A Domotica

7/31/2019 A Domotica

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MAURO RICARDO BRUGNERA

SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PARAAMBIENTES RESIDENCIAIS

Centro Universitrio FeevaleInstituto de Cincias Exatas e Tecnolgicas

Curso de Cincia da ComputaoTrabalho de Concluso de Curso

Professor Orientador: Ewerton Cappelatti

Novo Hamburgo, novembro de 2007.


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AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer primeiramente aos meus

pais, por todo apoio me dado durante todo o

perodo do curso.

Ao meu professor orientador que sempre esteve

presente me ajudando e dando dicas.

professora Marta Bez, que me apresentouesse excelente assunto para o trabalho.

Ao professor Delfim Torok por ter dado

conselhos importantes e ajudado a entender o

funcionamento do sensor de temperatura.

indispensvel ajuda do grande colega e

amigo Maiquel Steinmetz na elaborao do TC.

Aos meus amigos que sempre estiveram comigo

qualquer fosse a hora.


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RESUMO

Com o propsito de melhorar a qualidade de vida, reduzir o trabalho domstico,aumentar o bem estar e a segurana, foi criada a Domtica, que responsvel pela automao

predial. Possibilita um gerenciando de equipamentos como ares-condicionados, microondas,sistemas de iluminao, cmeras de vdeo dentre outros atravs de um controle central oudistribudo pelo ambiente. A demanda por segurana, gesto e controle, reduo de custos e

bem-estar traz os sistemas domticos para mais perto da sociedade. O trabalho traz um estudosobre a domtica, suas principais funes e alguns dos primeiros ambientes automatizados.

proposta do trabalho, a implementao de um software para plataforma Windows que atravsda porta paralela receber informaes de um sensor de temperatura instalado em um abientee ir simular o controle de um sistema de aquecimento de ambiente. Tambm sero estudados,neste volume, os sensores eletrnicos e as portas de comunicao paralela do computador, quesero utilizadas na comunicao entre computador e os dispositivos intermediados pelosoftware. Depois de concludo o desenvolvimento do software e do hardware, conseguiu-seobter as informaes de temperatura do sensor utilizado e com isso foi possvel regular atemperatura ligando e desligando o aquecimento de acordo com o necessrio.

Palavras-chave: Domtica, automao predial, sensores eletrnicos, porta paralela.


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ABSTRACT

With the intention to improve the quality of life, to reduce the domestic work, to increase thewell-being and the security, the Domotic was created, that is responsible for the buildings

automation, managing equipment as air-conditional, microwaves, lighting systems, videocameras among other equipments through a central control installed on the building. Thedemand for security, management and control, reduction of costs and well-being brings closerthe domotics systems to the society. The work brings a study of the domtica, its mainfunctions and some of first automatized environments. It is proposal in this work, theimplementation of a software for Windows platform that through the parallel port will receiveinformations from the temperature sensor installed and will regulate the heating of a heatingsystem simulated. Also it will be studied in this work electronics sensors and the parallelcommunication ports of a computer, that will be used for communication between computerand devices using a dedicated software. Once completed the development of the software andhardware, it was possible to obtain the information from the temperature sensor used and withthis could regulate the temperature turning on and off the heat, as necessary.

Key words: Domotic, building automation, electronics sensors, parallel port.


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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1.1 CONTROLE REMOTO EIB_________________________________26

FIGURA 1.2 PAINEL DE CONTROLE DE ILUMINAO E DO AR-CONDICIONADO_________________________________________________________27

FIGURA 1.3 CONTROLE DE FUNES INTERNAS E EXTERNAS________27

FIGURA 2.4 IMAGEM EXTERIOR DA CASA_____________________________32

FIGURA 2.5 IMAGEM DO INTERIOR DA CASA _________________________32

FIGURA 2.6 IMAGEM DE INTERAO COM USURIO_________________32

FIGURA 2.7 CONTROLE DE ILUMINAO E CORTINAS INFRA-VERMELHO_____________________________________________________________40

FIGURA 2.8 RECEPTOR INFRA-VERMELHO____________________________40

FIGURA 2.9 CONTROLE DOS APARELHOS DE UDIO E VDEO_________41

FIGURA 2.10 CONTROLE DE LIGAMENTO E DESLIGAMENTO_________41

FIGURA 2.11 ESQUEMA DE COMUNICAO WIRELESS________________42

FIGURA 2.12 DISPOSITIVO DE RECEPO E DE COMUNICAOWIRELESS_______________________________________________________________42

FIGURA 2.13 EMISSOR E RECEPTOR DO SISTEMA PHONEVIE_________46

FIGURA 3.14 RESISTORES DE TEMPERATURA_________________________50

FIGURA 3.15 CURVA DE RESISTNCIA DOS SENSORES NTC____________50FIGURA 3.16 DIODO DE SILCIO_______________________________________50

FIGURA 3.17 RETA DE REPRESENTAO DO DIODO___________________50

FIGURA 3.18 IMAGEM DE UM TERMOPAR_____________________________51

FIGURA 3.19 SENSORES LDR___________________________________________52

FIGURA 3.20 SENSOR DE FOTO-DIODO________________________________52

FIGURA 3.21 FOTO-TRANSISTOR______________________________________53

FIGURA 3.22 TACOGERADOR__________________________________________53

FIGURA 3.23 SENSOR DE LMINAS____________________________________54

FIGURA 3.24 ACIONAMENTO POR IM DO SENSOR DE LMINAS_____54


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FIGURA 3.25 SENSOR PTICO DE REFLEXO__________________________54

