Baixe aqui o arquivo.

Eixo Temático: Inovação e Tecnologia
Comandos de voz com arduino e Shield Easyvr
Voice commands using Arduino and the Shield Easyvr.
RESUMO: Este artigo tem como objetivo analisar a importância da democratização do
conhecimento com Arduino, contribuindo ao meio social e acadêmico. A escolha do Arduino
para construção deste pequeno exemplo deve-se principalmente por ser uma crescente
tecnologia de código fonte aberto e ainda pelo baixo custo financeiro na aquisição do hardware.
O projeto mostra de forma simples, um passo-a-passo de montagem de um sistema de
automação residencial onde as automações abordaram o uso da placa Easyvr, possibilitando o
uso da voz humana para comandar ou automatizar a residência.
Palavras-Chaves: Arduino, Automação Residencial, Easyvr.
ABSTRACT: This article aims to analyze the importance of the democratization of knowledge
with Arduino, contributing to the social and academic environment. The choice of the Arduino
to build this small example is mainly to be a growing technology open source and also by the
low financial cost in acquiring the hardware. The project shows in a simple, step-by-step
assembly of a home automation system where the automation addressed the use of Easyvr plate,
enabling the use of the human voice to control or automate the residence.
Keywords: Arduino, Home Automation, Easyvr.
1 INTRODUÇÃO
Levando em consideração que em tempos atuais o tempo e tecnologia são as palavras
chaves do dia a dia das pessoas pois uma complementa a outra resultando em maior
desempenho nas tarefas do dia a dia e ainda proporcionando satisfação e conforto com baixo
custo operacional e alto custo benefício na vida das pessoas, principalmente no dia a dia dos
amantes da tecnologia.
Pensando um pouco nisso percebe-se que desde o começo da humanidade até os dias de
hoje, a evolução, acontece por meio de novas descobertas, de novas técnicas e formas que
possam melhorar o desempenho do processo da vida humana. Obviamente que hoje, não se
realiza novas descobertas como antigamente, mas hoje, os detalhes podem fazer a diferença
bastando apenas uma percepção de melhoramento que tudo pode acontecer, e quem sabe, um
novo produto ou startup pode surgir em questão dessa percepção. Para alguns pode ser simples,
para outros, nem tanto e quem sabe para alguns, isso não seja possível. Como vimos, sabemos
que o sucesso existe e está esperando ser percebido.
Os profissionais da área de tecnologia devem estar atualizados em tempo real, para
serem capazes de perceber o que pode ser criado ou melhorado, para então, disponibilizar às
pessoas algo que possa ser útil em todos os aspectos como por exemplo: os dispositivos moveis,
que hoje, tornaram-se indispensáveis no dia a dia das pessoas.
A tecnologia arduino também pode-se citar como um leque de possibilidades, pois ela
desperta interesse, motivação às pessoas que trabalham nesse gigantesco mundo da tecnologia.
Por meio de protótipos pode-se viajar na imaginação, e, com apenas um básico conhecimento
em programação e eletrônica é possível criar projetos simples é claro mas capazes de tornar
essa ferramenta indispensável no auxílio ao desenvolvimento técnico dos futuros profissionais
da área.
2 TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO
Tecnologia da informação pode ser entendida ou definida como um conjunto de
atividades e soluções derivadas de recursos computacionais que visam a produção,
armazenamento, transmissão, acesso, segurança e o uso de informações. Pode haver inúmeras
outras definições para essa tecnologia, devida a amplitude de sua aplicação, onde talvez
nenhuma delas pode determina-la por completo. Resumindo, é a área da informática que trata
da informação de forma organizada, classificando-a facilitando às tomadas de decisões, entre
outras funções vitais de uma empresa.
Para BATISTA, E. O.(2013), a tecnologia da informação integra o nosso cotidiano, em
praticamente todos os lugares ou setores em que frequentamos ou atuamos. Esse perfil
caracteriza-se pela grande aplicabilidade da tecnologia da informação.
Hoje, com o advento da telemática1 e o desenvolvimento exponencial2 da internet em
conjunto com as necessidades dinâmicas impostas pela globalização, criou -se um
ambiente em que os proprietários e gestores de empresas necessitam de razoável
conhecimento sobre o universo tecnológico para estarem cientes dos novos prováveis
aliados para o desenvolvimento de sua empresa. BATISTA, E. O. (2013, p. 78)
Antigamente esses conceitos, se faziam necessários somente para os responsáveis por
tecnologia, hoje precisam ser abordados por todos os envolvidos com as tomadas de decisões
das organizações.
1
Comunicação à distância de um conjunto de serviços informáticos fornecidos através de uma rede
de telecomunicações.
2
Representativa da sua classe, profissão, ramo de atividade.
2.1 AUTOMAÇÃO
Automação é a tecnologia aplicada à sistemas elétricos, eletrônicos, mecânicos e na
atualidade podemos incluir na lista os sistemas processados, ou seja, no controle de sistemas de
produção. Com o objetivo de agilizar, ampliar ou substituir o trabalho humano. (LUÍS FELIPE
BATISTA, 2013)
Ainda conforme o artigo, Introdução à automação de (LUÍS FELIPE BATISTA, 2013,
p. 4) o termo correto em português é automatização ao em vez de automação. O termo
automação popularizou-se devido ao termo derivado do inglês “automation”, por se tratar de
um termo mais usual na literatura.
A figura 1 exemplifica de forma gradual o significado de automação ou automatização,
onde o mesmo processo, sofreu várias melhorias, passando de um processo manual até o final
sem a intervenção humana; logo é um processo 100% automatizado. Observe a imagem à baixo.
Figura 1: Exemplo de Automatização.
Fonte: Luís Felipe Batista, 2013.
Como já vimos, estamos em meio à era da tecnologia, onde ouvimos com muita
frequência o termo tão sonhado por todos os setores da Industria, do comercio e até mesmo em
nossos lares. Todos querem uma forma de interagir com as máquinas; “vimos que é possível,
então queremos pôr as máquinas para trabalhar”.
O homem, nessa situação, necessita cada vez mais usar o seu cérebro e cada vez menos
seus músculos. Porém essa mudança faz com que os profissionais necessitem cada vez mais se
especializar, buscando competências para o desenvolvimento de suas atividades. (GEOMAR
MARTINS, 2007/2012, p. 15)
É preciso estar atento às novas e frequentes mudanças em que o mundo tecnológico
proporciona, para alcançarmos o sucesso com os nossos projetos.
