Trabalho final de metodologia científica - Documentos Google.pdf
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WallaFelipedeMattosEstavanati
CONTROLEDEACESSOCOMRFIDUSANDOARDUINO
RioPomba,MG2013
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WallaFelipedeMattosEstavanati
CONTROLEDEACESSOCOMRFIDUSANDOARDUINO
TrabalhoFinaldeMetodologiaCientficaapresentadoaoCursodeCinciadaComputao,doInstitutoFederaldeEducao,CinciaeTecnologiadoSudestedeMinasGeraisCmpusRioPomba,comorequisitoparcialaprovaonamatriadispostasobaorientaodaProf.AlessandraMartinsCoelho.
RioPomba,MG
2013
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SUMRIO1INTRODUO...01
2PROBLEMATIZAO..01
3JUSTIFICATIVA02
4OBJETIVOS...02
4.1OBJETIVOGERAL....02
4.2OBJETIVOSESPECFICOS.....02
5REVISODALITERATURA..03
6MATERIALEMTODOS03
7CRONOGRAMA...07
REFERNCIAS....07
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1INTRODUO
Anecessidadedeequipamentosqueauxiliemetornemmaisfcilasaesdemonitoramentoeacionamentodesistemasdeseguranatemimpulsionadoumaprocuracrescentedenovassoluesetecnologias.Estasdevemresponderaosdesafiosexistentesnocontroledeacessoaambientese,simultaneamente,devemsertecnicamenteeficientes,defcilutilizaoebaixocusto[6].
Opensamentoemautomaorealadonestetrabalho.Estafezsepossvelemtodasasreascomaevoluodaeletrnicaedainformtica.Praticamentetodosossetorespodemserparcialoutotalmenteautomatizados,adequandodeumamaneirageral,maioragilidade,segurana,confortoeeconomia.Osurgimentodomicrocontroladorcontribuiuenormementeparaadisseminaodaautomao,principalmenteforadosambientesindustriais[2].Assim,aautomaopodeteratuaotambmemambientesresidenciais,sendochamadadedomtica.
Fazendoousodemicrocontroladores,projetosqueenvolvemeletrnicatornamsebastantefacilitados,poissestecomponente,podesubstituircircuitoseletrnicoscontendoumgrandenmerodeoutroscomponentes.Microcontroladorumcomponentequepossuitodososperifricosdosmicroprocessadorescomunsembutidosemumaspastilha,facilitandoassimodesenvolvimentodesistemaspequenosebaratos,emboracomplexosesofisticados[7].
Nombitoescolar,muitasvezesprecisoregistraroacessodeumprofessoraumasaladeaula,afrequnciadebolsistasemumlaboratrioouverificarapresenaindevidadealgumemumadeterminadasala,porexemploeumamaneiraprticaerpidadefazeristocomoauxliodaeletrnica.Estavemsedestacandobastanteemmeioaoavanotecnolgiconocampodainformtica.Atendnciaque,nocasodocontroledeacessoouarmazenamentodedados,substituaseoregistroempapelporcircuitoseletrnicos.
Otermocontroledeacessoumarefernciaprticadepermitiroacessoaumlocal,comoumapropriedade,prdio,ousala,somenteparapessoasautorizadasoucadastradas.Ocontrolefsicodeacessopodeseradquiridoatravsdepessoas,atravsdemeiosmecnicos,comofechadurasechaves,ouatravsdemeiostecnolgicos,comosistemasbaseadosemcartesdeacessoouleiturabiomtrica[1].
Osmicrocontroladoresestosendomuitoutilizadosatualmente,poisamaioriadosaparelhoseletrnicosmodernossocontroladosporummicrocontrolador.Comseuusofoipossveldesenvolversistemasmaiscompactosemaisversteis,comumbaixocusto[2].Dosvariadosmicrocontroladoresdisponveisnomercado,podemoscitarARMCortexM3,PIC,AtmelAVR,8051,MPS430,etc.Nesteprojeto,usaremosoArduino,poiseletemsedestacadonocenriomundialpelafacilidadedeprogramao,versatilidadeebaixocusto[3].OArduinoummicrocontroladordeplacanicaeumconjuntodesoftwareparaprogramlo.Ohardwareconsisteemumprojetosimplesdehardwarelivreparaocontrolador,comumprocessadorAtmel
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AVResuporteembutidodeentradaesada.Osoftwareconsistedeumalinguagemdeprogramaopadro,baseadonalinguagemC,edobootloaderquerodanaplaca[4].