FIGURA 3.26 SENSOR PTICO DE INTERRUPO______________________54

FIGURA 3.27 CHAVES DE FIM-DE-CURSO______________________________55

FIGURA 3.28 POTENCIMETRO DESLIZANTE ESQUERDA EPOTENCIMETRO DE GIRO DIREITA_________________________________56

FIGURA 4.29 CONECTOR DB-25 DO CABO DE CONEXO DA PORTAPARALELA______________________________________________________________58

FIGURA 4.30 DESCRIO DOS PINOS DO CONECTOR DA PORTAPARALELA PARA O PROTOCOLO CENTRONICS_________________________58

FIGURA 4.31 ESQUEMA DE ENVIO DE BITS____________________________60

FIGURA 4.32 COMPARATIVO ENTRE OS MODOS EM KB/S_____________61

FIGURA 4.33 CANAIS DE ENVIO DE DADOS E CONTROLE_____________62FIGURA 4.34 ESQUEMA DO MODO NIBBLE_____________________________63

FIGURA 4.35 BITS DA PORTA DE ENVIO DE DADOS____________________66

FIGURA 4.36 BITS DA PORTA DE STATUS_______________________________66

FIGURA 4.37 BITS DA PORTA DE CONTROLE___________________________67

FIGURA 5.38 FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DETEMPERATURA._________________________________________________________69

FIGURA 5.39 VISO DE CIMA DA PLANTA DO SENSOR TMP122________74

FIGURA 5.40 PROCESSO DE COMUNICAO DO COMPUTADOR COM OSENSOR_________________________________________________________________76

FIGURA 5.41 PROCESSADOR DE COMUNICAO COM O SENSOR DETEMPERATURA_________________________________________________________77

FIGURA 5.42 COMPARAO DO SINAL LIDO COM A TEMPERATURAEM GRAUS CELCIUS____________________________________________________78

FIGURA 5.43 NO DETALHE, FINAL DE UMA AQUISIO DETEMPERATURA OBSERVADA NO OSCILOSCPIO_______________________78

FIGURA 5.44 PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO CONTENDO OS

COMPONETES NECESSRIOS PARA O CONTROLE______________________79FIGURA 5.45 TELA DE APRESENTAO DO SOFTWAREDESENVOLVIDO_________________________________________________________80

FIGURA 5.46 ITENS DA ABA TEMPERATURA DO SOFTWARE CONTROLEDE TEMPERATURA______________________________________________________80

FIGURA 5.47 PROGRAMAO DO AQUECIMENTO DO SOFTWARECONTROLE DE TEMPERATURA_________________________________________81

FIGURA 5.48 FUNCIONAMENTO EM MODO MANUAL DESATIVADO____81

FIGURA 5.49 FUNCIONAMENTO EM MODO MANUAL ATIVADO________82

FIGURA 5.50 MODO DE OPERAO DEFINIDO POR DATA_____________83

FIGURA 5.51 ABA ILUMINAO E SEUS COMPONENTES_______________83


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FIGURA 5.52 TELA DE PROGRAMAO DA ILUMINAO_____________84

FIGURA 5.53 SETOR 1 DE ILUMINAO LIGADO______________________84

FIGURA 5.54 TELA DE CONFIGURAES DO PROGRAMA_____________85


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LISTA DE TABELAS

TABELA 4.1 MAPEAMENTO DOS PINOS DO CONECTOR DA PORTAPARALELA.______________________________________________________________59

TABELA 5.2 TABELA DE VALORES DOS PINOS DOS REGISTRADORES_71

TABELA 5.3 MAPEAMENTO DOS DISPOSITIVOS PELOS PINOS DAPORTA PARALELA_______________________________________________________72

TABELA 5.4 MAPEAMENTO DO SIGNIFICADO DOS BITS DETEMPERATURA_________________________________________________________75

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AIDELEC Asociacin de Industriales para el Desarrollo de la Eletricidad em Rhne-Alpes

ASHRAE American Society of Heading, Refrigerating, and Air-Conditioning Engeneers

BACnet Building Automation and Control NetworkBIOS Basic Input Output System

CAL Commun Appliance Language

CD Compact Disc

Cebus Consumer Electronics Bus

DLL Dynamic Library Link

DMA Direct Memory Access

DVD Digital Versatile Disc

ECP Extended Capabilities Port

EHS European Home System

EIA Eletronic Industries Association

EIB European Installation Bus

EPP Enhanced Parallel Port

HD Hard Disc

HLM Habitations Loyer Modique

IRQ Interrupt Request

LDR Light Dependent Resistor

LPT Line Printer

NTC Negative Temperature Coeficient

OSI Open System Interconnection

PTC Positive Temperatura Coeficient

RLE Run Lenght EncodedSPC Standard Project Committee

SPP Standard Parallel Port

TCP Transmission Control Protocol

TRON The Real-Time Operating System Nucleus

VNC Virtual Network Computing


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SUMRIO

SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PARA AMBIENTES

RESIDENCIAIS___________________________________________________________1SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PARA AMBIENTES

RESIDENCIAIS___________________________________________________________2

INTRODUO___________________________________________________________15

INTRODUO___________________________________________________________15

1 DOMTICA ______________________________________________________ 17

FUNES DA DOMTICA..............................................................................................191.1.1 Funo de Gesto ...................................................................................... 20

1.1.1.1 Iluminao ............................................................................................ 211.1.1.2 Calefao Ventilao e Ar-Condicionado ............................................ 211.1.2 Funo de Controle-Comando ................................................................... 22

1.1.2.1 Controle Tcnico ..................................................................................22Segurana.....................................................................................................................22Funo de Assistncia e Sade....................................................................................23

