Controle e monitoramento da temperatura de um ambiente utilizando um conjunto microcontrolado rpc

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO - CECAU

PEDRO HENRIQUE SOUSA PRADO

CONTROLE E MONITORAMENTO DA TEMPERATURA DE UM AMBIENTE UTILIZANDO UM CONJUNTO MICROCONTROLADOR/PC

MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Ouro Preto, 2011

PEDRO HENRIQUE SOUSA PRADO

CONTROLE E MONITORAMENTO DATEMPERATURA DE UM AMBIENTE UTILIZANDO UM CONJUNTO MICROCONTROLADOR/PC

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitos para a obtenção do Grau de Engenheiro de Controle e Automação.

Orientador: Henor Artur de Souza

Ouro Preto Escola de Minas – UFOP Dezembro/2011

P896c

Prado, Pedro Henrique Sousa.Controle e monitoramento da temperatura de um ambiente utilizando um conjunto microcontrolador/pc. [manuscrito] / Pedro Henrique Sousa Prado. – 2011. 87f. : il., color., graf., tab. Orientador: Prof. Dr. Henor Artur de Souza.

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Monografia (Graduação) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Colegiado do Curso de Engenharia de Controle e Automação. Área de concentração: Engenharia deControle e Automação. 1. Automação industrial. 2. Sistemas difusos. 3. Controle automático. 4. Conforto térmico. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Título.

CDU: 681.5

Fonte de catalogação: bibem@sisbin.ufop.br

SUMÁRIO 1INTRODUÇÃO 1.1Descrição do problema 1.2Objetivo 1.3Metodologia 1.4Estrutura do trabalho 2SISTEMAS DE CONTROLE 2.1Histórico dos sistemas de controle 2.2 Controleem malha fechada 2.3Controlador PID 2.3.1Ação Proporcional 2.3.2Ação Integral 2.3.3Ação Derivativa 2.4Controlador FUZZY PI 2.5Controle de sistemas de climatização 3MICROCONTROLADORES 3.1Arquiteturas dos microcontroladores 3.1.1Arquitetura CISC 3.1.2Arquitetura RISC 3.2Principais Componentes de um microcontrolador 3.2.1Memória 3.2.2Arithmetic Logic Unit (ALU) 3.2.3 Temporizadores e contadores 3.2.4Interfaces de entrada e saída 3.2.5 Interrupções 3.3Microcontroladores PIC 3.3.1Microcontrolador PIC18F4550 3.3.1.1- Diagrama de pinos PIC18F4550 3.3.1.2- Diagrama de blocos PIC18F4550 3.3.1.3- Organização da Memória de Programa 3.3.1.4- Memória de Dados 3.3.2Comunicação USB/CDC em microcontroladores PIC 4ESTUDO DE CASO 4.1O objeto de estudo 4.2Proposta do sistema de controle 4.2.1Microcontrolador4.2.2Sensor LM35 4.2.3Ventoinha 4.3Montagem do sistema de controle 4.4Desenvolvimento do software de controle 4.5Aplicação Web 4.6Resultados obtidos 5CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO I (Código)

8 10 11 11 11 13 13 14 16 17 18 19 19 21 24 25 25 26 26 26 27 27 27 27 28 29 30 30 32 32 34 35 35 37 37 37 38 39 41 43 44 47 48

LISTA DE FIGURAS Figura 2.1– Diagrama de blocos de umsistema de controle em malha fechada Figura 2.2– Regiões das combinações possíveis entre as entradas Figura 3.1– Desenho esquemático de um microcontrolador. Figura 3.2– Microcontrolador PIC18F4550 Figura 3.3– Diagrama de pinos DIP do microcontrolador PIC18F4550. Figura 3.4– Diagrama em Blocos do PIC18F4550. Figura 3.5– Organização da Memória do PIC18F4550. Figura 3.6– Memória de Dados do PIC18F4550.Figura 4.1 – Visão frontal e lateral da maquete. Figura 4.2 – Visão traseira e lateral da maquete Figura 4.3– Visão superior do telhado da maquete Figura 4.4– Sensor LM35 Figura 4.5– Ventoinha Figura 4.6– Kit Picminas e Protoboard Figura 4.7– Sistema de controle montado Figura 4.8– Diagrama elétrico. Figura 4.9–Diagrama USB/CDC Figura 4.10– Tomcat Servidor Figura 4.11– Tela principal. Figura 4.12–Módulo NI USB-6009 Figura 4.13– Evolução temporal da temperatura interna do ambiente. 14 21 25 29 30 31 32 33 33 36 36 38 39 40 40 41 42 43 44 45 46

LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 – Efeitos no sistema das ações proporcional, integral e derivativa. 17

LISTA DE ABREVIATURAS USB - Universal Serial Bus – Barramento universal serial CDC - Communications device class - Comunicações classe de...
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