Osensorreedswitchumcontatonormalmenteaberto,quenopossuialavancadeacionamento.Essecontatofeitodeummaterialferromagnticoesefechaquandoestnapresenadeumcampomagntico[5].
OsensorRFID(doingls"RadioFrequencyIDentification"),umaformadeidentificaoautomticaatravsdesinaisderdio,reassumindoegravandodadosremotamenteatravsdedispositivosconhecidoscomotags(etiquetaousenha)RFID.Aplicadaemdiversasreascomohospitalar,veicular,implanteshumanos,industrial,desporto,comercial,usoembibliotecas,segurana,identificaoanimal,manutenoentreoutros[4].
Nesteprojetoserpropostoelaboraodeumprottipousandoumsistemadecontroledeacessocomfinalidadedeassegurardedeterminadosambientespormeiodeumcadastrodopessoalquefarousodolocaleliberandochavesatravsdecrachscomsenhasderadiofrequncia.Almdissoserregistradonumbancodedadosodia,horrioelocaldequemacessouasala.
2PROBLEMATIZAO
Oproblemaatualdasociedademodernaestassociadofaltadeseguranapessoaledebens.Tendoemvistaquenosltimosanosacriminalidadevemaumentando,aatuaodesistemasquemonitoramentodaentradaesadadepessoasemambienteseaseguranaemgeral,estosetornandocadavezmaiscomuns.Almdeque,osgastoscomseguranaagregavaloresexpressivos,nacontrataodeservioseficientesdemonitoramentoevigilncia.
Mecanismosdecontroledeacessosonecessriosparaseguranamaterialoupessoal.Emalgumasreasderisco,emambientesindustriais,oacessoficarestritopessoastreinadasecomcapacidadeparaestaremnaquelesambientes,sejamambientesinsalubresouperigosos.Emambientescomerciais,parapreservaropatrimnio,algumasreassorestritasparaacessoexclusivodealgunsfuncionrios[1].Emlaboratriosdefsica,deautomao,deeletrnica,dequmica,demquinaseltricas,dehidrulica,depneumtica,deinstrumentao,decomputao,etc.nogeralesseslaboratrios,fazseessencialconteraqualidadeeaquantidadedoscomputadoreseferramentasexistentesemcadaumdeles,almdissomantlosemorganizaoparaquecadaprofessorpossaministrarsuadisciplinaadequadamente.Emdeterminadoslaboratriosencontramosmquinasrotativas,produtosqumicos,correnteeltricaetenseseltricaselevadas,fluidoscomprimidosemaltaspresseseequipamentoscomexcessodepeso,osquaispodemgerardanosestruturais,fsicosemateriais.Eventualmentealgumaschavesdesaparecem,professoresesquecemdevolvlaseoutrasvezesoslaboratriosficamabertossemquenenhumresponsvelestejaporperto.Defrontedestesepisdiosconstatousecontrolaroacessoemambientes.
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3JUSTIFICATIVA
Osistemapropostonestetrabalhoumequipamentodemonitoramentoecontrolede
acessonointuitodepromoverumregistrodeentradaesadadepessoasemdeterminadosambientes.AlmdoregistrodastagsdeRFIDdosusurios,adataeahoratambmsoarmazenadasnamemriaexternadeformaamanterumcontrolemaisrgido.4OBJETIVOS4.1OBJETIVOGERAL
Analisarearquivar,assimassegurandooacessoaambientesusandoRFIDatravsdacriaodeumprottipodesoftwareehardwareparaoacompanhamento.4.2OBJETIVOSESPECFICOS
Entrevistarpessoasquetenhamproblemasnocontroledeacessibilidadeparadetectardetalhes.
