inversamente. Sob essas condições, o emissor injeta elétrons livres na base, onde a maioria destes, passam para o coletor, por isso, a corrente do coletor é aproximadamente igual à do emissor (MALVINO, 1997)

2.7 Resistores

O resistor é um dispositivo eletrônico bastante utilizado na confecção de produtos eletrônicos, existem resistores de vários tipos como de carvão, ligas metálicas e de fio, o mais comum utilizado na eletrônica é o de carvão. Seu funcionamento se dá devido a resistência à passagem da corrente elétrica, com isso o calor é gerado e assim uma queda de tensão. A unidade de resistência elétrica é medida pela unidade chamada Ohm (Ω) A figura 4 mostra alguns tipos de resistores. (ELETRÔNICA DIDÁTICA, 2014)

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Figura 4 - Tipos de resistores

Fonte: Electronica-pt

2.8 Modulo Bluetooth

O Modulo Bluetooth utiliza a conexão Bluetooth que por sua vez e um protocolo sem fio para trocar dados em pequenas distâncias a partir de dispositivos fixos e móveis. A tecnologia Bluetooth permite que telefones celulares, computadores etc, sejam conectados com facilidade através dessa conexão sem fio de curto alcance, geralmente a uma distância entre 0 e 50 metros sem barreira. A figura 5 mostra um Modulo Bluetooth.

Figura 5 - Modulo Bluetooth

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2.9 Botão Switch

O botão de pressão eléctrico tem o mesmo funcionamento eléctrico que o interruptor eléctrico, fechando ou abrindo o circuito eléctrico; a principal distinção entre os dois é a de que a força para acionar um botão é sempre exercida no mesmo sentido enquanto que a força para acionar um interruptor varia em função do estado atual e do estado pretendido.

O botão mecânico também segue esta definição, distinguindo-se assim de outros mecanismos de atuação como por exemplo a manivela e a alavanca, mesmo quanto estes têm a mesma finalidade prática. A figura 6 mostra um exemplo de botão a ser usado.

Figura 6 - Botão

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3 METODOLOGIA

Neste capitulo serão apresentadas todas as partes separadamente do protótipo, como é feita as ligações e por fim o protótipo montado.

3.1 Plataforma De Desenvolvimento Arduino

A plataforma micro controlada, baseado em Arduino como já foi citado anteriormente, é uma placa de prototipagem, podendo ter diversas entradas e saídas de sinais. Para este trabalho, foi escolhido o Arduino Nano, no qual possui um micro controlador Micro controlador Atmega 328, o mesmo é fabricado pela ATMEL, possui 14 pinos, no qual 6 destes também servem para saídas PWM, 8 entradas analógicas, 16KB memória Flash, 2 KB SRAM, pinos de alimentação (5 V, 3,3 V e Terra), porta USB para conexão com o computador e conector jack para alimentação externa (de 5 à 20 V), além de um conversor A/D( analógica/digital) de 10 bits para tratamento dos valores provenientes das entradas analógicas. Este modelo satisfaz todos os requisitos necessários para a implantação do dispositivo. A Figura 7 mostra o Arduino Nano.

A função do Arduino é gerenciar todas as operações do sistema. O processo tem início quando a alimentação de energia é ligada. Após isso é solicitado a conexão via Bluetooth com o dispositivo pelo celular. Em seguida, o Arduino, contendo uma programação específica, realiza a ação desejada. De acordo com a informação lida, as portas digitais do Arduino enviam os sinais correspondentes para ativação ou desativação dos periféricos.

Figura 71 - Arduino Nano.

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3.2 Modulo Bluetooth

O Módulo Bluetooth é um dispositivo de comunicação na qual e possível integrá-lo facilmente nas placas Arduino, com isso dá-lhe a opção de comunicação wireless Bluetooth utilizando a porta serial. O Módulo Bluetooth também possibilita a comunicação serial através de outros pinos, dando ao Arduino mais portas seriais disponíveis.

