Slides do workshop de Introdução à IoT, realizado no SENAI Recife em 20/07/2018

2. Recife, 20 de julho de 2018
Workshop - Introdução a IoT
A criação de novos modelos de negócio a partir da transformação da
interação entre consumidor, produto e indústria.
Eronides da Silva Neto e Ricardo Lins Mota
Instituto SENAI de Inovação para
Tecnologias da Informação e Comunicação

3. 1
Curso de Introdução a IoT
(EAD)
Curso introdutório para a
apresentação da IoT como umas
ferramentas da Indústria 4.0.
Workshop Prático
Introdução a IoT
Introdução a algumas das
ferramentas práticas utilizadas
em projetos de IoT.
Uso de temas relacionados
a IoT em aulas e projetos
.
Introdução a Internet das Coisas
2
Capacitação em IoT
3 4

4. 4© SENAI-PE
O que aprendemos até agora sobre a Internet das Coisas?

5. Página 5© SENAI-DN
Conteúdos abordados no curso EAD - SENAI/Joy Street
❏ IoT conceitos e aplicações
❏ Tecnologias digitais da Indústria 4.0.
❏ Camadas da Internet das Coisas
❏ Tecnologias de comunicação
❏ Ferramentas de visualização (HMI)

6. Página 6© SENAI-DN
Agenda do Workshop
❏ Metodologia do workshop
❏ IoT stack
❏ Plataforma Arduino
❏ ESP8266 e NodeMCU
❏ Conexão de sensores e atuadores
❏ Desenvolvimento de projetos embarcados
❏ Conexão com a nuvem

7. Página 7© SENAI-DN
Metodologia do nosso workshop
Uso de ferramentas educacionais de baixo custo para o aprendizado de etapas do
desenvolvimento em Internet das Coisas.
Desenvolvimento em IoT
SoftwareHardware
Design
Arquitetura e
especificações
Dados
Interface com o
usuário
Definindo diferentes tipos de objetos conectados

8. Página 8© SENAI-DN
IoT Stack: um sistema de … sistemas
O objeto físico SoftwareCanais de
comunicação
Processamento Análise dos dados

9. Página 9© SENAI-DN
IoT stack
Como podemos ver, temos diferentes áreas:
1. As coisas
2. Tecnologias de comunicação
3. Software: as etapas de processamento, armazenamento e análise
dos dados.

10. Página 10© SENAI-DN
As camadas da IoT
Considerando uso da IoT na indústria

11. Página 11© SENAI-DN
Como construir um objeto conectado?
A arquitetura de uma “coisa”
Parte do desenvolvimento
1
2
Prova de conceito
Produto final

12. Página 12© SENAI-DN
A unidade de controle das diferentes coisas
O funcionamento de um microcontrolador

13. 13© SENAI-PE
PARTE I - Conceitos

14. 14© SENAI-PE
Arduino

15. Página 15© SENAI-DN
A plataforma Arduino
❏ Arduino é uma plataforma open-source hardware.
❏ Qualquer um pode modificar, utilizar e adaptar o
ambiente de programação.
A placa é composta por um microcontrolador, circuitos de entrada/saída e que pode ser
facilmente conectada à um computador e programada via IDE (Integrated Development
Environment, ou Ambiente de Desenvolvimento Integrado) utilizando uma linguagem baseada
em C/C++, sem a necessidade de equipamentos extras além de um cabo USB.

16. Página 16© SENAI-DN
Arduino IDE
❏ Programação para diversas placas
Arduino, utilizando “bibliotecas”
(conjunto de códigos) para sensores e
dispositivos específicos.
❏ Possibilidade de verificar erros.
❏ Gratuita e compatível com Windows, MAC
e Linux.

17. Página 17© SENAI-DN
Arduino e Internet das Coisas
❏ Entre os inúmeros módulos que surgiram recentemente
para explorar a onda da Internet das Coisas (IoT), o que
mais se destaca é o ESP8266, da empresa Espressif.
❏ Com diversos modelos diferentes, o módulo ESP8266 pode
conter apenas o transceiver ou também operar de maneira
standalone, contendo o microcontrolador responsável para
comandar diferentes tarefas.
■ Conexão Wi-Fi em frequência de 2.4GHz com suporte a WPA
e WPA2;
Módulo ESP8266
Placa de desenvolvimento NodeMCU

18. 18© SENAI-PE
Como começar a programar e fazer projetos com Arduino?