2.2 AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Após uma breve noção de automatização ou automação, prossegue-se com uma
abordagem ao assunto: Automação Residencial, pois esse trabalho tem em seus objetivos, a
automatização de residências.
(LUZ et al., 2014), define-se Automação Residencial como uma técnica ou um
conjunto de técnicas que proporcione algum tipo de melhoria, de forma automática, relacionado
à conforto e segurança de residências e conjuntos habitacionais, tais como: biometria3, portões
eletrônicos, câmeras de segurança, controle de luminosidade, umidade, temperatura, ou
3
Verificação da identidade de uma pessoa através de uma característica única inerente a essa pessoa.
EX; Digitais. (TESTECH, 2014, http://www.geomok.com.br/view.asp?cod_secao=26)
qualquer outro dispositivo eletroeletrônico. Já para Muratori e Bó (2013), eles definem
automação residencial como, “um processo que, usando diferentes soluções e equipamentos
que possibilita ao usuário usufruir o máximo de qualidade de vida na sua habitação.”.
Há pouco tempo atrás, esse tema (Automação Residencial) era visto apenas como luxo,
mas os tempos passaram e surgiram novos conceitos tecnológicos, capazes de fazer-se
necessário rever esses conceitos, pois muitos daqueles conceitos futuristas, hoje, são utilizados
com naturalidade por muitas famílias brasileiras. Se pararmos para analisar, podemos lembrar
que os carros há alguns anos, não havia direção hidráulica, freios ABS, injeção eletrônica,
vidros, travas e espelhos elétricos e, antigamente, abríamos o carro usando a chave, e não o
controle remoto; esses itens, eram conceituados como supérfluos no passado, mas agora no
presente, todos esses acessórios, com ampla acessibilidade aos mesmos passaram a equipar até
mesmo os carros populares. (MURATORI; BÓ, 2013)
É importante lembrar que a automação residencial, assim como os carros, é
impulsionada por argumentos como conforto, segurança ou status e ultimamente, pela
sustentabilidade; e em um futuro próximo, esses acessórios serão “itens de série” em nossas
residências. (MURATORI; BÓ, 2013)
Nos tempos atuais, temos inúmeras maneiras de automatizar uma residência ou parte
dela. Mas para que seja possível fazer um bom trabalho, a empresa responsável pela árdua tarefa
de automatização, deve ter em muita experiência no assunto, pois não é nada fácil executar o
projeto em uma residência mais antiga, já construída, sem um certo grau de projeção para essa
finalidade, a melhor forma seria trabalhar em parceria com Arquitetos para planejar a estrutura
da melhor forma possível; diminuindo tempo e o valor final do projeto, com maior qualidade
no acabamento. (MURATORI; BÓ, 2013).
2.2.1 Benefícios da Automação Residencial
Anteriormente, automação residencial, era considerada um status importante para
quem tinha condições financeiras para automatização de sua residência, isso era algo muito
importante para mostrar aos seus amigos. Observando dessa forma, de fato a automação
residencial, era considerada como luxo, pois apenas pessoas com alto poder aquisitivo tinham
condições de automatizar sua residência, ou parte dela. Mas felizmente, novas tecnologias
surgiram, consequentemente, novos sistemas foram criados, gerando uma certa concorrência
nessa área, pois novos fabricantes surgiram e logo o custo financeiro ficou mais acessível para
o usuário final, viabilizando de vez a automatização residencial inclusive em residências de
menor porte. (MURATORI; BÓ, 2013)
A partir desses pontos percebe-se que hoje, a automatização residencial, passa a ser
mencionada como conforto, pois atividades rotineiras podem ser programadas, facilitando
assim o dia-a-dia na residência, e essa é a verdadeira razão de existência e fortalecimento da
automação residência; tornar as atividades rotineiras, programáveis conforme às necessidades
ou exigências do(s) usuário(s).
Vejamos alguns fatores importantes na hora de decidir implantar um sistema de
automação em qualquer residência: Quem não gostaria de chegar em casa e o caminho, à noite,
ficar iluminado sem que ninguém acione um interruptor, apagar as luzes ao ir dormir, irrigar o
jardim se não chover em um determinado tempo, controlar a temperatura ambiente, ou até
mesmo da água do banho ou quando você chegar em casa com as mãos cheias de compras e a
porta se abrir para você sem ter que largar suas compras ao chão. Também é possível obter um
grau mais elevado de segurança, por meio de uma integração de sistemas; Se o usuário sair em
viagem, sua casa continuará ativa, monitorando e enviando informações do ambiente interno
ou externo para o proprietário, possibilitando ao mesmo, tomar ou não alguma atitude se assim
for necessária. (MURATORI; BÓ, 2013)
Outro fator muito importante, na hora de decidir automatizar ou não, é o fato de que
podemos economizar energia elétrica ao automatizar a residência. Pois o simples fato de
desligar lâmpadas ou motores, quando estão ligados desnecessariamente, e ainda, estudos
mostram que uma lâmpada, quando limitada em 90% de sua capacidade, não causam nenhuma
alteração visual, mas com isso se reduz 10% no consumo de energia e aumenta a vida útil da
mesma. Se o usuário preferir ou por necessidade, a automação disponibiliza uma série de
interfaces para controlar todo o sistema, podendo interagir com o sistema, utilizando comandos
de voz, sensores de presença, sensores de proximidade, ou um sensor de queda para identificar
uma queda do usuário por exemplo, ou qualquer outra pessoa ou objeto e então enviar um
pedido de socorro, via mensagem ou ligação telefônica. (MURATORI; BÓ, 2013)
Ainda, um fator interessante, é a escolha do sistema a ser usado, pois envolve fatores
como o estágio atual do andamento da obra, o capital a ser investido, e por final, o tipo de
tecnologia que será usada na automação. Nesse caso utiliza-se a ferramenta Arduino, por
motivos de que, o Arduino atende todos os itens mencionados à cima perfeitamente, e por ser
uma das tecnologias que mais se destacam nos últimos tempos, e não esquecendo que ainda
facilita muito a sua implantação e uso final por parte do usuário. (MURATORI; BÓ, 2013)
3 A TÉCNOLOGIA ARDUINO
Esta Tecnologia ou essa poderosa ferramenta de prototipagem, foi recentemente
desenvolvida, no ano de 2005 na cidade de Ívrea na Itália. Inicialmente, com a intenção de
auxiliar alunos de design a desenvolver seus projetos e, ainda, o custo da ferramenta não poderia
ultrapassar o valor que um aluno gastaria quando saísse a noite para comer uma pizza.