Para o Hardware Primeiramente, houve a necessidade de utilização de um dispositivo (Arduino), capaz de se comunicar com o dispositivo Bluetooth, responsável pela transmissão de dados. Como exposto anteriormente, utilizou-se de um modulo Bluetooth para fazer a comunicação que permitisse o acesso à o aplicativo Android através de um programa desenvolvido e implementado no Arduino. A Figura 8 mostra o modulo Bluetooth que foi utilizado

Figura 8 – Modulo Bluetooth utilizado

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3.3 Esquema De Ligação Entre Arduino Nano e Modulo Bluetooth

O Esquema de ligação elétrica entre modulo Bluetooth e Arduino como é visto na figura 9, é um esquema simples. O módulo Bluetooth utiliza de uma tensão de trabalho que pode variar entre 3,3 e 6v onde o pino VCC e GND são responsáveis por receber tal tensão, essa alimentação é retira do Arduino, pois no mesmo já existem portas que possibilitam sua utilização na qual sai uma tensão de 5v satisfazendo os requisitos do Bluetooth, após ligado a alimentação é feito a ligação dos fios de passagem de dados na qual a sigla RX e TX representadas nos pinos do modulo Bluetooth são ligadas as portas de entrada de sinal do Arduino na qual foi programado. A Figura 9 representa em detalhes.

Figura 9 – Esquema elétrico de ligação do modulo Bluetooth e Arduino

Fonte: Autoria própria

3.4 Esquema Eletrico De Alimentação, Travamento, Destravamento E Sensor De Posição De Pedal De Embreagem Ou Freio

A alimentação elétrica do prototipo pode ser realisada de varias maneiras, para esse projeto séra utilizado uma bateria a fin de demosntração. Como é visto na figura a alimentação eletrica pode variar entre 5volts e 20 volts, o arduino possui um regulador de tensão interno

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fazendo com que se tenha esse leque de possibilidades de tensões que possam ser utilizadas. Na figura 10 mostra-se o local onde é feito a ligação da bateria. Também na figura 10 é mostrado as portas de saída para travamento e destravamento bem como a porta de entrada de sinal do sensor de posição dos pedais de freio ou embreagem.

Figura 10 – Alimentação elétrica.

Fonte: Autoria própria.

3.5 Esquema Elétrico De Todo o Sistema

O esquema elétrico do protótipo é mostrado na Figura 11 com ele é possível ser visto todas as ligações feitas no Arduino, modulo Bluetooth e todas as saídas e entradas de sinais seja ele sinal de saída como acionamento de trava e desligamento de motor ou recebimento do sinal do sensor de pedais.

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Figura 11 – Esquema elétrico do Sistema

4. RESULTADOS

Neste capitulo será apresentado o Protótipo, assim como também os resultados obtidos, funcionamento esperado e o custo de montagem do protótipo.

4.1 Protótipo

O protótipo do sistema de conforto e automação, será um dispositivo capas de realizar algumas ações de automação no veículo, com a intenção de gerar conforto bem como trazer segurança fazendo com que caso aja a tentativa de furto do mesmo, não venha a ser possível, devido o desligamento do motor com isso impedindo o furto do mesmo, as ações a serão realizadas pelo protótipo será o travamento de portas bem como ligar e desligar o ante furto.

O modo ante furto tem a funcionalidade de caso o veículo seja aberto indevidamente, e haja a tentativa de ligar o motor do mesmo com intuito de levar o veículo, irá conter um sensor de pedal de embreagem ou freio dependendo do modelo do veículo, no momento que o pedal é acionado o combustível será cortado impedindo que o veículo vá adiante.

O protótipo será controlado através de um Smartphone com sistema operacional Androide e um aplicativo instalado no mesmo no qual via uma conexão sem fio chamada Bluetooth, irá mandar os comandos desejados para o dispositivo instalado no veículo.

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A Figura 12 mostra como é o sistema na qual será visto que o Arduino é alimentado por uma bateria, após alimentado por a tensão requerida o dispositivo ficará em pleno funcionamento, o modulo Bluetooth fica no aguardo da conexão com o Smarthpone, após o Arduino conectado é possível realizar a ação de travamento e destravamento de porta, bem como a ativação do modo ante furto, e por fim caso o modo ante furto seja ativo o Arduino irá receber o sinal do pedal de freio ou embreagem, caso ele receba esse sinal ele irá fazer o desligamento do sistema de combustível do veículo.

Figura 12 – Sistema

4.1.2 Aplicativo Para Smartphone

Para o desenvolvimento do aplicativo, é utilizada uma linguagem JAVA, na qual se cria um leiaute para o aplicativo, criando assim os botões necessários e as informações na quais esses botões irão enviar caso seja apertado. No aplicativo quando um botão é apertado o aplicativo via a conexão Bluitooth envia um código para o Arduino, cada botão um código diferente, fazendo assim com que cada botão realiza a ação na qual se deseja. É também criado o ícone do aplicativo na qual irá aparecer na tela do smartphone. A Figura 13 mostra o ícone do aplicativo e a Figura 14 mostra o Screnshot do Aplicativo. O aplicativo chamasse Controle BT.