Comunicao...................................................................................................................23

1.1.2.2 Controle ................................................................................................241.1.2.3 Comodidade ......................................................................................... 24

PADRES DOMTICOS...................................................................................................25Padro BACnet................................................................................................................25

Padro EIB......................................................................................................................26Padro LonTalk...............................................................................................................27

Padro Cebus..................................................................................................................28

2 AMBIENTES AUTOMATIZADOS____________________________________ 30

2.1 CASA NEXT ....................................................................................................... 302.2 PROJETO TRON .................................................................................................. 312.3 PROJETO SMART HOUSE .................................................................................. 332.4 PROJETO DORIS ................................................................................................. 35

2.4.1 Segurana ...................................................................................................362.4.2 Gesto Tcnica ...........................................................................................36

2.5 PROJETO LYON PANORAMA ............................................................................. 372.5.1 Gesto de energia ...................................................................................... 38


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2.5.2 Segurana dos habitantes e dos bens ....................................................... 382.5.3 Controle dos equipamentos ........................................................................39

2.6 PROJETO HD 2000 .............................................................................................. 392.6.1 Sistema CAD .............................................................................................. 39

2.6.2 Sistema B & O-LINK ...................................................................................402.6.3 Sistema KITERM ........................................................................................ 422.6.4 Sistema PERFORMER 2000 ......................................................................432.6.5 Sistema ISIS ............................................................................................... 432.6.6 Sistema NESTOR .......................................................................................442.6.7 Sistema LINTEGRALE ...............................................................................442.6.8 Sistema ELETRODOMOTIQUE .................................................................442.6.9 Sistema SAVENER-LAUDREN ..................................................................452.6.10 Sistema PHONEVIE ................................................................................. 45

2.7 PROJETO THORN-EMI........................................................................................ 46

3 SENSORES______________________________________________________ 483.1 TIPOSDESENSORES............................................................................................... 49

3.1.1 Sensores de temperatura ........................................................................... 493.1.2 Sensores de luz ..........................................................................................513.1.3 Sensores de movimento .............................................................................533.1.4 Sensores de posio .................................................................................. 55

4 PORTAS DE COMUNICAO DE COMPUTADORES__________________ 57

4.1 CONECTOR........................................................................................................... 574.2 FUNCIONAMENTO.................................................................................................... 594.3 MODOSDEOPERAO............................................................................................. 61

4.3.1 Modo SPP ...................................................................................................614.3.2 Modo Nibble ................................................................................................624.3.3 Modo Byte ...................................................................................................634.3.4 Modo EPP ...................................................................................................634.3.5 Modo ECP ...................................................................................................64

4.4 ENDEREAMENTO................................................................................................... 65

5 DESENVOLVIMENTO DO SOFTWARE DE CONTROLE ________________ 68

5.1 SISTEMASDECONTROLE.......................................................................................... 695.2 COMUNICAO...................................................................................................... 70

5.2.1 Dispositivos operados pelo sistema ........................................................... 72

5.2.2 Comunicao com o sensor de temperatura ............................................. 735.3 HARDWARE........................................................................................................... 795.4 INTERFACE............................................................................................................ 795.5 TOLERNCIAFALHASEACESSOREMOTO.................................................................... 85

CONSIDERAES FINAIS_______________________________________________88

CONSIDERAES FINAIS_______________________________________________88

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS_______________________________________90

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS_______________________________________90

ANEXOS_________________________________________________________________93ANEXOS_________________________________________________________________93

ANEXO 1 CDIGO FONTE DO SOFTWARE_____________________________94

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ANEXO 1 CDIGO FONTE DO SOFTWARE_____________________________94

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INTRODUO

A Domtica, tambm conhecida como responsvel pelo projeto de edifcios

inteligentes, faz parte de uma rea da informtica/engenharia que est interessando cada vez

mais clientes particulares, e deixando de ser exclusividade de empresas, visando melhorar a

qualidade de vida, reduzir o trabalho domstico, aumentar o bem estar e a segurana. um

segmento da tecnologia que vem crescendo exponencialmente oferecendo solues que

proporcionam maior conforto, segurana e mesmo a reduo no gasto de energia eltrica.

Com essa nova tcnica, faz-se possvel a superviso, controle e monitoramento de

equipamentos instalados na construo como ares-condicionados, sistemas de iluminao e

cmeras de segurana, sendo adaptvel a muitas necessidades.

O monitoramento/acionamento de cargas realizado por um nico sistema central

que pode, inclusive, ser remoto. Como exemplo dessas funes pode-se citar o ligar e desligar

de equipamentos e perifricos da casa, monitorar um ambiente interna/externamente atravs

de cmeras instaladas, implementar um agente controlador que pode automaticamente avaliar

as condies dos equipamentos e definir aes pr-programadas (BACNET, 2007),

(CASADOMO, 2007). A comunicao dos aparelhos se d por meio das portas de

entrada/sada de computadores como serial e/ou paralela ou at mesmo utilizando-se o

Transmission Control Protocol(TCP).

A proposta deste trabalho projetar um sistema de controle de temperatura de

ambiente. Ser utilizada a portas de comunicao paralela do computador para processamento

de informaes provenienetes de um sensor de temperatura. O programa processa os dados

relevantes temperatura obtida pelo sensor e define aes para o sistema de controle em

funo dos dados recebidos pelo canal de comunicao.