De início foram produzidas 200 placas micro controladoras baseadas na ferramenta
Arduino, que cujo o nome foi escolhido em homenagem à um bar da cidade. (EVANS
MARTIN, 2013).
Formado por apenas dois elementos, uma placa eletrônica, que é o elemento de
hardware possibilitando a construção física do projeto, e o IDE, que o elemento de software,
executado inicialmente em um computador, possibilitando a configuração para escolher o tipo
de hardware em questão e consequentemente a criação de um sketch (Pequeno programa de
computador), após isso será feito upload para a placa Arduino e então a placa saberá o que fazer.
(BANZI, 2011)
Ainda conforme Banzi (2011), que foi um dos desenvolvedores do projeto Arduino.
Ele afirma que o Arduino é diferente de todas as outras plataformas disponíveis no mercado,
apontando 7 (sete) itens para justificar a sua afirmação, os quais são:







Ambiente multiplataforma;
Baseia-se em um IDE de programação;
Pode ser programado por meio de um cabo USB, sem a
necessidade de porta serial;
Possui o hardware e software, ambos de fonte aberta;
Baixo custo financeiro;
Ajuda por meio de comunidade de usuários;
Ideal para iniciantes que desejam resultados imediatos.
(BANZI, 2011, p. 36)
Para construir os protótipos é necessário, um Arduino, uma protoboard4, jumpers e
algum tipo de componente, que pode ser um simples LED vermelho.
Até o presente momento, já existem uma série de versões do Arduino ambas baseadas
no microprocessador de 8bits Atmega AVR reduced instruction set computer (RISC). A
primeira placa era baseada no ATmega8, com velocidade de 16MHz e memória flash de 8KB;
4
É uma placa com furos e conexões condutoras para montagem de circuitos elétricos experimentais.
(WIKIPÉDIA, 2014) <http://pt.wikipedia.org/wiki/Placa_de_Ensaio>
sucessivamente as versões NG Plus e Diecimila (nome italiano para 10.000) usavam o
ATmega168 sendo que esse já veio com memória flash de 16KB. Outra versões ainda mais
recentes, como a Duemilanove e Uno, usam o ATmega328 com memória de 32KB, podendo
comutar, entre USB e corrente contínua (DC), para os projetos que exijam mais entrada e saída
e memória. Há também outras duas versões, o Arduino Mega1280, com memória de 128KB e
também o mais recente Arduino Mega2560, este com memória de 256KB. (EVANS MARTIN,
2013).
Todas as placas tem 14 pinos digitais, onde por meio da programação, cada um pode
ser definido como entrada ou saída e mais 6 entradas analógicas. Ainda, dos 14 pinos digitais,
6 deles podem ser programados para fornecerem uma saída de modulação por largura de pulso
(PWM). Também estão disponíveis, diversos protocolos de comunicação, como: Serial, Bus
serial de interface periférica (SPI) e 12C/TWI; incluídos e cada placa como recurso padrão,
estão um conector de programação serial in-circuit (ICSP) e um botão reset.
Como podemos ver o Arduino é integrado por uma pequena placa, alguns componentes
eletrônicos, inclusive um microchip que efetua o processamento dos dados, seja, eles de entrada
ou saída, é como um minicomputador e que utiliza uma linguagem de programação, baseada na
linguagem de programação C/C++. Também não podemos esquecer uma dos detalhes mais
interessantes da ferramenta, que sua planta ou projeto foi desenvolvido livremente, ou seja,
todos os interessados, poderão ter acesso ao projeto e consequentemente efetuar cópias,
baseadas ou semelhantes ao Arduino. A ferramenta não foi patenteada, apenas o nome
ARDUINO foi patenteado, tornando obrigatório ao menos as últimas 3 letras do nome,
acompanhar o novo projeto. (EVANS MARTIN, 2013, p. 26).
3.1 ARDUINO VERSÕES
As duas versões mais usadas como forma de adquirir conhecimento na área são as
versões UNO e MEGA, mas logicamente que uma ferramenta tão poderosa como o Arduino
não se limitaria em apenas duas versões, embora essas sejam muito poderosas e nos oferecem
grandes possibilidades para implementar nossos protótipos.
Existem várias outras versões e cópias legais do Arduino, cada uma delas com uma
característica específica e além disso, se todas essas versões existentes, ainda não atendam às
exigências de um possível projeto, há a possibilidade de ser criada uma nova cópia, baseada em
Arduino, ou quem sabe melhorar as que já existam, adaptando-as à novas necessidades; pois o
hardware do Arduino é de código aberto onde os projetos e códigos fontes estão disponíveis
para downloads no site oficial do Arduino, possibilitando portanto, a criação de novas cópias
legais.
Nessas versões adicionais, destacam-se o Lilypad Arduino e o Arduino Roboot. O
Lilypad é um Arduino ótimo para projetos têxteis e esteira industrial; seus grandes blocos,
podem ser costurados ao tecido, juntamente com uma gama de acessórios à ele desenvolvidos,
como: sensores de luz, campainha, LEDs, Sensores de temperatura, kits de costura e
acelerômetros; e o legal dele é que depois de tirar ele da fonte de alimentação, ainda é possível
lavar ele. (EVANS MARTIN, 2013 p. 30)
O Arduino Roboot, caracteriza-se por ter dois processadores e ser o primeiro Arduino
sobre rodas, onde cada roda possui um processador, seu micro controlador é o ATmega32U4
com 32KB de memória flash. Como o próprio nome já diz, ele é ideal para desenvolvimento de
robôs. (EVANS MARTIN, 2014).
Para obter uma conceito mais amplo sobre as diversas versões de placas Arduino, basta
acessar
o
site
oficial
do Arduino
no
seguinte
endereço
eletrônico:
http://arduino.cc/en/Main/Products.