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Figura 13 – ControleBT

Figura 14 - Screenshot da tela do aplicativo

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4.2 Montagem Do Protótipo

Após entendido o sistema, e tendo os esquemas elétricos, o protótipo foi construído, a figura 14 e Figura 15 mostra todas as partes do protótipo. Tendo como objetivo testar o funcionamento do mesmo, foi adicionadas peças na quais já estão presentes na maioria dos veículos, fazendo assim uma bancada de teste com a finalidade de mostrar seu real funcionamento. Foi adicionado uma trava elétrica universal e dois leds, um led para mostrar o funcionamento do motor e outro para mostrar a função de ante furto ativando e desativando.

Figura 15– Partes do Dispositivo

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Figura 16 – Partes do Dispositivo

4.1.2 Alimentação Elétrica (Bateria)

Para a alimentação elétrica tanto do Arduino quanto todo o sistema, é necessário uma tensão e uma corrente mais elevada, portanto foi utilizado células de baterias de notebook, pois a mesma tem uma tensão de 3,6V (Volts) e uma corrente de 3A (Ampere). Para o projeto serão utilizadas 4 células de bateria de notebook sendo 2 pares em paralelo e posteriormente cada par em série, somando uma tenção de 7,2 V, alimentando tanto o Arduino quanto o sistema. A figura 11 mostra as 4 células.

Porem os veículos automotivos já possuem bateria na qual atingem uma tensão que é aceitável para o Arduino fazendo com que seja possível a instalação do mesmo sem que haja necessidade de adaptações.

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Figura 17- Células de bateria de notebook.

4.3 Interface Do Aplicativo

A interface do aplicativo é bastante amigável e fácil de se usar, a Figura 18 mostra o screenshot do aplicativo na tela do smartphone e a Figura 19 ilustra o screenshot do aplicativo aberto, ou seja, a tela inicial do aplicativo para controle do sistema com 5 opções: Travamento, destravamento, liga, desliga e conectar. Os primeiros dois botões (trava e destrava) servem para fazer o travamento e destravamento da porta do veículo. Os dois botões logo a baixo (liga e desliga) servem para ativar o modo de segurança ante furto. Na parte mais a baixa do aplicativo, possui um botão para conectar via Bluetooth com o dispositivo. Para desenvolvimento do aplicativo foi utilizado o software Androide , e para comunicação com o Arduino foi necessário utilizar algumas bibliotecas Bluetooth do Androide.

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Figura 18 – Screenshot Tela do Smartphone.

Figura 19 – Screenshot Do Aplicativo

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4.4 Funcionamento

Para realizar a utilização do dispositivo, primeiramente ele deve ser instalado no veículo, porem para teste foi realizada a confecção de uma mesa de teste onde nela está presente, de leds com a função de mostra o funcionamento do motor e da ativação e desativação do modo ante furto, e a implementação de uma trava elétrica de porta, para demonstrar como seria se tivesse instalada em um veículo e por fim um sensor de posição de pedal na qual é possível demostrar o que aconteceria caso o veículo ligado, aja a tentativa de furto.

4.4.1 Passos para utilização:

Primeiramente é instalado o aplicativo no smartphone na qual o nome do Aplicativo é ControleBT Este aplicativo está apto para funcionamento em smartphones com sistema operacional Android. A Figura 20, mostra o ícone do aplicativo.

Figura 20 – Icone do aplicativo

Após a instalação do aplicativo devesse ligar a conexão Bluetooth do smartphone e abrir o aplicativo. Com o aplicativo aberto, pressiona-se a opção de conectar. A figura 21 mostra o Screnshot da tela do Smartphne com o aplicativo aberto e a opção de conectar.

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Figura 21 – Screnshot do aplicativo aberto.

Nota-se que na parte de baixo existe um botão com o nome “conectar”, aperta-se nesse botão ira aparecer a opção de conectar com o dispositivo de nome BLUETEC, clicando no ícone irá fazer a conexão. Como é visto na Figura 22.

Figura 22- Opções de Dispositivos Bluetooth

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Após esse passo ira aparecer a informação de que está conectado com o dispositivo. Como é visto na figura 23.