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No Captulo 1 ser apresentado o assunto de automao predial como sendo a

Domtica, uma rea da tecnologia e um meio de controle de aparelhos domsticos atravs de

centrais computadorizadas visando a comodidade e bem estar para os usurios, tambm

considerando a busca por reduo do consumo energtico. Fala sobre as necessidades do

homem e as funes e benefcios que a automatizao de controle de aparelhos eletrnicos

podem fazer para suprir-las. As funes que podem ser realizadas esto divididas em funo

de gesto, funo de controle e comando e funo de comunicao.Esto descritos alguns

padres domticos, onde descreve brevemente sistemas que foram criados com o objetivo de

estabelecer um padro para intercomunicao de aparelhos domticos. Os padres mais

utilizados abortados no captulo so BACnet, EIB, LonTalk e Cebus.

No Captulo 2 diz respeito aos primeiros ambientes domiciliares construdos com

algum tipo de automao. Os ambientes Casa NEXT, Projeto TRON, Projeto SMART

HOUSE, Projeto DORIS, Projeto LYON PANORAMA, Projeto HD 2000 e Projeto THORN-

EMI esto descritos com suas funes e caractersticas especficas e distintas.

No Captulo 3 so abordados alguns tipos de transdutores de sinal (sensores)

utilizados em sistemas Domticos.

O Captulo 4 contm caractersticas e fundamentos da porta paralela. Essa porta foiescolhida para realizar a comunicao de um software de controle a ser criado com

equipamentos externos ligados ao computador atravs de um cabo.

Por ltimo, antes das consideraes finais, o Captulo 5 apresenta o software

desenvolvido bem como simulaes e testes.

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1 DOMTICA

Tambm conhecida com as denominaes de smart building e intelligent

building, a Domtica um recurso utilizado para controle de um ou mais aparelhos

eletrnicos por meio de uma central computadorizada. O termo surgiu da juno da palavra

Domus que significa residncia com a palavra eletrnica e informtica, termo que foi

adotado em todos pases europeus. Os equipamentos e a tecnologia utilizada so semelhantes

s utilizadas em ambientes industriais (WOLF, 2005, p. 19 - 20), (ANGEL, 1993, p. 13 - 4).

Como sendo um novo domnio da tecnologia, a Domtica tem o objetivo bsico de

melhorar a qualidade de vida, reduzir o trabalho domstico e aumentar o bem estar e

segurana. Assim necessria a integrao dos meios construdos com as reas de segurana,

comunicao e controle de gesto e fluxos. Essa tecnologia est cada vez mais presente na

construo de edifcios, casas residenciais e tambm em rede de servios externos (ANGEL,

1993, p. 7 - 15).

As construes ao redor do mundo, como casas domiciliares, escolas, edificaes

comerciais, oficinas, vem incorporando pouco a pouco tecnologias de integrao com o

espao. uma juno de todos elementos formando um sistema nico, integrando o espao

em que vivemos, ambientes de trabalho e ambientes de descanso. Essas integraes de

tecnologia e espao acontecem por vrios motivos como busca por novos mercados para

produtos, melhorar a eficincia em ambientes de trabalho e aumentar as condies de conforto

para residncias (ANGEL, 1993, p. 11).

Na Europa a explorao da Domtica tem seus recursos investidos na procura por

diminuio do consumo energtico nos equipamentos por volta da Dcada de Oitenta. Assim

surgem equipamentos e sistema de alta performance energtica capaz de reduzir o gasto e

ainda oferecer aos usurios um maior conforto (ANGEL, 1993, p. 12).


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A Domtica evolui com a integrao de novas tecnologias com o objetivo de se

ajustar crescente exigncia de qualidade e segurana, assegurando a conectividade dos

servios como um conjunto. Mas no somente residncias e construes fechadas que vem

evoluindo com a utilizao dessas tcnicas. Setor pblico tambm vem sendo beneficiado na

inovao dos servios urbanos (ANGEL, 1993, p. 12).

A tecnologia de informao em geral, juntamente com a telecomunicao tem tido

benefcios com a entrada da Domtica. caracterizado por oferecer um maior benefcio,

maior gerenciamento e oferecer os servios de forma mais eficiente. Essas novas tecnologias

chamadas servios avanados so verses inteligentes dos sistemas atuais empregados

(ANGEL, 1993, p. 12).Vem sendo empregada com diferentes objetivos nas regies distintas. Usurios dos

Estados Unidos procuram pelo fator econmico e organizacional. No Japo, h uma busca por

informatizar tudo o que for possvel. A Europa alm dos fatores econmicos e tcnicos est

preocupada tambm com os fatores ecolgicos e com o bem estar dos habitantes (ANGEL,

1993, p. 14).

A definio de Domtica de acordo com ANGEL (1993, p. 14) aquela que existe

agrupamentos automatizados de equipamentos, normalmente associados por funes quepossuem a capacidade de comunicao entre elas atravs de um sistema multimdia que os

integra.

Todo o sistema deve ser montado integrando a participao dos vrios equipamentos

de distintos sistemas do ambiente atravs de uma aplicao. O usurio interage com o sistema

atravs da aplicao que gerencia todos equipamentos. Essa comunicao interativa pode dar

origens a vrios tipos de aplicaes distintas com propsitos diferentes, em variados modelos

de sistemas (ANGEL, 1993, p. 15).

Com a automao do ambiente, o usurio tem a possibilidade de gerenciar o espao

ao seu redor com uma interface simples e fcil de entender. Com essas interfaces podem ser

feitas programaes nas funes do sistema, possibilitando assim um maior controle tanto no

interior como no exterior da casa (ANGEL, 1993, p. 15).

A tecnologia dos equipamentos com o processamento digital aliada dimenso

social que busca uma maior qualidade de vida, comunicao conforto e segurana e a

dimenso econmica andam em constante evoluo, formaram a Domtica (ANGEL, 1993, p.