19. Página 19© SENAI-DN
Conceitos básicos

20. Página 20© SENAI-DN
O ambiente de programação Arduino
Loop
Setup do programa
Executado apenas uma vez
Execução infinita

21. Página 21© SENAI-DN
Estrutura de programação
Disponível em
https://www.arduino.cc/reference/pt/
Leitura recomendada
Programação com Arduino, Simon Monk

22. 22© SENAI-PE
Conceitos básicos de eletrônica

23. Página 23© SENAI-DN
Básico de eletrônica
Componentes de circuitos eletrônicos
Imagens: Electronics Tutorial
Protoboard (matriz de contato)

24. Página 24© SENAI-DN
O funcionamento de circuitos na protoboard
Representação na protoboard
Circuito elétrico
Obs: Comparativo ilustrativo, são dois circuitos diferentes

25. Página 25© SENAI-DN
Funcionamento da protoboard
Trilhas com diferentes potenciais elétricos

26. Página 26© SENAI-DN
Interfaceamento com a placa NodeMCU
❏ Cada pino (interface) da placa NodeMCU contém
um propósito diferente.
❏ As interfaces podem ser consideradas digitais e
analógicas.
❏ Também temos pinos de comunicação serial (ex:
UART, SPI, I2C)

27. Página 27© SENAI-DN
Sinais elétricos digitais e analógicos
❏ A representação de sinais elétricos pode ser feita de duas maneiras:

28. Página 28© SENAI-DN
Sinais elétricos digitais e analógicos
❏ Sinal analógico: é composto por um sinal contínuo, que varia em
função do tempo. É possível representá-lo com uma curva, que
apresenta intervalos com valores que variam entre um possível
intervalo definido;
Exemplos: sinais “reais” como temperatura, umidade, tensão da
rede elétrica e velocidade.
❏ Sinal digital: um digital tem valores discretos, com números
descontínuos no tempo e na amplitude. Enquanto o formato
analógico apresenta variações infinitas entre cada um de seus
valores, o digital assumirá sempre os valores discretos (ex:
representação binária), diminuindo a faixa de frequência entre
eles e a oscilação.
Exemplos: LEDs, buzinas (buzzers), sensor de presença,
acionamento de rele.
Sinal analógico Sinal digital

29. 29© SENAI-PE
PARTE II - Atividades

30. 30© SENAI-PE
Repositório com os códigos das atividades
Todos os códigos estão disponíveis em www.github.com/eron93br/SENAI

31. Página 31© SENAI-DN
Atividade 01: acionamento de um LED
❏ Uso do código blink.ino
❏ Identificar os pinos para a conexão
Foto: Fritzing

32. 32© SENAI-PE
Missão do curso:
A IoT é, entre tantas coisas, a conexão entre objetos físicos e tecnologias
digitais. Projete um objeto, para uso cotidiano, que se utilize da IoT.

33. Página 33© SENAI-DN
Objetos do cotidiano com IoT
Plantinha
Unidade de controle de ar/sala
Fotos: AliExpress, Google e ShopFácil
Sensor de presença
Escolha um dos três objetos para fazer parte da Internet das Coisas!

34. Página 34© SENAI-DN
Sensores - Conectando objetos na IoT
Sensor de umidade do solo
Sensor de presençaSensor de temperatura e umidade

35. Página 35© SENAI-DN
Metodologia para a conexão do objeto a IoT
Configuração da plataforma
de monitoramento
Configuração da conexão
do sistema embarcado
com a Internet através de
plataforma de
monitoramento
Teste individual do sensor
Conexão do sensor com o
microcontrolador para
verificar o funcionamento
Estabelecimento de um objeto conectado
Uso de um objeto do cotidiano com novas
funcionalidades devido a conectividade.

36. Página 36© SENAI-DN
Atividade 02: teste do sensor
❏ Códigos: test-DHT.ino test-PIR.ino test-umidade.ino
❏ Visualização de funcionamento via Serial Monitor
Serial...
Foto: ElectronicWings

37. Página 37© SENAI-DN
Aplicações com objetos conectados na IoT
Sensor detecta
calor ou frio
Envio dessas
informações para nuvem
Tomada de
decisão
Atuação

38. Página 38© SENAI-DN
IoT - Plataformas gratuitas para monitoramento e controle

39. Página 39© SENAI-DN
Atividade 03: ThingSpeak
Geração de chave
03
Registro no site ThingSpeak
01
Criação de uma aplicação
02
Código: ThingPlanta.ino ThingDHT.ino ThingSensor.ino

40. Página 40© SENAI-DN
Configuração ThingSpeak
Siga os seguintes passos para
configurar:
1. Entre na conta ThingSpeak, usando a
conta ThingSpeak.
2. Clique em Meus Canais.
3. Na página do canal, clique em Novo
canal.

41. Página 41© SENAI-DN
Configuração ThingSpeak

42. 42© SENAI-PE
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