3.2 SCHIELDS
Segundo o site oficial (Arduino, 2013), shield nada mais é do que uma placa que pode
ser conectada ou encaixada em cima do Arduino, com isso aumentará as suas respectivas
capacidades.
Como visto, existem várias versões de placas Arduino, isso acontece também com os
Shields que também podemos encontrar os mais variados tipos, para as mais diversas funções.
Existem Shields usados como entrada, como saída, e ainda também coas as duas funções de
entrada e saída. Um exemplo de uso de Shields assim é possível por exemplo, uma comunicação
de rede Ethernet com o Arduino, podendo interagir com servidores, locais ou remotos, ou ainda
transmitir dados para qualquer dispositivo via Bluetooth, Wi-Fi. Há Shields com circuitos
integrados para controlar motores sem que precise se preocupar com complicações eletrônicas
envolvidas, outros possuem leitor de cartão SD, acelerômetro, GPS e muitos outros sensores
que podem gerar dados importantes para o software que estão rodando no micro controlador.
(JUSTEN, 2013).
Figura 2: Arduino Uno com Shield Ethernet.
Fonte: < http://waihung.net/arduino-ethernet-shield-r3/>
Outro exemplo de Shield, é o EasyVR Arduino Escudo 2.0, ele é capaz de reconhecer
a voz, multi-idiomas para qualquer aplicação desenvolvida na plataforma Arduino. O EasyVR
introduz a capacidade aos usuários de criar até 32 comandos independentes via microfone.
Além disso, o EeasyVR 2.0 inclui tecnologia SonicNet para comunicação sem fio entre os
módulos ou qualquer outra fonte de som. A geração de tons DTMF5 também está incluído.
Alguns exemplos de aplicação incluem automação residencial, tais como interruptores de luz
controlando-os por meio de comandos de voz, abrir ou fechar portas, ou até mesmo controlar a
TV ou qualquer outro dispositivo eletro eletrônico.
5
É a sigla em inglês de "Dual-Tone Multi-Frequency", os tons de duas frequências utilizados na
discagem dos telefones mais modernos.
Figura 3: EasyVR.
Fonte: (VEEAR, 2014)
Na figura 3 (três), podemos a colocar a imaginação para funcionar, onde literalmente,
podemos pegar as malas e viajar em um mundo de possibilidades que a imaginação nos
proporciona. Com o EasyVR é possível conversar com o Arduino, e pedir à ele efetuar as ações
programadas, simplesmente falando o comando gravado.
Com certeza isso é uma grande possibilidade que temos em mãos, ou melhor na voz,
pois nos tempos modernos, todas as pessoas tem muita pressa e sempre estão muito ocupadas,
portanto as mãos são muito importantes para inúmeras tarefas diárias. Usando a voz, podemos
liberá-las para novas tarefas ou evitar a interrupção de um processo manual, e poderemos
efetuar inúmeras tarefas diárias usando a voz e o Arduino.
3.2 SOFTWARE IDE
Para entender o que significa a sigla IDE, observe a citação a baixo:
É um programa especial executado em seu computador que permite a criação de sketch
para a placa Arduino em uma linguagem simples, a partir da linguagem processing6. O truque
na verdade ocorre quando você pressiona o botão que faz upload do sketch7 para a placa: o
código escrito é traduzido na linguagem C/C++ e é transmitido para o compilador avr-gcc.
(BANZI, 2011, p. 36)
Como podemos observar, é dessa maneira que o Arduino, simplificas as coisas,
tornando atividades complexas na programação em relação ao micro controlador, logo
entendemos que o IDE, traduz o código escrito para facilitar o desenvolvimento dos projetos.
São 4 as etapas para que seja possível efetuar a criação de um sketch ou programa para o
Arduino, elas são:

Comunicação da placa Arduino e um computador, por meio de
cabo USB;

Criar um sketch utilizando o IDE;

Testar e Fazer upload do sketch para a placa;

A placa irá executar o sketch criado.
6
É uma linguagem de programação, ambiente de desenvolvimento e comunidade on-line. Desde 2001,
tem vindo a promover a alfabetização de Processamento de software dentro das artes visuais e
alfabetização visual dentro da tecnologia. (http://www.processing.org/)
7
É um esboço é o nome que usa Arduino para um programa. É a unidade de código que é enviado para
o e executado em uma placa Arduino. (www.arduino.cc/en/Tutorial/Sketch)
Para que seja possível o uso do IDE, e programar sketch para a placa Arduino, é
necessário fazer a comunicação entre o Arduino e o computador que será usado, isso acontece
por meio da instalação do drive que o Arduino disponibiliza em seu site oficial para download
(www.arduino.cc/en/Main/Software). Após acessar o site, basta escolher a ver a versão correta
para o sistema operacional que o computador hospedeiro utiliza e efetuar o download,
lembrando que o Arduino é multi-plataforma, podendo operar em vários sistemas operacionais,
por isso é importante saber o sistema operacional a ser usado. (BANZI, 2011, p.37)
4 METODOLOGIA
A metodologia é onde estuda-se as etapas à serem seguidas no projeto, ou seja é, uma
maneira de conduzir a pesquisa explicando de forma minuciosa, os instrumentos utilizados, o
tempo previsto, a equipe de pesquisadores e a divisão do trabalho, as formas de tabulação e
tratamento dos dados, enfim, de tudo aquilo que se utilizou no projeto de
pesquisa. (CONCEITO.DE, 2010)
4.1 CARACTERÍSTICAS DA PESQUISA
A pesquisa realizada caracteriza-se como teórico-empírico, onde foram utilizados
dados absorvidos de ampla bibliografia, como: Livros, Artigos, Homepage, Mídias removíveis
(DVDs), objetivando coletar o maior número de dados possíveis para que a informação
contenha o máximo de precisão possível, para realização do projeto e logo em seguida foi
colocado em prática todo o conteúdo absorvido na pesquisa, onde foi então, desenvolvido um
protótipo de automatizado, buscando chegar aos resultados esperados.
Segundo Fae (2014), a pesquisa é um procedimento racional e sistemático que tem por
objetivo proporcionar respostas aos problemas que são propostos.