16).


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FUNES DA DOMTICA

De acordo com ANGEL (1993, p. 43) as necessidades do homem esto ligadas ao

ambiente em que ele vive. A casa do indivduo deve adaptar-se as suas necessidades, o que

requer uma contnua evoluo. A Domtica busca sanar essas necessidades oferecendo uma

melhor qualidade de vida em necessidades identificadas como:

Manter uma temperatura agradvel dentro do ambiente em todas as estaes

do ano. Isso requer equipamentos de climatizao regulveis, com o menor

consumo de energia;

Dispor de iluminao suficiente em todos os cmodos da casa para um maior

conforto visual;

Dispor de um ambiente tranqilo, livre de perturbaes acsticas como

isolamento de ambientes ruidosos e proteo dos rudos externos a casa como

barulhos da cidade. Mas sem isolar totalmente os habitantes com o exterior

mantendo um certo contato sonoro para evitar a sensao de opresso;

Dispor de ar puro, no muito mido nem muito seco e sem correntes de ar,

mesmo com as atividades domsticas interiores como higinicas, ldicas e

profissionais que contm um certo grau de umidade e poluio;

Estar protegido contra assaltos de maneira a garantir a segurana das pessoas

e dos bens;

Assegurar mltiplas tarefas domsticas como limpeza, conservao dos

locais, armazenamento dos alimentos e outros. Esse caso se trata de conforto de

atividade;

Distrao;

Comunicao. Tanto no interior como no exterior da casa;

Gerenciamento dos recursos necessrios como energia e gua, o mantimento

dos aparelhos domsticos e a otimizao dos gastos;

Realizar estudos e trabalhos em casa a distncia. Possibilitados pelo avano

da microeletrnica e das telecomunicaes.


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em torno dessas necessidades acima mencionadas que identificamos e

classificamos as funes que podem satisfazer-las. Essas separadas distintamente: controlar;

gerenciar e comunicar.

Segundo Angel (1983, p. 45), o sistema domtico anlogo ao sistema do corpo

humano. As funes domsticas realizadas pelo homem tm o mesmo processo que busca a

Domtica. Na Domtica so usados elementos sensveis chamados sensores para emular os

sentidos humanos: viso; olfato; audio; tato e paladar, o que torna uma tarefa realizada por

humanos realizvel por mquinas.

As medies feitas pelos sensores devem ser enviadas para uma central capaz de

analisar os dados. O mesmo acontece com o ser humano, onde o sistema nervoso envia asinformaes reconhecidas por nossos sentidos ao crebro. Na automao, necessria uma

rede de transmisso de sinais eltricos, sendo eles por meios materiais como cabos condutores

ou por meios de tele-transmisso como infravermelho, ultra-som, ou rdio freqncia, que

simulam o sistema nervoso.

A inteligncia do crebro a que seleciona as informaes recebidas, compara e

toma uma deciso com base nos conhecimentos obtidos. O sistema domtico tambm tem um

sistema de inteligncia centralizada e alguns casos, descentralizada. Com um circuito dememria capaz de decodificar os sinais eltricos que chegam at ele enviados pelos

sensores, comparar os dados levando em conta a programao existente e decidir a ao que

ser realizada.

As aes previstas pela memria central so enviadas aos dispositivos de comando

chamados atuadores, da mesma maneira que feito o envio das ordens realizadas pelo crebro

para os msculos.

As funes domticas nos permitem realizar inmeras atividades tais como as

anteriormente citadas. Assim as funes so separadas distintamente como sendo funes de

gesto, controle e comunicao (ANGEL, 1993, 46).

1.1.1 Funo de Gesto

uma funo que existe com o objetivo de automatizar sistemas cotidianos do

ambiente como iluminao, calefao, qualidade do ar e a funcionalidade de outros aparelhos

relacionados com conforto (ANGEL, 1993, p. 48).


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1.1.1.1 Iluminao

A aplicao bsica desta funo o acendimento e desligamento de luzes de pontos

diferentes, em funo da luminosidade externa. Para isso se usam sensores como clulas

fotovoltaicas e fototransistores, dando ao sistema a habilidade de ligamento automtico das

lmpadas quando a luminosidade chegar a um nvel previamente definido. Os comandos da

iluminao podem ser realizados de diversas maneiras dentro dos limites especficos de cada

aparelho (ANGEL, 1993, p. 48 - 51):

Gesto global por zonas com comando nicos que podem ser programados

regulados de acordo com o ambiente;

Acendimento automtico de lmpadas independentes de acordo compresena, ou por abertura de porta;

Temporizador para luzes de locais onde o uso intermitente como corredores

e banheiros;

Acionamento e desligamento de lmpadas desde o exterior da casa com

aparelhos que utilizam radiofreqncia;

Gesto de variao de intensidade da iluminao, para adequao ao

ambiente, que pode ser realizado desde a central ou pelo usurio de forma

normal.

1.1.1.2 Calefao Ventilao e Ar-Condicionado

Com o desenvolvimento dos sensores e softwares para controle de funcionamento da

climatizao, conseguiu-se introduzir um sistema de calefao independente por setores

fazendo uso de vlvulas eletrotrmicas e com consumo mais reduzido. Com esse novo

sistema, pode-se (ANGEL, 1993, p. 51 - 2):

Otimizao em relao ao meio externo;

Auto-adaptao, levando em conta o tempo de resposta dos equipamentos;

Gesto de ambientes individualizados, cada um com controle de temperatura;

Controlar a distncia a temperatura interna da casa atravs do Minitel1;

1 Minitel um aparelho porttil que possibilita a conexo em redes de dados distncia. Est equipado com umpequeno visor e teclas (SOC.CULTURE.FRENCH, 2007).