Figura 23 – Aplicativo Conectado

Com o dispositivo conectado o dispositivo estará apto para funcionamento e manuseio via aplicativo na qual ira por meio do smartphone controlar as funções no veículo, funções essas travamento e destravamento de porta e modo ante furto. A figura 24 mostra o protótipo e o smartphone.

Figure 24 – Protótipo e Smartphone

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4.5 UTILIZAÇÃO

Para utilização, primeiramente deve-se abrir o aplicativo e fazer o procedimento de conexão. Após conectado o dispositivo estará pronto para uso. Será mostrado em seguida os testes de funcionamento de trava e destrava e do ante furto.

4.5.1 Destravamento

Com o toque no botão de destrava no smartphone, o aplicativo manda o sinal para o dispositivo e o mesmo manda o sinal de desbravamento, a Figura 25 mostra a trava na posição de destravada

Figura 25 - Destravamento

4.5.2 Travamento.

Precionando o botão de travamento o dispositivo manda o sinal de travamento para a trava eletrica, fazendo o fechamento da mesma. A figura 26 mostra a trava na posição travada.

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Figura 26 - Travamento

4.5.3 Ligando e desligando o modo ante furto

Para ligar ou desligar o modo ante furto basta pressionar o botão liga para ligar e desliga para desligar, o modo ante furto ele faz com que caso o sensor de posição de pedal seja acionado, ou seja caso o pedal se mova da posição de repouso ele irá mandar o sinal para o dispositivo e com isso irá desligar seu motor. Ao ligar o ante furto l led de cor verde acende para mostrar que este modo está ativo, bem como caso haja o desligamento do moto ante furto o led verde irá desligar. A figura 27 mostra o modo ante furto ligado e a figura 28 mostra o ante furto desligado.

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Figura 27- Ante furto ligado

Figure 28- Ante furto desligado

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4.5.4 Testando o modo ante furto

Caso o veículo esteja travado e haja a tentativa de furto do mesmo, com o modo ante furto ativado, ao pisar no pedal de embreagem ou freios, o dispositivo ira desligar o veiculo. A figura 29 mostra que quando é pressionado o sensor dos pedais o led referente ao motor é desligado.

Figura 29 – Sensor de pedais (modo ante furto ligado)

4.5.5 Ante furto desligado

Caso o dispositivo seja utilizado apenas para travamento e desbravamento das portas, então com o modo ante furto desligado, caso os pedais sejam acionados, não haverá o desligamento do motor, a figura 30 mostra o pressionamento do sensor com o modo ante furto desligado. Onde se vê que não acontece o desligamento do led azul que se refere ao motor.

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Figura 30 – Pressionamento dos pedais (modo ante furto desligado)

4.6 Custos

Para a montagem deste protótipo, foi comprado um Arduino Nano, Modulo Bluetooth, leds, fios, resistores e uma trava elétrica. A trava elétrica não irá entrar no custo do protótipo pois ela já faz parte do veículo bem como a bateria, foi instalada apenas para demonstração.

O Quadro 1 apresenta o valor em reais dos dispositivos e peças eletrônicas comprados no mercado.

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Quadro 1– Componentes usados para a construção do protótipo.

Discrição Quantidade Valor em Reais(R$)

Arduino Nano 1 38,00 Modu Bluetooth 1 17,98 Resistor 4 2,00 Led 2 2,00 Fio 1 (metro) 1,00 Total: 63,98

Como pode ser visto no quadro 1, o custo do protótipo é um valor bem acessível para a fabricação do mesmo tendo em vista sua utilidade, bem como comparado a alarmes comuns que giram em torno no mercado paralelo de 400 reais.

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5 CONCLUSÃO

Ao final do trabalho conseguiu-se construir um protótipo funcional para o dispositivo proposto. Os testes realizados mostraram-se eficazes e com isso aponta-se para a eficácia do produto. A conexão Bluetooth se mostrou eficiente mesmo a uma distância razoavelmente longa de 25 metros entre smartphone e o protótipo, bem como a ação do dispositivo foi eficiente e eficaz, tornando o projeto confiável e estável.

5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Como trabalhos futuros, pode ser implementado várias funções adicionais bem como levantamento de vidro, abertura de porta, sensor de presença entre outros. A redução do tamanho do dispositivo também pode ser um aspecto a ser tratado consequentemente a substituição da plataforma de prototipagem baseada em Arduino por outro micro controlador.

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6 REFERÊNCIAS

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