Em relação ao tratamento dos dados essa pesquisa é classificada como pesquisa
teórica, pois a principal fonte de coleta de dados para o desenvolvimento do projeto, é por meio
bibliográfico. O processo de desenvolvimento do sistema proposto, (Automatização
residencial) será utilizado o micro controlador Arduino.
Sobre a pesquisa teórica, Educação (2013) afirmam que “este tipo de pesquisa faz uma
análise de determinada teoria, sempre utilizando embasamentos teóricos para explicar a
pesquisa que está sendo levantada. Artigos científicos é um exemplo de uma pesquisa teórica.”.
A pesquisa quanto aos procedimentos técnicos, caracteriza-se pelo o alcance dos
objetivos propostos por tanto agora essa pesquisa torna-se uma pesquisa ação. Esse tipo de
pesquisa (Pesquisa Ação) obtém-se por meio da união entre a pesquisa e a ação ou o
desenvolvimento prático, buscando solucionar o problema, automatização de portão eletrônico
e esse por sua vez tem o propósito de satisfazer as exigências do proprietário da residência, a
qual será implantado o sistema.
5 DESENVOLVIMENTO
No Desenvolvimento, será abordado o caminho pelo qual o projeto seguirá quanto ao
desenvolvimento de um protótipo de automação residencial.
5.1 REQUISITOS DO PROBLEMA
Pretende-se desenvolver um sistema de automação residencial usando o micro
controlador Arduino, bem como, a escolha de alguns componentes externos como por exemplo
a Shield EASYVR que se encaixam ao arduino, possibilitando a iteração de voz ao sistema.
Desta forma será iniciada a segunda parte desse projeto, o desenvolvimento, onde
foram feitos inúmeros testes, para então apontar as formas que melhor atendem os objetivos do
projeto.
.
5.1.1 Requisitos Específicos
Como já pode-se ver anteriormente, nesse projeto, o Easyvr é um modulo que faz o
reconhecimento por voz e executa comandos, possibilitando o controle de aparelhos
eletroeletrônicos com o a integração com o arduino em suas versões Mega, Uno R3, Leonardo
ou Duemilanove. Mas para que a placa possa alcançar um bom desempenho em suas tarefas,
são necessários alguns requisitos:
5.1.1.1 Requisitos Funcionais
 Reconhecimento da voz ou som: Pode ser usado para várias
aplicações, podendo efetuar facilmente o reconhecimento de voz
de forma versátil, robusta e com baixo custo. O sistema pode ser
implantado em automações residenciais, tais como, interruptores
de luz controlados por comandos de voz, cortinas ou utensílios de
cozinha, ou até mesmo em robôs, para que possam ouvir e detectar
a voz humana;
 Suporta diversos idiomas personalizados: UK English, German,
French, Italian, LA Spanish, Korean, Japanese;
 Suporta até 32 Comandos de voz definidos pelo usuário: Dentre os
comando, o usuário poderá adicionar senhas de voz, e inúmeras
outras formas de sons, podendo ser reconhecidos posteriormente
pelo sistema;
 Reconhecimento por Tom DTMF: "Dual-Tone Multi-Frequency" é
uma frequência utilizada por telefones mais modernos, ou seja, o
sistema é capaz de reconhecer as teclas pressionadas do telefone
ouvindo o som das teclas;
5.1.1.2 Requisitos não Funcionais
 Quatro carros de impressão, reutilizados de impressoras da marca
HP;
 Uma Placa Arduino compatível com o modulo Easyvr: para
permitir a programação da placa Arduino e o modulo;
 Um modulo Easyvr: para que possibilite gravar sons ou comandos
para posteriormente efetuar o reconhecimento da voz e executar a
ação gravada por comandos;
 Um alto-falante de 8Ω (oito ohms): Compatível com o modulo
Easyvr ou adaptado à um amplificador, para ser usado como saída
de áudio;
 Instalação de drivers do dispositivo: Inicialmente, o usuário deverá
dispor de um computador com sistema operacional Windows ou
Linux; para que o dispositivo possa se conectar com ao computador
possibilitando sua configuração posteriormente; tanto do Arduino,
quanto do Easyvr.
 Chapas de MDF: para a construção de uma maquete que suporte a
estrutura de um mini portão eletrônico;
 Cabos de rede descartados;
 Um motor de corrente contínua (DC) 12v: Para propulsionar o
portão;
 Um modulo relé: Para efetuar o acionamento do motor, funciona
como um interruptor (Chave liga/desliga).

Uma fonte auxiliar de alimentação: Para possibilitar o acionamento
do modulo relé, pois o mesmo necessita de 12v (doze volts) para
ser acionado.
5.2 Especificações
Para especificar o trabalho, foram adicionadas imagens ilustrativas usadas para
demonstração do desenvolvimento do sistema de automação residencial simples controlado por
voz ou som.
5.2.1 Placa Arduino, easyvr e modulo relé
Na Figura 4 – visualizamos as placas do Arduino em sua versão Mega 2560 a placa de
reconhecimento de voz, o modulo Easyvr e o modulo relé fabricado pela DFROBOT.
Nesta figura, observamos as três placas principais do projeto ainda não acopladas ao
Arduino, mas a figura 5 ilustrará o sistema com as placas já montadas de maneira correta.
Figura 4 – Arduino Mega, Easyvr e Relé.
Fonte: Dados primários – 2014.
Figura 5 – Placas acopladas.
Fonte: Dados primários – 2014
OBS: O sistema está agora com as placas principais acopladas, lembrando que para isso,
deve-se ter alguns cuidados ao acoplar as placas umas nas outras; observe se ao encaixar as
placas, os pontos de soldas da parte inferior da placa superior não encostem nos pinos da placa
inferior. Caso aconteça isso, a placa inferior, poderá ser danificada.
Observe também se os pinos da placa superior irão ou estão encaixados corretamente,
isso determina um bom funcionamento do sistema.
5.2.2 Iniciando o sistema
Considerando que os drivers do Arduino já esteja devidamente instalados no sistema,
execute os passos a seguir:
1- Baixe o Easyvr setup Devkit de drivers e documentação do modulo Easyvr 2.0 no
site do fabricante: http://www.veear.eu/downloads/
2- Instale os drivers clicando duas vezes em "EasyVR_DevKit_Setup.exe"
3- Se a instalação teve êxito, você verá uma nova porta COM virtual no seu gerenciador
de dispositivos, assim que você conectar o cabo USB ao DevKit EasyVR:
(O número da porta COM exato pode variar)
4- Agora inicie o Commander Software EasyVR
5- Escolha aconselhou Porta COM e clique em Conectar
6- Então aproveite a sua EasyVR!
