Relatorio Tecnico - Sensores ESP8266 e Automação Industrial

Conteúdo do relatório técnico Explicação do projeto Explicação do funcionamento Esquemático elétrico Descrição dos componentes utilizados Anexo 1 Sensores ESP8266 LED RGB micro servo SG90 sensor ultrassonico hcsr04 sensor de temperatura LM35 LEDs Relé Buzzer Servo Motor LDR Sensor de luminosidade Sensor de Umidade do AR Rotary enconder RTC Real time clock RELATÓRIO TÉCNICO OS SENSORES O sensor é um elemento sensível a uma forma de energia do ambiente energia cinética sonora térmica entre outras que relaciona informações sobre uma grandeza que precisa ser medida como temperatura pressão vazão posição e corrente Eles são amplamente utilizados na automação industrial para transformar variáveis físicas como posição velocidade temperatura nível dentre outros em variáveis convenientes unidades de engenharia Existem os sensores discretos que são usados para detecção de eventos como chegada de um objeto a uma posição um nível de um fluído a um valor etc Já os sensores de medição onde o sinal elétrico de saída reproduz a amplitude do seu sinal de entrada é amplamente utilizado em controle dinâmico de processos O sensor é o elemento primordial para qualquer processo de automação industrial Através desse dispositivo que todo o sistema é capaz de coletar informações da planta fabril e com base nisso executar determinada tarefa Explicação do projeto O sucesso de um sistema ou projeto de automação está fortemente vinculado à elaboração de uma metodologia de desenvolvimento de todo o projeto O planejamento deve ser o mais completo e detalhado possível sem perder de vista que o objetivo final é a obtenção de um resultado concreto que traga benefícios a todos os envolvidos no processo Para tanto o projeto de automação industrial precisa ser desenvolvido de forma a seguir um padrão lógico que permita o seu desenvolvimento passo a passo Além disso ele precisa ser bem estruturado a fim de permitir que projeto seja compreendido facilmente Por fim o projeto precisa de documentação detalhada contendo todos os passos e informações necessárias para a montagem e manutenção dos sistemas O projeto não alcançará plenamente eficiência se possuir improviso ou falta de sistematização O tempo e a energia gastos em um planejamento bem elaborado são necessários para se obter vantagens resultantes como estruturação e ordenação das ações a serem tomadas redução da necessidade de ajustes e correções não ocorrência de duplicação de recursos e esforços e facilidade no controle efetivo das ações e sua avaliação Explicação do funcionamento De acordo com Nestor Agostini 2008 transformações de energia é efetuada por elementos de contato por meio de diversas formas a saber Energia Luminosa que é relacionada com ondas eletromagnéticas de radio microondas infravermelho etc Ex Intensidade luminosa comprimento de onda polarização fase refletância transmitância Energia Mecânica relacionada a forças deslocamentos e fluxos mecânicos além da energia gravitacional Podese destacar a força pressão torque vácuo vazão volume espessura etc Energia Térmica relacionada à cinética de átomos e moléculas Exemplo Temperatura calor Energia Elétrica relacionada à eletricidade em geral Exemplo Tensão corrente carga resistência Energia Magnética correspondente aos fenômenos do magnetismo em geral Exemplo Intensidade de campo densidade de fluxo momento magnético Energia Química relacionada aos fenômenos de interação química da matéria como a Composição concentração taxa de reação toxicidade A figura abaixo apresenta a conversão das diversas formas de energia apresentadas em sinais elétricos Fonte Sibratec 2008 Tipos de sensores 1 ESP8266 O módulo ESP8266 ESP01 foi especialmente desenvolvido para que realizar a conexão do microcontrolador a uma conexão WiFi de forma fácil e eficaz O módulo ESP8266 funciona através de uma corrente de 33V e como o arduíno gera uma corrente de 5V necessitouse de um conversor de nível lógico O ESP8266 é uma ótima ferramenta para conectar o arduíno à internet WiFi além de ser mais barato que alguns outros circuitos que prometem o mesmo resultam ele possui um tamanho bastante reduzido facilitando sua utilização MORAIS 2017 A figura a seguir ilustra as características do ESP 8266 Fonte httpsportalvidadesiliciocombroqueesp8266nodemcu 2 LED RGB O LED RGB apresenta um conjunto de três LEDs cada um com uma cor distinta o vermelho Red o verde Green e o azul Blue O RGB se refere às cores primárias da luz Misturandose as três e mudando suas intensidades individualmente originase qualquer cor do espectro visível O controlador RGB é um dispositivo projetado para controlar as cores intensidade e efeitos de um LED RGB 3 Micro servo SG90 É utilizado em projetos de robótica ou modelos rádio controlados como carros aviões helicópteros lanchas etc Possui o melhor custo x