Shield Automação e Alarme Residencial V5: Um Sistema de Automação Brasileiro

Shield Automação e Alarme Residencial V5

Alvo de muitos projetos, trabalhos de conclusão de curso e até mesmo aquele hobby na calada da noite, o termo domótica tem conquistado mentes e corações pelo mundo afora, e quando mais no Brasil com a força do movimento Maker usando a plataforma Arduino. Para quem não sabe, domótica é uma palavra que surgiu pela junção do termo latim domus (casa), com robótica, que remete à automação, controle próprio. Em outras palavras, domótica remete ao conjunto de técnicas capazes de tornar uma casa autônoma!

 

Todavia, essa não é uma tarefa fácil. É preciso lidar com controle de acionamentos de cargas, o que exige cuidado e um simples erro pode resultar em um belo prejuízo. Fora isso, para controlar a casa é necessário também fazer leitura de sensores, passar cabeamento, dentre outros. E muitos são os erros que podem ser cometidos na montagem dos elementos da automação, e, principalmente, na confecção da placa de controle.

 

 

Um Kit Brasileiro

 

Pensando em facilitar a vida do profissional ao entusiasta, o pessoal do Projeto Arduino desenvolveu e comercializa um versátil Shield para Arduino voltado à domótica: o Shield Automação e Alarme Residencial V5. O Projeto Arduino é uma empresa brasileira, sediada em Franca-SP, que tem atuado no desenvolvimento de módulos para automação, e que agora disponibiliza a versão V5 do Shield de Automação. O Shield em questão é específico para conexão com Arduino Mega, e já agrega conexão com rede cabeada Ethernet e WiFi por meio do módulo HLK-RM04. Veja na Figura 1 o Shield Automação V5 conectado a um Arduino Mega.

 

Shield Automação e Alarme Residencial V5 com Arduino Mega.
Figura 1 - Shield Automação e Alarme Residencial V5 com Arduino Mega.

 

Esse Shield agrega relés para acionamento de cargas já com sinais isolados, o que garante a proteção dos componentes da placa e do próprio Arduino. E não somente no acionamento está todo o bom cuidado na placa. Ela também possui 8 sinais para leitura de sensores (chaves de contato), como também 2 sinais de saídas em 12V para correntes de 1.5A e 500mA.

 

Na Figura 2 é possível ver o arranjo de componentes do Shield. Na parte superior da imagem estão os relés para acionamento de cargas. Na parte inferior, estão os bornes para conexão de entradas de sinais. À direita, estão 2 bornes para contato de sinais e 2 bornes para controle de sinais de 1.5A e 500mA, respectivamente. À esquerda está o conector de energia para o regulador de tensão utilizado. O Shield já vem com display LCD 16x2 e sensor DHT11, como mostrado na imagem também.

 

Perspectiva superior do Shield Automação e Alarme Residencial V5.
Figura 2 - Perspectiva superior do Shield Automação e Alarme Residencial V5.

 

Na Figura 3 é mostrada uma perspectiva inferior do Shield de Automação, destacando as trilhas de contato nessa camada, e, principalmente, a conexão com a pinagem do Arduino Mega.

 

Perspectiva Inferior do Shield Automação e Alarme Residencial V5.
Figura 3 - Perspectiva Inferior do Shield Automação e Alarme Residencial V5.

 

Para usar o Shield Automação e Alarme Residencial V5 é preciso usar uma fonte de alimentação de 12V 1A. A fonte de energia do Shield é capaz de alimentar todos os componentes da placa e o próprio Arduino Mega. Na Figura 4 é mostrado em destaque a parte esquerda do shield, que é onde estão os conectores de energia e os reguladores de tensão para a placa. Adicionalmente, é também possível ver na figura o conector para módulos de relógio de tempo real (RTC).

 

Destaque para os conectores de energia e reguladores de tensão para o Shield Automação e Alarme Residencial V5.
Figura 4 - Destaque para os conectores de energia e reguladores de tensão para o Shield Automação e Alarme Residencial V5.