OBS: Conectado o módulo EasyVR a uma placa Arduino, basicamente, pode-se ser
usado de duas formas:
 Modo Bridge - Você pode controlar o módulo usando uma biblioteca
de série do software e conectar-se ao módulo EasyVR Commander
já instalado em seu computador, com a mesma configuração de
pinos;

Modo adaptador - Você pode usar a placa Arduino como um
adaptador USB/ Serial segurando o micro controlador em reset, mas
você precisa mudar as conexões uma vez que você quiser controlar
o módulo do micro controlador.
5.2.3 Primeiros testes
Após todos os drivers de dispositivos instalados, podemos então prosseguir com o
desenvolvimento do sistema.
Ainda no site do fabricante, deve-se baixar o Easyvr Arduino Biblioteca e após o
download, abra a pasta EasyVR-Arduino-library e copie a pasta Easyvr para o diretório do seu
Arduino, ou seja da IDE do Arduino dentro da pasta Libraires. Desta forma, podemos abrir a
IDE do Arduino e testar o Easyvr.
Figura 6 – Exemplos de uso disponíveis.
Fonte: Dados primários – 2014
A Figura – 6 ilustra a IDE do Arduino com os exemplos do Easyvr disponível para testes,
tanto em modo bridge quanto em modo de teste.
5.2.4 Criando sons para comandos
Para criar sons de comandos, é um processo trabalhoso, pois exige a criação e edição de
arquivos de áudio no formato (.WAV8). Este formato de áudio é indicado, pois permite a
compactação do arquivo em bits, isso para reduzir o tamanho do arquivo, facilitando o
armazenamento e consequentemente o processamento do mesmo, por meio da placa Easyvr.
Os arquivos de áudio podem ser criados baseados na própria voz do usuário ou uma voz
programada, como por exemplo a voz do Windows, que existe 2 versões em português; uma
voz feminina e uma voz masculina.
Neste caso, será exemplificado com o uso da voz do Windows em sua versão feminina.
Considerando que a voz já esteja instalada na máquina do usuário, siga os passos à seguir, para
criação dos comandos:
8
É um formato-padrão de arquivo de áudio da Microsoft e IBM para armazenamento de áudio em PCs.
1 - Acesse a conversão de texto em fala do Windows:
“Menu iniciar – Painel de Controle – Reconhecimento de fala – Conversão de Texto em
fala”
Figura 7 – Voz do Windows
Fonte: Dados primários – 2014
A Figura – 7 exemplifica como é a janela onde iremos gravar os comandos de voz.
Após a abertura dessa janela, na caixa de texto editável, escreva os comandos desejados
e então clique no botão “Demonstração de voz” o sistema falará em voz alta o texto contido na
caixa editável.
2 – Instalar um sistema de captura de áudio interno: Nesse caso o programa usado é o
Camtasia Studio que possibilita a gravação da tela do computador, bem como do áudio nele
executado.
Figura 8 – Voz do Windows
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 8 Exemplifica o Camtasia Studio em execução; para gravar o áudio, basta clicar
em “Record the Screen” e a tela de gravação irá aparecer na área de trabalho com algumas
opções de gravação, veja:
Figura 9 – Camtasia Studio gravando o áudio
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 9 exemplifica como pode ser gravado os comandos de áudio que posteriormente
serão usados para comandar o Easyvr.
3 – Após a gravação de todos os comandos, agora esse arquivo deve ser salvo e
exportado para que possivelmente possamos editar o mesmo. Primeiramente esse arquivo será
salvo como um projeto do Camtasia Studio, e posteriormente terá que ser exportado para um
formato de vídeo, pois a o Camtasia gravou a tela toda do PC, então veja como exportar:
Figura 10 – Camtasia Studio gravando o áudio.
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 10 exemplifica os procedimentos para exportar o arquivo gerado pelo Camtasia
Studio. Quando visualizar esta tela, então clique em avançar, defina um nome para o arquivo e
pronto já está salvo; agora é a hora de retirarmos o áudio desse arquivo, utilizando um programa
chamado de Format Factory. Esse programa permite a edição de diversos arquivos de mídia,
veja na figura a baixo:
Figura 11 – Format factory
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 11 exemplifica o programa Format Factory convertendo todos os arquivos de
mídia para arquivo de áudio no formato que pretendemos e aceito pela placa Easyvr nesse caso
o formato WAV.
Selecione o arquivo salvo anteriormente, e clique em “Abrir”, depois em “OK” e
finalmente em “Start”. Finalmente agora teremos um arquivo de áudio para que possamos editar
da forma que desejarmos. Após o salvamento do arquivo, o Format Factory, geralmente salva
dentro da pasta “C:\documentos\ FFOutput\” ou em “C:\ FFOutput”.
4 – Agora já com o arquivo de áudio gerado, podemos editar o arquivo usando um outro
programa, bem simples de ser usado; chama-se Audacity. Baixe e instale ele também, veja a
demonstração:
Figura 12 – Audacity
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 12 ilustra o programa editor de áudios Audacity em execução, depois que
chegar a essa etapa, então carregue o arquivo de áudio salvo anteriormente; clicando em
“Ficheiro – Abrir”, ou pressionando as teclas “Ctrl + O” ou simplesmente arrastando o áudio
para dentro do Audacity.
5 - Após carregar o áudio para o Audacity, observamos que os nossos comandos estão
em um único arquivo de áudio e para que funcione precisamos dividir um por um, criando para
cada comando um arquivo de áudio separadamente. Observe o arquivo carregado:
Figura 13 – Áudio carregado
Fonte: Dados primários – 2014
Na figura 13 pode-se ver o áudio carregado, agora para começar a divisão dos arquivos,
recomenda-se abrir uma nova aba do Audacity para que ao selecionar e cortar uma determinada
área do áudio carregado, seja possível colar a parte cortada na outra aba do Audacity; Desta
forma teremos um novo arquivo de áudio separadamente dos demais, ou seja, teremos um
comando para o Easyvr já praticamente pronto. Agora já podemos salvar esse novo arquivo e
para isso faça o seguinte: clique em “Ficheiro – Exportar áudio”, depois dê um nome ao novo
arquivo e clique em “Salvar”. Abrirá uma janela para inserir dados sobre este arquivo, informe
se desejar ou deixe em branco se preferir. Repita esse processo aos outros comandos disponíveis
no arquivo principal.
