⚛️ Simulação de Reator Nuclear com Arduino Uno R3

Projeto escolar desenvolvido na disciplina de Sistemas Embarcados do Curso Técnico de Desenvolvimento de Sistemas — ETEC Basilides de Godoy (CEETEPS / Paula Souza) · São Paulo · 2026

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👥 Integrantes

Nome	Responsabilidade
Cauã Martins	Coordenação, loop principal e lógica de estados
Davy Lucas	Display LCD 16x2 e formatação de informações
Enzo Chaves	Montagem do circuito no TinkerCAD
Guilherme Coelho	Sistema de alarmes — LEDs e buzzer
Gustavo Garcia	Documentação ABNT e testes

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📋 Sobre o Projeto

Este repositório contém a simulação funcional de um sistema de monitoramento de reator nuclear, desenvolvida inteiramente na plataforma TinkerCAD utilizando um Arduino Uno R3 programado em C++.

A ideia central foi representar, de forma didática e simplificada, a lógica de monitoramento e controle presente em sistemas industriais reais: leitura contínua de sensores, exibição de dados em tempo real e acionamento automático de alertas quando variáveis críticas saem dos limites seguros.

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🎯 Objetivos

Geral: Desenvolver uma simulação de monitoramento de reator nuclear com leitura de sensores, display LCD e sistema de alertas visuais e sonoros.

Específicos:

• 🔌 Montar o circuito eletrônico virtualmente no TinkerCAD
• 🌡️ Ler o potenciômetro e calcular a temperatura do reator
• 📟 Exibir temperatura, potência e status no LCD 16x2 em tempo real
• 🚦 Implementar indicação por LEDs (verde / amarelo / vermelho) e buzzer
• 🔘 Criar botões para ligar/desligar o reator e para emergência (reset)
• 📄 Documentar todo o processo em relatório técnico (normas ABNT)

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🛠️ Tecnologias e Ferramentas

Ferramenta	Uso
Arduino Uno R3	Microcontrolador principal (ATmega328P, 16 MHz)
C++	Linguagem de programação do firmware
TinkerCAD Circuits	Simulação virtual do circuito
LiquidCrystal (lib)	Controle do display LCD

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🧩 Componentes do Circuito

Componente	Qtd.	Função no Projeto
Arduino Uno R3	1	Processa leituras e controla os demais componentes
Display LCD 16x2	1	Exibe temperatura, potência e status em tempo real
Potenciômetro 10 kΩ	1	Simula o nível de potência do reator (0–100%)
LED Verde (5mm)	1	Operação normal — abaixo de 70 °C
LED Amarelo (5mm)	1	Estado de alerta — entre 70 °C e 89 °C
LED Vermelho (5mm)	1	Estado crítico — 90 °C ou mais
Buzzer passivo	1	Alarme sonoro (1000 Hz) no estado crítico
Push Button	2	Ligar/desligar e desligamento de emergência
Resistor 220 Ω	3	Limitação de corrente nos LEDs
Protoboard	1	Organização das conexões
Fios de conexão	—	Interligação dos componentes

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🚦 Estados do Sistema

Temperatura < 70 °C  →  🟢 LED VERDE   — Operação Normal
70 °C ≤ Temp < 90 °C →  🟡 LED AMARELO — Estado de Alerta
Temperatura ≥ 90 °C  →  🔴 LED VERMELHO + 🔊 BUZZER — Estado Crítico
Reator desligado     →  ⚫ Todos os LEDs apagados — Inativo

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📁 Estrutura do Repositório

📦 reactor-core-arduino
 ┣ 📂 src
 ┃ ┗ 📄 reator_nuclear.ino     # Código-fonte principal (C++)
 ┣ 📂 docs
 ┃ ┗ 📄 reator_nuclearABNT.docx # Relatório técnico (normas ABNT)
 ┗ 📄 README.md

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💻 Código-Fonte

O firmware foi escrito em C++ para Arduino Uno R3, utilizando a biblioteca LiquidCrystal. O programa é dividido em funções separadas para facilitar a leitura e manutenção:

Função	Descrição
simularTemperatura(pot)	Calcula a temperatura a partir do nível de potência
obterStatus(temp)	Retorna o status textual do reator conforme a temperatura
atualizarAlarmes(temp)	Aciona os LEDs e o buzzer conforme o estado
atualizarLCD(temp, pot)	Atualiza as informações exibidas no display
setup()	Inicializa pinos, LCD e comunicação serial
loop()	Lê sensores, verifica botões e chama as demais funções

📂 Veja o código completo em src/reator_nuclear.ino

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🔌 Esquema de Conexões (Resumo)

Componente	Pino / Terminal	Conectado a
LCD RS	—	Pino digital 12
LCD EN	—	Pino digital 11
LCD D4–D7	—	Pinos digitais 5, 4, 3, 2
Potenciômetro	Pino central	Pino analógico A1
LED Verde	Anodo (+)	Pino digital 6 (via 220 Ω)
LED Amarelo	Anodo (+)	Pino digital 7 (via 220 Ω)
LED Vermelho	Anodo (+)	Pino digital 8 (via 220 Ω)
Buzzer	Positivo (+)	Pino digital 9
Botão INICIAR	Terminal 1	Pino digital 10 (INPUT_PULLUP)
Botão RESET	Terminal 1	Pino digital 13 (INPUT_PULLUP)

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▶️ Como Simular

1. Acesse tinkercad.com e faça login
2. Importe ou recrie o circuito conforme o esquema de conexões acima
3. Cole o código de src/reator_nuclear.ino no editor do TinkerCAD
4. Clique em "Iniciar Simulação"
5. Use o potenciômetro para variar a potência e observar os estados do reator
6. Pressione o botão INICIAR para ligar/desligar o reator
7. Pressione o botão RESET para simular um desligamento de emergência
8. Acompanhe a saída de dados também pelo Serial Monitor (9600 baud)

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📊 Resultados Esperados

• ⚫ Reator desligado → LCD exibe "REATOR INATIVO"
• 🟢 Temp. < 70 °C → LED verde aceso, sistema em silêncio
• 🟡 70 °C ≤ Temp. < 90 °C → LED amarelo aceso, estado de alerta
• 🔴 Temp. ≥ 90 °C → LED vermelho + alarme sonoro (1000 Hz), estado crítico
• 🔘 Botão RESET → desliga imediatamente o reator e silencia todos os alertas
• 🖥️ Serial Monitor → atualização a cada 500 ms com temperatura, potência e estado

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🔭 Melhorias Futuras

• Registro de eventos com data e hora via módulo RTC
• Tela gráfica com histórico de temperatura ao longo do tempo
• Teste e validação com componentes físicos reais
• Comunicação via Bluetooth para monitoramento remoto

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📚 Referências

• ARDUINO. Arduino Uno Rev3. Disponível em: https://store.arduino.cc/products/arduino-uno-rev3
• AUTODESK. TinkerCAD Circuits. Disponível em: https://www.tinkercad.com
• GLASSTONE, S.; SESONSKE, A. Nuclear Reactor Engineering. 4. ed. New York: Springer, 2004.
• MONK, S. Programming Arduino: Getting Started with Sketches. 3. ed. New York: McGraw-Hill, 2022.
• ABNT. NBR 14724: Trabalhos acadêmicos — Apresentação. Rio de Janeiro: ABNT, 2011.

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Desenvolvido com ⚡ por Cauã · Davy · Enzo · Guilherme · Gustavo
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