 

O uso da Automação V5 em conjunto com o Arduino Mega ainda permite o uso de Shields adicionais, por deixar espaço para conexão de Shields ou placas com pinagem Arduino R3, tais como shields de Modem GSM, GPS, dentre outros. Veja na Figura 5, com maior destaque, como fica a conexão do Arduino Mega com o Shield. Na figura também é possível ver o sensor DHT11, que vem soldado ao Shield, e os conectores para módulo Bluetooth.

 

Vista superior do Shield Automação, destacando Arduino Mega conectado ao Shield e espaço para pinagem R3.
Figura 5 - Vista superior do Shield Automação, destacando Arduino Mega conectado ao Shield e espaço para pinagem R3.

 

Todavia, um destaque para o Shield Automação fica em seu módulo de rede, o HLK-RM04. Esse módulo realiza comunicação com o Arduino Mega via Serial UART. Ou seja, atua como um intermediário entre o Arduino e a rede WiFi/Ethernet. O fato de usar comunicação Serial facilita na questão da programação dos códigos a serem executados no Arduino, tirando do Arduino a carga de lidar com requisições de rede e pilha TCP/IP, por exemplo. Na Figura 6 o módulo é apresentado com destaque ao centro da imagem. Esse módulo possui conector para antena WiFi, e na placa já está ligado ao conector de cabo de rede Ethernet.

 

Destaque para o módulo HLK-RM04 do Shield Automação e Alarme Residencial V5.
Figura 6 - Destaque para o módulo HLK-RM04 do Shield Automação e Alarme Residencial V5.

 

Na linha de Internet das Coisas, é uma ótima chamada para projetos de casas inteligentes conectadas à internet. Você pode criar aplicações em Android/iOS capazes de conversar com o Arduino através do Shield Automação V5 e controlar elementos de uma casa. Todavia, esse módulo é seguro para ser usado em projetos?

 

 

Módulo Certificado

 

Na onda da Internet das Coisas, muitos profissionais estão se aventurando com módulos chineses ainda não certificados pela Anatel, agência reguladora para comunicações em rádiofrequência no Brasil. Isso pode se tornar uma bela de uma dor de cabeça na hora de transformar a "coisa" em produto, pois deverá ser homologado pela Anatel para ser devidamente comercializado. O fato de o módulo de WiFi já ser certificado facilita em muito o processo de homologação pela Anatel. Detalhe: o HLK-RM04 é certificado pela Anatel. Veja na Figura 7 o módulo, propriamente.

 

Módulo HLK-RM04.
Figura 7 - Módulo HLK-RM04.

 

Entrando no site da Anatel, é possível procurar por equipamentos certificados para uso em território nacional. Procurando pelo HLK-RM04, foi possível encontrar seu registro, o que é mostrado na Figura 8.

 

Certificação da Anatel para módulo HLK-RM04.
Figura 8 - Certificação da Anatel para módulo HLK-RM04.

 

 

Especificações Completas do Shield Automação e Alarme Residencial V5

 

Vamos ver um panorama geral do que o Shield Automação e Alarme Residencial V5 agrega:

  • 10 Relés de alimentação de 12V - 110/220VAC;
  • 8 Sensores de movimento ou chaves de contato;
  • 1 saidas de 12V com transistor para corrente de até 1,5A;
  • 1 Saída 12V com transistor para corrente de até 500mA;
  • 1 Soquete para conexão de modulo Bluetooth (não acompanha o módulo);
  • 1 Soquete para adição do Xbee (não acompanha o Xbee);
  • 1 LCD 16x2 com Backlight (Backlight pode ser desligado ou diminuir a intesidade);
  • 6 Conexões para sensores de leitura analógica;
  • 1 conector para jumper para uso geral;
  • 1 Soquete para o modulo RTC;
  • 1 DHT11;
  • 1 Módulo sem fio com entrada Wan de rede;
  • Dimensões 18cm x 13cm.

 

 

Funcionamento

 

O módulo HLK-RM04 atua como uma ponte Rede-Serial entre o Arduino e a rede cabeada/WiFi em uso. No Shield, a comunicação Serial com o Arduino Mega é realizada pela Serial3 do Arduino, o que pode ser visto tanto na pinagem apresentada como no código-fonte exemplo apresentado pelo site. Tipicamente, a forma mais direta de realizar a conexão com o módulo é via Telnet, passando como parâmetros o endereço IP do módulo e porta 8080, configurada por padrão no painel de configuração, mostrado na Figura 9.