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Passa para um nvel de mais baixo consumo quando no h residentes em

casa;

Desativar a calefao e ares-condicionados se algum janela estiver aberta.

1.1.2 Funo de Controle-Comando

A funo de controle traz ao usurio informaes do sistema permitindo a esse ter

uma noo do atual estado de funcionamento dos aparelhos, controlando e prevenindo falhas

e comandando intervenes de mantimento preventivo (ANGEL, 1993, p. 55).

1.1.2.1 Controle Tcnico

Com esse controle, torna ao usurio mais confivel o uso dos equipamentos,

dispositivos e instalaes, com autodiagnstico que permite uma programao dos gastos.

Com isso possvel (ANGEL, 1993, p. 56 - 8):

Receber mensagens de falhas nos sistemas ou aparelhos nos monitores de

controle ou na televiso;

Centralizao de informao referente aos estados dos sistemas como portas e

janelas abertas, luzes acesas e outros em um painel de controle; Pr-seleo de equipamentos que so desligados da rele eltrica em casos de

consumo superior em relao energia contratada, evitando uma sobrecarga de

potncia;

Informao de custos e tarifas que esto sendo consumidos como gua, gs e

eletricidade, levando em conta os horrios distintos em que a tarifa tem menores

valores;

Programao de execuo de comando conjunto, como desligamento de todas

as luzes, ativao do sistema de segurana, fechamento das cortinas e corte de

gs e gua, tudo ao mesmo tempo.

Segurana

Esse sistema busca a proteo da casa e dos moradores de riscos exteriores ou

domsticos. Inclui a deteco de intrusos no ambiente tomando aes ativas como alarmes

acsticos, conexes com empresas de segurana, gravao com sistema de vdeo, bloqueioautomtico de portas e janelas ou aes dissuasivas simulando presena interna, ligando e


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desligando lmpadas, rdios e televiso quando a casa se encontra vazia. Toma conta da

segurana em casos de riscos domsticos como incndios, vazamento de gs e choques

eltricos. Para garantir o bem estar da famlia, os riscos devem ser detectados e avisados

atravs de alarmes ou transmisses para empresas de segurana, a tempo para que se possa

tomar uma atitude em relao ao problema. Em relao preveno de acidentes, o sistema de

segurana conta com (ANGEL, 1993, p. 58 - 60):

Deteco de fogo. Sistemas mais atuais tem tecnologia para gerenciar a casa

em casas de incndios, indicando o caminho da sada, informando precisamente

o local do sinistro, fechando portas para evitar que o fogo se espalhe e comunicar

pessoas anteriormente programadas no sistema;

Deteco de fugas de gs ou de gua. O sistema em casos de deteco de

vazamentos pode enviar um alarme. Em alguns casos o sistema tem a

possibilidade de cortar o mantimento de gs ou gua e tambm cortar a energia

eltrica evitando choques.

Deteco de intruso. A principal funo de segurana a deteco de

intruso de pessoas estranhas ao ambiente. Em casos de deteco de estranhos o

sistema pode enviar uma mensagem por sinais ou soar o alarme e enviarmensagens por telefone;

Tele vigilncia. Conta com um sistema de cmeras que transmitem imagens

para monitores internos ou para a televiso, utilizado em casos de suspeitas e

pode-se gravar cenas em casos de deteco de intruso.

Funo de Assistncia e Sade

uma funo aplicada ao controle da sade, que com ajuda de equipamentos

possvel prevenir doenas e problemas de sade. Como no caso de um dispositivo instalado

no sifo do banheiro que pode medir o pulso e a presso arterial, o nvel de acar e albumina

na urina registrando os dados. Esse equipamento foi utilizado no projeto The Real Time

Operating System Nucleus (TRON) que ser visto mais adiante. H tambm dispositivos

espalhados pela casa, ou carregados com as pessoas, que em caso do morador passar mal ou

outro problema, o mesmo aciona o dispositivo que envia um aviso a uma central receptora, a

um centro de sade ou a algum vizinho (ANGEL, 1993, p. 60 - 1).

Comunicao


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O servio de comunicao se aplica a interatividade tanto de equipamentos usurio

quanto os equipamentos entre si por meio de cabos e outros sistemas de comunicao. Um

exemplo de comunicao entre equipamento e usurio, pode ser citado comando de televiso

ou do aparelho de som atravs de controles de infravermelho, e a comunicao de

equipamento com equipamento pode ser exemplificada com a conexo de um sistema de

segurana e a rede telefnica, meio o qual o sistema realiza chamados em casos de

emergncia (ANGEL, 1993, p. 61 - 2).

1.1.2.2 Controle

Com a ajuda das funes de controle e gesto, possvel que todos os sistemas da

casa estejam em contanto entre si e com os habitantes. Com o desenvolvimento das tcnicas

digitais e dos microprocessadores, os usurios recebem sinais dos sistemas atravs de udio,

texto, dados e imagens e acordo com a programao de cada e o controle efetuado, uma vez

que as tcnicas de controle so semelhantes em todos os dispositivos. A comunicao pode

ser realizada utilizando os cabos de comunicao convencional ou utilizar comandos

distncia, o que requer aos dispositivos infravermelho, ultra-som, ou rdio freqncia. Alguns

sistemas domticos tratam a comunicao toda conjunta ajudando na interao com o

ambiente (ANGEL, 1993, p. 64).

