Projeto: Sistema de Alarme Residencial


Hoje vamos falar de um projeto que eu fiz junto com meu colega Vítor Fraga de Ávila como um Trabalho de Conclusão do Módulo III do curso de Técnico em Eletrônica pela instituição EEP SENAI Porto Alegre. Neste artigo tem desde a ideia inicial do trabalho, o projeto em si, com simulações e a placa corroída (PCI), dentre outras informações úteis sobre a maquete e o vídeo do projeto funcionando. Aproveitem!

Introdução:
Como parte de cada final de módulo, tem-se um Trabalho de Conclusão de Módulo (TCM), e o TCM do Módulo III do curso de Técnico em Eletrônica da Escola de Educação Profissional SENAI Porto Alegre, visa fazer um projeto com todos os conhecimentos adquiridos ao longo do módulo, tendo como principais escopos de requisitos que o projeto tenha um SENSOR, um ATUADOR e um SISTEMA DE CONTROLE.


Como funciona:
No projeto do Sistema de Alarme Residencial, foi utilizado quatro sensores reed switch (sensor magnético), de modo a que, quando o ímã se distanciasse do sensor, ele mandaria +VCC para um dos endereçamentos do Multiplexador ( 74LS151 ), e com isso a saída do Multiplexador está ligada a um buzzer que será acionado, apenas quando um ou mais sensores, se distanciarem dos ímãs; a saída do Multiplexador também está ligada no pino “enable” do Demultiplexador ( 74HCT138 ), pois o demux ligará um led de acordo com o endereçamento de cada sensor no MUX, por exemplo, se o 1º sensor no MUX, que está ligado no endereçamento 000, ficar distante do ímã, vai ter +VCC neste endereçamento, fazendo com que mande o sinal na saída do MUX, e com isso o 1º Led irá acender no Demux, se o 1º e o 4º sensores forem acionados, o 1º e o 4º Leds irão ligar no Demux. Foi utilizado um contador ( 74LS190 ) para fazer as combinações decimais na entrada do Mux e do Demux, aonde se foi utilizado como clock neste contador uma frequência de 100KHz, foi possível chegar nesta frequência graças a uma combinação RC ( Resistor + Capacitor ) em um oscilador, o LM555.

Componentes:
4 Leds Vermelhos
1 74LS151
1 74HCT138
1 74LS190
1 74LS32
1 LM555
1 74LS76
2 Capacitor de 1nF / 16V
1 Buzzer 5V
4 Resistores de 220
4 Resistores de 1K
1 Resistor de 3,3K
1 Resistor de 5,6K
4 Sensores Magnéticos NA/NF
Dobradiças pequenas
Dobradiças médias
Parafuso pequeno
Parafuso grande

Ferramentas:
Serra Circular para madeiras
Serra Tico-Tico
Folha de Serra
Alicate de Corte
Alicate de Bico
Faca de ponta
Martelo
Furadeira sem fio
Percloreto de Ferro
1 Placa de Fenolite
1 Folha de Papel Glossy
Chave de Fenda
Chave Phillips

Orçamentos:
Foram feitos 3 orçamentos em estabelecimentos que vendem componentes eletrônicos na cidade de Porto Alegre, com os orçamentos em mãos feitos via e-mail, optou-se pela empresa Radional. Segue abaixo uma tabela com os três orçamentos e uma tabela com o gasto final do projeto.



Lista de Componentes Eletrônicos

Nome

Quant.