beneficio do mercado seu pino de entrada de sinal pode ser diretamente conectado a maioria dos microcontroladores e é compatível com helicópteros RC e aviões de marca como Hitec Futaba GWZ JR e etc Fonte httpscurtocircuitocombrservomotor9gsg90towerprohtml 3 Sensor Ultrassônico HCSR04 O Sensor de Distância Ultrassônico HCSR04 é capaz de medir distâncias de 2cm a 4m com ótima precisão e baixo preço Este módulo possui um circuito pronto com emissor e receptor acoplados e 4 pinos VCC Trigger ECHO GND para medição Esse sensor é composto por um emissor e um receptor com capacidade de medir distâncias de 2cm até 4m com uma precisão de aproximadamente 3mm Este sensor emite sinais ultrassônicos que refletem no objeto a ser atingido e retornam ao sensor precisando a distância do alvo tomando o tempo de trânsito do sinal do ultrasom A velocidade do sinal ultrassônico emitida pelo Sensor Ultrassom HC SR04 corresponde a velocidade do som que é de aproximadamente 340 ms assim se o sensor estiver a uma distância x do objeto o sinal percorrerá uma distância equivalente a 2x ou seja a onda é enviada pelo sensor e rebatida no obstáculo logo ela percorre 2 vezes a distância procurada Fonte httpswwwfilipeflopcomprodutosensordedistanciaultrassonicohcsr04 4 sensor de temperatura LM35 O LM35 é um sensor de temperatura que pode vir em diferentes tipos de encapsulamento O mais comum é o TO92 que é um encapsulamento de plástico ou epóxi De acordo com a temperatura medida o sensor produz um sinal de tensão que varia 10mV para cada ºC Este sensor é indicado para medir a temperatura na superfície de objetos E há uma garantia de que a temperatura dele seja no máximo 001C diferente da temperatura da superfície a qual ele está fixado Além disso o LM 35 é de fácil comunicação com microcontroladores como Arduino PIC ARM e Raspberry Pi Fonte Wikipédia TIPOS DE LEDS Relé controlar lâmpadas motores eletrodomésticos e outros equipamentos aproveitando somente um pino de controle já que o circuito a ser alimentado fica inteiramente separado do circuito do microcontrolador Simples emprego com Arduino Fonte httpswwwwjcomponentescombrrele1 Servo motor O servo motor é basicamente um motor onde é possível controlar sua posição O servo consegue fazer um movimento de rotação de até meia volta não fica girando como alguns motores Porém existem outros modelos de servo motor que conseguem dar voltas completas sendo cada modelo indicado para um tipo de projeto diferente Fonte httpsedisciplinasuspbrmodpageviewphpid2556939 LDR sensor de luminosidade O LDR Light Dependent Resistor é um componente cuja resistência varia de acordo com a intensidade da luz Quanto mais luz incidir sobre o componente menor a resistência Fonte httpswwwfilipeflopcomprodutosensordeluminosidadeldr5mm LDR sensor de umidade do ar O Módulo Sensor de Luminosidade Fotossensitivo é composto por um sensor fotocélula LDR Resistor Dependente de Luz responsável pela variação da resistência conforme a intensidade da luminosidade incidente sobre ele Na prática a medida que a luz aumenta a resistência diminui Fonte httpswwwusinainfocombrsensordeluminosidadesensordeluminosidade fotossensitivoldrcomledsp73175html Rotary Encoder O anel de LED do codificador rotativo é um indicador de posição para codificadores rotativos Os botões tradicionais com linhas indicadoras não fornecem uma representação precisa do valor de um codificador pois os codificadores rotativos não têm ponto inicial ou final Encoders rotativos são usados como dispositivos de entrada em aplicações onde um único encoder tem muitas funções ou onde um controle responde à taxa de rotação de um encoder Nessas aplicações o anel de LED do codificador rotativo oferece uma representação visual de como um codificador está reagindo à entrada bem como a posição atual ou valor de controle Fonte httpsmayhewlabscomproductsrotaryencoderledring RTC O Real Time Clock RTC DS3231 é um relógio de tempo real de alta precisão e baixo consumo de energia Em sua placa vem embutido um sensor de temperatura e um cristal oscilador para melhorar sua exatidão Fonte httpswwwfilipeflopcomprodutorealtimeclockrtcds3231 Referências Bibliográficas ROGGIA Leandro CARDOZO Rodrigo Fuentes Automação industrial Santa Maria Universidade Federal de Santa Maria Colégio Técnico Industrial de Santa Maria Rede eTec Brasil 2016 102 Sites para pesquisa httpswwwfilipeflopcomprodutorealtimeclockrtcds3231 Acesso 25 out 2022 httpsmayhewlabscomproductsrotaryencoderledring Acesso 25 out 2022 httpswwwusinainfocombrsensordeluminosidadesensordeluminosidade fotossensitivoldrcomledsp73175html Acesso 25 out 2022 httpswwwfilipeflopcomprodutosensordeluminosidadeldr5mm Acesso 25 out 2022 httpsedisciplinasuspbrmodpageviewphpid2556939 Acesso 25 out 2022 httpswwwwjcomponentescombrrele1 Acesso 25 out 2022 httpsportalvidadesiliciocombroqueesp8266nodemcu Acesso 25 out 2022