1.1.2.3 Comodidade

A Domtica utiliza redes de alta capacidade de transmisso de dados e protocolos de

comunicao com grandes velocidades e com funes realizveis a distncia passa ao usurio

a possibilidade de aumentar e personalizar as distintas funes da casa. A concentrao de

todos os comandos por controle remoto de aparelhos em apenas uma interface garante um

maior bem estar. O que este servio tem a oferecer para um maior conforto:

Concentrar aparelhos de udio e vdeo em um ponto do ambiente;

Concretizar uma comunicao entre os aparelhos para diminuir os comandos

mltiplos;

Disponibilizar em outros cmodos da casa, receptores conectados a uma

mesma rede de comunicao.

Alguns sistemas contam com um controlador para aparelhos de imagem e vdeo, com

microprocessador integrado, uma rede de conexo separada e controles por infravermelho emcada ambiente (ANGEL, 1993, p. 65 - 6).


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PADRES DOMTICOS

Para facilitar e padronizar o modo de comunicao da interface

computador/dispositivo domstico, h uma necessidade de criao de um protocolo de

comunicao entre os equipamentos. Vrias instituies trabalharam na construo de padres

de protocolos de comunicao com o objetivo de possibilitar uma inter conectividade entre os

aparelhos. De acordo com Wolf (2005, p.20), os protocolos mais utilizados so: Building

Automation and Control Network (BACnet), European Installation Bus (EIB), Lontalk e

Consumer Electronics Bus (Cebus).

Padro BACnet

O padro BACnet um protocolo usado na automao para comunicao com

computadores. As regras so escritas em especificaes que explicam o que requerido para

completar o protocolo.

O BACnet est em projeto desde junho de 1987 quando o primeiro encontro do

Standard Project Committee (SPC) entrou na American Society of Heading, Refrigerating,

and Air-Conditioning Engeneers (ASHRAE), uma organizao internacional fundada em

1894, com o objetivo de evoluir sistemas de resfriamento.

As regras do BACnet abrangem desde a escolha do cabo a ser usado para a

comunicao at como devem ser executados os comandos. As regras definem

especificamente o que necessrio para construir um equipamento para controle e automao,

como o tipo de valor que deve ser requisitado para temperatura, a programao dos

ventiladores e formas de se definir um alarme de operao.

Sendo os sistemas dos aparelhos diferentes entre os diversos fabricantes, as regrasestabelecidas para as funes internas formam um padro a ser seguido. Como exemplo,

podem ser citadas entradas e sadas de dados de forma analgica e digital, programaes,

controle de repeties e alarmes.

As regras do BACnet so baseadas no modelo cliente-servidor. O equipamento

denominado cliente envia um pedido de alguma funo para o servidor. Este processa e envia

de volta o resultado obtido (ASHRAE, 2007), (BACNET, 2007).


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Padro EIB

Fundado na Europa por grandes empresas como a Siemens, Gira, Jung, Merten e

ABB, a Instabus agora conhecido como EIB, responsvel por 40% das instalaes

comerciais controlados pelo seu sistema. Ainda em crescimento, o EIB quer ainda se tornar

compatvel com outros padres europeus, o BatiBus e European Home System (EHS), assim

passando a ser chamado de Konnex. Com um grande e crescente nmero de empresas usando

o padro EIB torna a tecnologia dominante.

Alem de aplicaes como controle de luzes, cortinas e sistemas de ventilao,

incluem controle total de ambientes, salas de udio, acesso de controle a distncia por rede e

Internet e inteligncia artificial que atua de acordo com as condies externas como ventos e

chuvas. A Figura 1.1, mostra um modelo de controle remoto para os equipamentos EIB.

Figura 1.1 Controle remoto EIB

Fonte: HIDDEN WIRES (2007).

A mesma tecnologia pode ser usada tanto em pequenas instalaes como em grandes

edificaes, devido ao seu sistema hierrquico lembrando uma rvore genealgica. O

protocolo EIB totalmente baseado em rede ponto-a-ponto, suportando mais de 61.455dispositivos.

Painis de controle, como mostra na Figura 1.2 e 1.3, so instalados prximos aos

aparelhos interligados por cabos usados como trfego de dados, os mesmos usados em

sensores.


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Figura 1.2 Painel de controle de iluminao e do ar-condicionadoFonte: HIDDEN WIRES (2007).

Figura 1.3 Controle de funes internas e externasFonte: HIDDEN WIRES (2007).

O sistema altamente tolerante a falhas. No caso de falta de luz, ou uma queda onde

seja necessrio reiniciar o sistema, cada dispositivo toma conta de suas funes

autonomamente por alguns segundos enquanto o sistema principal estiver fora (HIDDEN

WIRES, 2007).

Padro LonTalk

O protocolo LonTalk implementa todas as camadas do modelo Open System

Interconnection (OSI), e totalmente voltado para redes ponto a ponto. Um hardware com

LonTalk pode conectar vrios dispositivos. Esse protocolo independente do tipo de meio de

transmisso, incluindo par tranado, infravermelho, cabo coaxial e fibra tica.


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Cada dispositivo recebe um nome nico ao ser fabricado, e isso no pode ser

alterado. Diferente do nome, cada dispositivo ou um grupo de dispositivos recebe um

endereo dentro de uma classe. Esse endereo pode ser alterado a qualquer momento.

O sistema LonTalk possui uma interface prpria para intercomunicao entre os

dispositivos. Essa interface compatvel com qualquer dispositivo micro-controlado, micro-

processado ou mesmo um computador. Assim essa interface define o formato de todos os

formatos dos pacotes a serem trocados na rede.