6 - Após a edição de todos os comandos, antes de carregar eles na memória do Easyvr,
é preciso ainda fazer uma edição, mas agora é bem simples: retorne ao programa Format
Factory e novamente em “Áudio – WAV”, veja:
Figura 14 – Áudio carregado
Fonte: Dados primários – 2014
Observe na figura 14 que agora precisamos efetuar uma alteração na configuração de
saída, para que os comandos criados sejam do tipo WAV com apenas 1 Canal de áudio e taxa
de transferência de no máximo 8000Hz. Para tal configuração, clique em “Output Setings” e
então na nova janela que abrir, faça as determinadas configurações e clique em “OK”; agora
poderá carregar todos os comandos no Format factory selecionando e arrastando eles para
dentro do programa e então clique em “OK” e depois em “Start”. Feito isso, os comandos
estarão prontos para serem compactados e posteriormente carregados ao Easyvr.
7 - Agora poderemos usar um programa instalado na máquina juntamente com os drivers
do Easyvr é o QuickSynthesis. Esse sistema compacta os arquivos em um único arquivo
novamente, mas agora em especifico para a placa, veja como:
Figura 15 – QuickSynthesis em execução.
Fonte: Dados primários – 2014
OBS: O QuickSynthesis necessita ser executado como Administrador para funcionar
corretamente.
Na figura 15 podemos observar a interface do programa QuickSynthesis. Agora para
prosseguirmos, Faça o seguinte: clique em “create a new project” Clique em “OK” e defina um
local e nome do projeto, salve e então adicione os arquivos de áudio criados clicando no sinal
de “mais” na cor verde (Add WAV File), salve e clique em “Build” e “OK”.
Pronto, apesar do processo trabalhoso, agora temos um arquivo pronto para exportar
para a placa, com todos os comandos para que o Easyvr possa interagir com o Usuário.
Agora teremos que finalmente exportar o arquivo para a placa, e para isso o Jumper da
placa Easyvr, deve ser posicionado na posição “UP”. Após completar essa etapa, abra o
software “Easyvr Commander”, pois é esse programa, o principal programa de controle da
placa; embora a sua linguagem padrão seja o Inglês, é muito simples de opera-lo.
Considerando que a placa Easycr esteja devidamente conectada ao Arduino e este ao
computador por meio de um cabo USB; E o jumper da Easyvr na posição “UP”, abra o
EasyvrCommander e clique em “Update Custon Data”.
Figura 16 – Easyvr Commander
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 16 ilustra o procedimento de como efetuar o carregamento dos arquivos de
áudios criados anteriormente, os quais serão usados como comandos para a placa Easyvr.
Após abrir essa janela do EasyvrCommander, basta clicar no botão “Import” e então
selecionar o arquivo de som gerado no software QuickSynthesis e em seguida clique em
“Abrir”; então o sistema efetuará o download dos comandos para a memória da placa Easyvr
tornando possível a gravação e treinamento dos comandos diretamente na placa.
Considerando que o arquivo com os comandos já tenham sido gravados na memória da
placa Easyvr, já é possível criar os comandos e trina-los com voz do usuário, para que desta
forma a placa possa entender o que é falado, ou seja, quando o usuário falar um comando igual
ao comando gravado, a placa responderá à aquele comando executando a ação programada.
Para que seja possível efetuar a criação dos comandos e o treinamento dos mesmos, deve ser
efetuados os seguintes procedimentos:
 Posicione o jumper da placa Easyvr na posição “PC”;
 Fazer a conexão via porta serial do computador, clicando em “Connect”;
 Observe que ao clicar em SoundTable, já é possível visualizar os sons criados;
 Para criar comandos, selecione um grupo, e clique em “Add Command”;
 Escreva algo sobre o comando, pode ser qualquer texto;
 Selecione o novo comando criado e clique sobre “Train Command”, abrirá uma
pequena janela com duas opções: Phase1 e Cancel, Clique em Phase1 fale o
comando e a placa salvará a voz ou som e abrirá a janelinha novamente, com
as opções: Phase2 e Cancel, clique em Phase2 e fale novamente o mesmo
comando.
A placa Easyvr salvou os comandos em sua memória e então é possível treiná-la
clicando em “Test Group” e quando abrir uma janelinha, fale o comando gravado, se a placa
conseguir fazer o reconhecimento ela pulsará na cor verde a linha do comando. Observe a figura
à baixo:
Figura 17 – Easyvr Commander em reconhecimento do comando
Fonte: Dados primários – 2014
OBS: para gravar os comandos e ter um bom resultado no reconhecimento, é necessário
gravar os mesmos, no ambiente onde o sistema se encontra e com o menor número possível de
ruídos ao fundo. Caso o reconhecimento falhar aparecerá uma mensagem de alerta informando
a falha.
Ainda observando a figura 17, nota-se que tem 15 grupos de comando diferentes e um
grupo especial para senhas, que é o “Password” onde é possível criar e treinar senhas que
poderão ser solicitadas pelo sistema durante uma ação.
Nos demais grupos podem ser criados diversos comandos, e no caso da figura 23, no
grupo 1 (um) foram criados 7 (sete) comandos diferentes e para ordená-los de forma à facilitar
a programação e até mesmo o reconhecimento da voz, quando por exemplo, for falado o
comando portão, o sistema fará o reconhecimento e por meio da programação no Arduino ele
efetuará a ação; como o portão pode ter 3 ações que podem ser: “Abrir”, “Fechar” e “Parar”,
será criado em outro grupo as ações reais do portão, onde da mesma forma, cria-se os comandos
e treina-se pela voz o uso deles deforma que ao ser falado o comando “Portão” , o sistema ao
reconhece-lo, pule para o grupo onde encontram-se os comando correspondentes ao portão.