Valor (R$)
Severo Roth

Valor (R$)
Radional

Valor (R$)
Newportcom
1
Buzzer 5V
1
-
R$ 6,75
R$ 1,20
2
Capacitor 1nF / 16V
2
R$ 0,50
R$ 0,50
R$ 0,15
3
Resistor de 5,6KΩ / 1W
1
R$ 0,30
R$ 0,05
R$ 0,10
4
Resistor de 3,3KΩ / 1W
1
R$ 0,30
R$ 0,05
R$ 0,10
5
Resistor 1KΩ 1/8W
4
R$ 0,30
R$ 0,05
R$ 0,10
6
Resistor 220Ω 1/8W
4
R$ 0,30
R$ 0,05
R$ 0,10
7
LM555
1
R$ 1,30
-
R$ 0,50
8
74LS151
1
R$ 1,50
-
R$ 0,70
9
74LS32
1
R$ 1,20
R$ 1,20
R$ 1,30
10
74LS190
1
-
R$ 9,00
R$ 7,00
11
74HCT138
1
R$ 1,50
-
R$ 0,70
12
74LS76
1
-
R$ 1,50
R$ 1,35
13
Sensor Magnético NA/NF (Reed Switch)
6
-
R$ 3,50
R$ 1,50
14
Led 5mm Vermelho
4
R$ 0,50
R$ 0,80
R$ 0,20
15
Sensor Magnético NA/NF
4
-
R$ 5,00
-
16
Dobradiças médias
4
-
R$ 2,50
-
17
Dobradiças pequenas
4
-
R$ 0,65
-
18
Parafuso pequeno
16
-
R$ 0,05
-
19
Parafuso grande
4
-
R$ 0,15
-
20
Parafuso grande
5
-
R$ 0,10
-
Total ( R$ ) :
-


Orçamento Final:


Lista de Componentes Eletrônicos
Nome
Quantidade
Valor (R$)
Valor Total (R$)
1
Buzzer 5V
1
R$ 6,75
R$ 6,75
2
Capacitor 1nF / 16V
2
R$ 0,50
R$ 1,00
3
Resistor 5,6KΩ 1/8W
1
R$ 0,05
R$ 0,05
4
Resistor 3,3KΩ / 1W
1
R$ 0,05
R$ 0,05
5
Resistor 1KΩ 1/8W
4
R$ 0,05
R$ 0,20
7
Resistor 220Ω 1/8W
4
R$ 0,05
R$ 0,20
8
LM555
1
R$ 1,30
R$ 1,30
9
74LS151
1
R$ 1,50
R$ 1,50
10
74LS32
1
R$ 1,20
R$ 1,20
11
74LS190
1
R$ 9,00
R$ 9,00
12
74HCT138
1
R$ 1,50
R$ 1,50
13
74LS76
1
R$ 1,50
R$ 1,50
14
Sensor Magnético NA/NF
6
R$ 3,50
R$ 13,00
15
Led 5mm Vermelho
4
R$ 0,80
R$ 3,20
16
Sensor Magnético NA/NF
4
R$ 5,00
R$ 20,00
17
Dobradiças médias
4
R$ 2,50
R$ 10,00
18
Dobradiças pequenas
4
R$ 0,65
R$ 2,60
19
Parafuso pequeno
16
R$ 0,05
R$ 0,80
20
Parafuso grande
4
R$ 0,15
R$ 0,60
Total ( R$ ) :
R$ 71,65
- Preços referentes à empresa Radional


Simulação no Proteus ISIS:
A formulação das ideias iniciais do projeto foram colocadas para simular no software PROTEUS ISIS, de modo a logo após a finalização deste circuito, testar ele na prática em protoboards o funcionamento perfeito do circuito eletrônico.


Esquemático EAGLE:


Biblioteca de Confecção da PCI no EAGLE:
software EAGLE
COMPONENTE
COMPONENTE EAGLE
BIBLIOTECA
REFERÊNCIA
Resistor
R-US_0204/7 (R-US_)
rcl
0204/7
GND
GND
supply1
-
VCC
VCC
supply2
-
Pad
2,54/1,0
wirepad
2,54/1,0
74LS151
74LS151N (74*151)
74xx-us
DIL16
74LS32
74LS32N (74*32)
74xx-us
DIL14
74HCT138
74S138N (74*138)
74xx-us
DIL16
74LS190
74LS190N (74*190)
74xx-us
DIL16
LM 555
NE555
st-microelectronics
DIL-08
Capacitor 1nF
C5/3 (C)
capacitor-wima
C5B3


Desenho da PCI no EAGLE:
No desenho da PCI no Eagle, foi utilizada na maioria das trilhas, a espessura de 0,4mm.