Analisarosresultadosdasentrevistasparaidentificarosproblemasdaformadetrabalhoatual.
Conheceroprocessoatualdoplanejamentoecontroledeacessodoambienteparapoderdesenvolveroprottipo.
EstudaroprotocolodefuncionamentodehardwareesoftwareRFIDparapoderdefinirqualoequipamentoqueirmelhorseadequaraoprottipo.
DesenvolverumprottipodehardwareparacoletarosdadosdeacessocomousodeRFID.
DesenvolverumprottipodesoftwareparacoletarosdadosdohardwaredeRFID.Elaborarumplanoparademonstrarasvantagensoudesvantagensemsubstituiro
processoatualporRFID.5REVISODALITERATURA
Porsetratardeumprottipodesoftwareehardwarederastreamentodeacessibilidade,serabordadonestecaptuloconceitosdeaplicaodecontroledeacessoesuasmetodologiascomsistemasutilizadosatualmente.
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Em2005,naUniversidadeRegionaldeBlumenau,VilsondoCarmo,graduandonocursodeBacharelemCinciadaComputao,apresentoucomoTrabalhodeConclusodeCursooProttipodeControledeAcessoparaAcademiasdeGinsticaUltilizandoMicrocontroladorPICeopadroRS485.Comodesenvolvimentodotrabalhoeleapresentouumprottipoparacontroledeacessodealunosefuncionriosemumaacademiadeginstica[2].Oprottipotinhacomoprioridadepermitiraconexodeumaoumaiscatracascomcontroleemfunodecartodecdigodebarrasbarras,interligadasaummicrocomputadoratravsdeumarededecomunicaoserialutilizandoopadroRS485.Umsoftwareintegradoaummicrocomputadorqueenviamensagenspelocanaldecomunicaoserialparacontrolarascatracas,permitindoounooacessodareferidacatraca.Almdissoessesoftwarepermitetambmqueoprofessorcadastreosdadosdosalunos,assriedeexercciosqueestedeverrealizareopagamentodasmensalidades.
Noprojeto45,docaptulo16dolivroArduinoBsico,oautormostraumexemplodeSistemadeControledeAcessoutilizandooArduino.Nesteprojeto,oautorutilizaumleitorRFIDID12,umArduinoUno,umafechaduraeltricade12Vealgunscomponenteseletrnicosparamontarocircuitodepotncia.Oautormostraopassoapassodemontagemdocircuito,mostraocdigofontedoprogramaeexplicadetalhadamentecadatrechodocdigo.6MATERIALEMTODOS
O projeto consiste de um prottipo de uma porta. Como exemplo demonstrativo, nesta porta foi instalado um sensor reed switch e uma fechadura eltrica 12Vcc. Foi instalado um im no batente da porta deste prottipo alinhado com o sensor reed switch para que o sensor possa atuar na presena do campo magntico do im. Os detalhes construtivos do prottipo da porta medindo 400mm de largura por 500mm de altura e a posio da fechadura podem ser visto na figura1.
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(a)(b)
Figura1(a)Ladoexternodoprottipodaporta.(b)Ladointernodoprottipodaporta.
Foi necessrio abrir a fechadura e passar os dois fios do sensor por dentro da mesma para instalar o sensor reed switch. Como o sensor uma chave que fecha o contato na presena de um campo magntico, foi instalado um im no batente da porta, que ficasse alinhado com o sensor, conformefigura2.
(a) (b) (c)Figura2(a)Detalhedosfiosdosensorreedswitchpassandopordentrodafechadura.(b)Localizaodoimnobatente.(c)Localizaodosensorreedswitch.