Veja como ficaria a programação nesse caso:
Figura 18 – Easyvr Commander em reconhecimento do comando
Fonte: Dados primários – 2014
A figura 24 ilustra parte do código de programação, onde fica claro a forma com o Easyvr efetuará os comandos de forma ordenada. O
restante do código a parte principal, onde é feita a ligação entre as placas do Arduino e o Easyvr são feitas automaticamente pelo sistema
EasyvrCommander. Para isso, basta clicar em “Generate Code” e escolha onde quer salvar.
Agora basta apenas abrir a IDE do Arduino e carregar o Arquivo gerado anteriormente e teremos o código do Arduino praticamente
pronto, onde com um breve conhecimento em programação já é o suficiente para dar início aos testes e aprofundar-se nos estudos melhorando
cada vez mais o código, dando mais inteligência à placa, tornando o sistema mais limpo, leve e prático de ser usado pelo usuário final.
6 RESULTADOS
O projeto foi dividido em partes, o que facilitou o desenvolvimento e o
entendimento do mesmo. Ainda foi possível visualizar a forma de utilização de alguns
programas externos que neste caso fizeram-se necessários no desenvolvimento desse
pequeno exemplo.
O projeto desenvolvido facilitará muito o dia-a-dia do possível usuário, pois
permite o gerenciamento da residência de forma simplificada, proporcionando maior
segurança, conforto e praticidade.
OBS: Este foi uma de várias possibilidades de uso com a shield Easyvr. Esta
shield pode ser usadas em inúmeras formas de utilização ou implantação que necessite ou
seja interessante o uso da voz para comandar dispositivos. Lembrando ainda que o uso de
comando voz é recomendado em locais de pouca poluição sonora.
7 REFERÊNCIAS
AFRAC. Automação e Tecnologia. 2014. Disponível em:
<http://www.afrac.org.br/automacao-e-tecnologia.php>. Acesso em: 15 maio
2014.
ARDUINO 1. Direção de Neri Aldoir Neitzke. Produção de Neri Aldoir Neitzke.
Carazinho: Informaticon, 2012. Son., color.
ARDUINO 2. Direção de Neri Aldoir Neitzke. Produção de Neri Aldoir Neitzke.
Carazinho: Informaticon, 2013. Son., color.
ARDUINO. Roboot. 2014. Disponível em:
<http://arduino.cc/en/Main/ArduinoShields>. Acesso em: 18 maio 2014.
ARDUINO. Shields. 2014. Disponível em:
<http://arduino.cc/en/Main/ArduinoShields>. Acesso em: 18 maio 2014.
ARDUINO. Uno. 2013. Disponível em:
<http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno>. Acesso em: 16 maio 2014.
BATISTA, Emerson de Oliveira. Sistemas de Informação: O uso Consciente da
Tecnologia para o Gerenciamento. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2013. 270 p.
BATISTA, Luís Felipe. Introdução à Automação. 2014. Disponível em:
<http://www.enautica.pt/publico/professores/Baptista/Automacao/Slides_Aut_ca
p1.pdf>. Acesso em: 02 maio 2014.
CONCEITO.DE. Conceito de metodologia. 2010. Disponível em:
<http://conceito.de/metodologia>. Acesso em: 29 maio 2014.
DLTEC. Você sabe o que significa Gestão da Tecnologia da Informação ou
TI? 2010. Disponível em: <http://www.dltec.com.br/blog/gestao-de-ti/vocesabe-o-que-significa-gestao-da-tecnologia-da-informacao-ou-ti/>. Acesso em: 16
maio 2014.
EDUCAÇÃO, Portal. Metodologia Científica: Tipos de Pesquisa. 2013.
Disponível em:
<http://www.portaleducacao.com.br/pedagogia/artigos/50264/metodologiacientifica-tipos-de-pesquisa>. Acesso em: 13 maio 2014.
ESCOLA, Info. Stakeholders. 2014. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/administracao_/stakeholders/>. Acesso em: 16
maio 2014.
IBGC. Governança Coorporativa. [1995]. Disponível em:
<http://www.ibgc.org.br/inter.php?id=18056>. Acesso em: 16 maio 2014.
JUSTEN, Álvaro. Curso de Arduino. 2013. Disponível em:
<http://www.cursodearduino.com.br/apostila/apostila-rev4.pdf>. Acesso em: 18
maio 2014.
LUZ, Gabriela Yoshitani da et al. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL: A
tecnologia em nosso favor. 2014. Disponível em:
<http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_20091/automacao_residencial/automacao_residencial.pdf>. Acesso em: 06 maio
2014.
MARTIN, Evans; JOSHUA, Noble; JORDAN, Hochenbaum. ARDUINO EM
AÇAO. Brasil: Novatec, 2013. 424 p.
MARTINS, Geomar Machado. Princípios de Automação Industrial. 2014.
Disponível em:
<http://coral.ufsm.br/desp/geomar/automacao/Apostila_032012.pdf>. Acesso
em: 02 maio 2014.
MASSIMO, Banz. Primeiros Passos com Arduino. Brasil: Novatec, 2011. 152
p.
MCROBERTS, Michael. Beginning arduino: Arduino Básico. São Paulo:
Novatec, 2010. 453 p.
MIX, Cultura. PLug-and-play. 2014. Disponível em:
<http://tecnologia.culturamix.com/hardware/plug-and-play>. Acesso em: 20
maio 2014.
MOURA, Instituto Jn. AUTOMAÇÃO COMERCIAL. 2014. Disponível em:
<http://177.69.143.161:8889/moodle_instituto/>. Acesso em: 16 maio 2014.
MURATORI, José Roberto; BÓ, Paulo Henrique dal. Automação
Residencial: Conceitos e aplicações. Belo Horizonte: Educere, 2013. 200 p.
TI, Governança. O que é Governança de TI e para que existe ? 2010.
Disponível em: <http://www.governancadeti.com/2010/07/o-que-e-governancade-ti-e-para-que-existe/>. Acesso em: 16 maio 2014.
VEEAR, Tigal. EasyVR. 2014. Disponível em:
<http://www.veear.eu/products/easyvr-arduino-shield/>. Acesso em: 18 maio
2014.
WESTER, Info. O que é ERP. 2014. Disponível em:
<http://www.infowester.com/erp.php>. Acesso em: 15 maio 2014.
WIKIPÉDIA. Metodologia. 2014. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Metodologia>. Acesso em: 13 maio 2014.