 

Painel de Configuração do módulo HLK-RM04.
Figura 9 - Painel de Configuração do módulo HLK-RM04.

 

Após configurado, basta usar um programa para conexão via Telnet, como por exemplo o Putty, para conectar ao módulo HLK-RM04, e assim "conversar" com o Arduino Mega através da ponte de comunicação proporcionada pelo módulo. Na Figura 10 é apresentada uma sequência de ações de controle e respostas enviadas pelo Arduino através da conexão Telnet.

 

Exemplo de controle do Shield via Telnet com Putty.
Figura 10 - Exemplo de controle do Shield via Telnet com Putty.

 

Cada relé possui um LED azul que notifica seu acionamento ou não. No caso do exemplo mostrado na Figura 10, veja como ficou o Shield na Figura 11.

 

Shield sendo controlado via Telnet com Putty.
Figura 11 - Shield sendo controlado via Telnet com Putty.

 

 

Downloads

 

Adiante seguem alguns itens de download disponibilizados para uso do Shield Automação e Alarme Residencial V5:

  • Código Demo e lista dos pinos - É um código de exemplo do Shield Automação, e destaca as pinagens usadas para controle dos relés, leitura dos contatos, controle do display LCD, dentre outros;
  • Manual - Manual de uso da placa, escrito pelo Projeto Arduino. Detalha alimentação, sinais e conexões da placa.
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André Curvello
Graduado em Engenharia de Computação com ênfase em Sistemas Embarcados pela USP, campus São Carlos, possui MBA em gestão de TI pela UNIFRAN e Mestrado em Ciências pela EESC-USP. Atua como Team Leader na PST Electronics - Pósitron, sendo também professor de pós-graduação e instrutor de cursos na área de sistemas embarcados. Como hobby, gosta de programar tudo que pode ser programado, escovando bits sempre ao lado de um bom café. Gosta de compartilhar seu conhecimento por meio de palestras, e publicando artigos como colaborador dos sites Embarcados e FilipeFlop. Em 2018 foi premiado como Microsoft Most Valuable Professional em Azure IoT pela Microsoft.

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Maurício de RosSandro AlvesMarcelo Mariano da SilvaVictor BiasibettiPablo Xavier Recent comment authors
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Maurício de Ros
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Maurício de Ros

qual o preço???

Sandro Alves
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Sandro Alves

Faltou dizer qual o App e o preço.

Marcelo Mariano da Silva
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Marcelo Mariano da Silva

É possível fazer acionamento de lâmpada através de controle remoto
Se sim qual o valor?

Victor Biasibetti
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Victor Biasibetti

Este módulo HLK-RM04 está com a homologação suspensa na ANATEL desde 08/08/2016 :/
Existe algum outro semelhante com homologação ativa?

Pablo Xavier
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Pablo Fernando Branco xavier

como fasso pra comprar a plaquinha v4 com os reles
?

Diego Bruno Saraiva Alves
Visitante
Diego Bruno

Muito bom! parabéns!
Uma dúvida, existe algum comando específico para saber a intensidade do sinal wifi?

Diego Bruno Saraiva Alves
Visitante
Diego Bruno

Muito bom! Parabéns.
Uma dúvida, existe um comando específico para saber o intensidade do sinal wifi?

Anderson Pacheco
Visitante
Anderson Pacheco

eu não estou conseguindo estalar esta placa coloquei o cabo de rede carreguei o código para o Arduíno mais este ip padrão não funciona 192.168.1.180

Wanderson Frois
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Wanderson A Frois

Excelente Documento.
Prezados. Sou distribuidor autorizado da Hi-Link no Brasil. http://hlktech.net/contact.php. E caso precisem deste módulo WI-FI ou de outros acessórios temos a pronta entrega.

Alexandre Martins
Visitante
Alexandre Martins

Acompanho este projeto desde o incio e é fruto de muito trabalho e dedicação do pessoal do Projeto Arduino e do idealizador de tudo isso: Tiago Marangoni, é um sistema de automação residencial que realmente funciona e funciona muito bem.