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Feito o prottipo, em seguida foi elaborado um projeto de um circuito eletrnico capaz de
acionar a fechadura eltrica atravs de um rel que ser acionado pelo Arduino. No Arduino, ser conectado um display de LCD que servir de interface com o usurio para saber data e hora de acesso ao laboratrio. Tambm ser conectado ao Arduino, um leitor de carto RFID que far a leitura do crach do professor que deseja acesso um determinado laboratrio e ter o acesso liberadocasoseucrachestejacadastradonobancodedadosdosistema,conformefigura3.
Figura3PlacaArduinocomEthernetShieldecircuitodecomandoedepotncia.
Oesquemadafigura4representaamontagemcompletadoprojetoparaum
laboratrio.Nesteesquema,podeseverqueoArduinofazaleituradoleitorRFIDedosensorreedswitcheenviasinalparaafechaduraeltricaeparaodisplayLCD.Almdisso,oArduinosecomunicacomumcomputadorpelaIntranet,atravsdaplacadeexpansochamadadeEthernetShield.
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Figura4Esquemticodamontagem.
Aps os testes com o primeiro prottipo, os demais sero montados idnticos ao primeiro
etodosseroconectadosemredeconformefigura5.
Figura5Esquemticodamontagemdarede.
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7CRONOGRAMAfuturo
Paradesenvolveroprottipo,precisopesquisaralgunstrabalhoscorrelatos.Atravs deste trabalho ser possvel explorar bem o funcionamento de
microcontroladores, de linguagens de programao como C++ e HTML, leitores de carto RFID e eletrnica bsica. Ser possvel verificar a versatilidade dos microcontroladores, a tima relao custo/benefcio e como estes componentes tornam possvel a implantao de sistemas compactos e a um baixo custo, para a resoluo de problemas de automao relativamente complexos.
Com o desenvolvimento desse trabalho verificaremos tambm o quanto a automao pode beneficiar nossas vidas, tornando algumas tarefas mais cmodas de serem realizadas e de maneiramaiseficiente. Aautomaosemdvidaumassuntoextremamenteinteressante,eainteraoentrecomputadoredemaisequipamentospormeiodaintranetdeveserdominadoporquemoptaporestareadeatuao.
DATAINICIAL(ms/ano):Fevereiro/2014 DATA FINAL (ms/ano): Janeiro/2015
NmerodeIntegrantes: 1
ATIVIDADES\MSDETRABALHO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 Levantamentodeliteratura x
2 MontagemdoProjeto x
3 Coletadedados x x x
4 Tratamentodosdados x x x x
5 ElaboraodoRelatrioFinal x x x
6 Revisodotexto x x
7 Entregadotrabalho x
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REFERNCIAS[1]PDUA,F.deMaterialDidtico:AutomaoResidencialePredial.Cuiab,2011,21p.ApostiladoCursoTecnlogoemAutomaoIndustrialInstitutoFederaldeEducao,CinciaeTecnologiadeMatoGrossoCampusCuiab.[2]CARMO,V.ProttipodeControledeAcessoparaAcademiasdeGinsticaUtilizandoMicrocontroladorPICeoPadroRS485.2005.61f.TrabalhodeConclusodeCurso(Graduao)CursodeCinciasdaComputao,DepartamentodeCentrodeCinciasExataseNaturais,UniversidadeRegionaldeBlumenau,Blumenau,2005.[3]CAVALCANTE,M.A.TAVOLARO,C.R.C.MOLISANI,E.FsicacomArduinoparainiciantes.Rev.Bras.EnsinoFs.[online].2011,vol.33,n.4,pp.45034503.ISSN18061117.[4]MCROBERTS,M.ArduinoBsico.SoPaulo:Novatec,2011.[5] PAZOS, F. Captulo 4: Sensores. In: PAZOS, F. Automao de Sistemas & Robtica. Rio de Janeiro:AxcelBooks,2002.150p.[6]FREITAS,S.PETUCO,L.DENARDIN,G.CARATI,E.G.MduloMicrocontroladoparasimulaodepresenaemonitoramentodesegurana.2006.9p.[7]JNIOR,V.P.S.MicrocontroladoresPIC:teoriaeprtica.SoPaulo:Editorarica,1998.