Layout da PCI sem máscara:



Layout da PCI com máscara:



Maquete da Casa/Residência:
A Maquete da residência foi feita em madeira com dimensões de 30cm de comprimento por 15cm de altura, aonde dentro desta residência possui 3 ambientes, uma sala com cozinha embutida, um quarto com dimensões de 10cm de largura e 20cm de comprimento; e um banheiro com 20cm de largura e 10cm de comprimento. A base da maquete possui dimensões de 30x30cm. Para fazer a abertura das janelas e da porta utilizaram-se dobradiças pequenas.













Melhorias Futuras:
O projeto de Sistema de Alarme Residencial permite inúmeras melhorias futuras no segmento de Automação residencial, com isso, abre uma série de projetos que podem ser interligados em um só, mas vamos falar primeiro sobre a parte de segurança. Na parte da segurança, uma melhoria imediata é um módulo de transmissão de dados sem fio, seja ela por meio de sinais em uma frequência predefinida de rádio ou via wireless, aonde os sinais seriam enviados a uma central de segurança; outra melhoria será o adicionamento de um sistema monitoramento de fogo e/ou fumaça, visando prevenir por meios de sprinklers a propagação do fogo e incêndios na casa. Uma terceira melhoria, um sistema de segurança com detecção infravermelha de presença, buscando uma total segurança da residência. Um quarto projeto a ser interligado, seria de uma automação total da casa, usando apenas um aplicativo (app)  no seu celular/smartphone você poderá ligar e desligar qualquer luz, dentro e fora da sua casa, ligar e desligar ventiladores ou ar-condicionado, abrir o portão da garagem ou da porta de entrada, acionar ou desligar o alarme, tudo isso a apenas um toque no seu celular. A ultima melhoria, será a implementação de um sistema de bateria de emergência, pois caso falte energia na rede elétrica, ele acionará o funcionamento da bateria, até que a energia seja reestabelecida, de modo à que o sistema de alarme sempre fique ativo.


Conclusão:
Ao longo do percurso encontramos dificuldades no 1º projeto que obtivemos como ideia, a de um sistema de irrigação, aonde a maior dificuldade foi encontrar um modo de criar pressão na água, e também a compra de uma eletroválvula, com estes dois problemas, acabamos decidindo mudar de ideia de TCM, visto que o prazo já estava curto e os problemas persistiam, aí tivemos uma ideia, ou melhor, uma dica de fazer sistema de alarme residencial utilizando Multiplexador e Demultiplexadores. A criação do circuito foi rápida no software de simulação PROTEUS ISIS, mas o maior problema veio na parte da prática em protoboard, pois obtivemos inúmeros maus contatos nas ligações do circuito, seja eles, mau contato nos fios jumpers ou ate mesmo com os datapools. Depois de dias atrás de uma montagem perfeita, conseguimos, e com isso demos início a outra fase de projeto, a corrosão da Placa de fenolite e a soldagem dos componentes na PCI. Com a finalização da soldagem e da instalação do projeto na maquete da residência e o perfeito funcionamento, conseguimos a tempo acabar nosso TCM e apresentar ele para nossos colegas e professores. Enfrentamos algumas dificuldades, mudanças de ideias de projetos, mas com os conhecimentos adquiridos tanto no módulo II e principalmente no módulo III, e um cronograma apertado, finalizamos o projeto a tempo e com total funcionamento. E quem sabe em poucos meses, com o auxilio da programação este projeto seja aperfeiçoado aos poucos, afinal, o leque de possibilidades que ele traz de melhorias em Automação Residencial é enorme, desde já, agradecemos a nossos colegas e professores pela convivência no dia a dia ao longo deste módulo/semestre.

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Bom galera, é isso aí, espero que gostem do projeto do Sistema de Alarme Residencial que eu e meu colega Vítor Fraga de Ávila fizemos no Módulo III, comentem e deem as suas opiniões, melhorias sobre o projeto e etc. Abraços!





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