Para se comunicar com os dispositivos, a aplicao gera dados como temperaturas,

estados, presso, textos, encapsula em um formato padro para os dispositivos e envia pela

rede. Os dados que trafegam na rede so chamados de variveis e cada varivel possui umtipo declarado na aplicao. Essas variveis so esperadas pelos dispositivos como dados para

o funcionamento (CWCT, 2007).

Padro Cebus

Esse protocolo de comunicao um padro adotado nos Estados Unidos da

Amrica, desenvolvido pela Eletronic Industries Association (Associao de Indstrias

Eletrnicas EIA). Teve seu incio em 1984 quando houve a necessidade de padronizar a

sinalizao dos raios infravermelhos de controle remotos de aparelhos eletrnicos.

O padro tem por objetivo:

Incentivar o desenvolvimento de tecnologias de baixo custo que possam ser

interligados com eletrodomsticos;

Dar suporte a distribuio de udio e vdeo pelo ambiente;

Evitar a centralizao de controle, distribuindo a inteligncia entre osequipamentos instalados.

O Cebus responsvel por definir o canal de controle por onde so enviados

comando e informaes dos estados de funcionamento atravs de mensagens. As mensagens

contm a informao de destino a qual ser entregue sem nenhuma referncia sobre o suporte

do meio fsico que esto situados os transmissores e receptores. Sendo por esse motivo, as

normas Cebus tratam de criar uma rede uniforme para intercomunicao. Em casos que se


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necessite comunicar duas redes de comunicao distintas como sistema de alarme e

iluminao, utilizado um roteador1.

Cada aparelho tem um endereo e para que seja mais prtica a difuso de mensagens,

esto definidos endereos de difuso, onde todos aparelhos recebem o mesmo sinal e

endereos por grupo, onde apenas um grupo definido recebe o sinal.

Os aparelhos utilizam uma linguagem de programao orientada a objetos

denominada Commun Appliance Language (CAL). Essa linguagem envia comandos que

permitem controlar todos equipamentos Cebus, usar, alocar e liberar recursos (CEBUS,

2007).

1O roteador um dispositivo inteligente dotado de processador e sistema operacional, utilizado para conexo deduas ou mais redes ou sub-redes de dados distintas (DiMarzio, 2001, p. 122 - 3).


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2 AMBIENTES AUTOMATIZADOS

Na Dcada de Oitenta que se deram as primeiras experincias com componentes

automatizados integrados ao domiclio. Desse tempo para c as construes domticas tem

crescido em ritmo acelerado. A seguir esto descritos alguns projetos pioneiros neste domnio

e que tiveram um valor representativo para as construes seguintes, devidos suas idias

inovadoras (ANGEL, 1993, p. 18).

2.1 Casa NEXT

Foi construda entre 1982 e 1985 por uma companhia de gs do Japo com a inteno

de mostrar a casa do futuro antecipando o estilo de vida dos Anos Noventa, usando o gs

como sendo a principal fonte de energia.

Os objetivos da Casa NEXT so:

Realizar o experimento de uma nova casa com os novos conceitos da

tecnologia, proporcionando uma evoluo social do Japo, assegurando conforto

compatvel com a situao econmica/financeira da populao do pas;

Demonstrar e difundir a nova tcnica para futuros clientes, no caso arquitetos,

administradores e o pblico em geral;

Ter o conhecimento da aceitao dos visitantes em relao aos aparelhos e ao

conceito da casa, para a constante melhoria da tecnologia empregada.

Para que estes objetivos fossem alcanados, a casa foi construda com as seguintes

premissas:

Gerao de energia atravs de equipamentos econmicos abastecidos com gs

com auxlio de baterias solares;

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microprocessadores que realizam o gerenciamento de todos os equipamentos (ANGEL, 1993,

p. 20).

Com as Figura 2.1, 2.2 e 2.3 pode-se ter uma idia sobre a construo externamente,

o seu interior e os controles de interao com o usurio.

Figura 2.4 Imagem exterior da casaFonte: SAKAMURA (2007).

Figura 2.5 Imagem do interior da casaFonte: SAKAMURA (2007).

Figura 2.6 Imagem de interao com usurioFonte: SAKAMURA (2007).

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A seguir alguns equipamentos e sistemas que esto presentes na casa:

Conforto programado com o menor consumo de energia possvel. A janelas

tem controle de posicionamento programado levando em conta a posio do sol,

velocidade e direo do vento, chuvas e a contaminao do ar exterior. O

controle de regulagem das janelas est sincronizado com os sistemas de ar-

condicionado e calefao. Alm disso, os cristais das mesmas escurecem ou

clareiam de acordo com a iluminao e radiao externa;

Sistema de comunicao que integra sete cmeras de vdeos, trinta e trs

monitores e vinte e quatro telefones, fazendo o sistema altamente til para a rede

de vigilncia com sons, imagens e banco de dados;

Para comodidade dos residentes, uma receita para a sugesto do dia enviada

para os residentes na tela do seu computador, incluindo a lista de ingredientes

necessrios, o modo de preparo, as respectivas temperaturas e o tempo que

devem ficar no forno;

O sifo do toalete conta com equipamento de diagnstico que alm de medir

a presso arterial do pulso, informa o nvel de acar e albumina na urina e

gravando no banco de dados. Sensores comandam o acionamento dos

interruptores dos acessrios, com gua, papel e ar-quente.

O perodo de testes foi de 1990 at 1992, e foi comprovado o nvel tcnico do

edifcio, que foi utilizado por diversas famlias por perodos de seis meses. A casa foi tema de

interesse tanto para a indstria como a economia do pas, contando com as dezoito empresas

que iniciaram o projeto, algumas delas nem so japonesas como a IBM e a Siemens (ANGEL,

1993, p. 20 - 1).

2.3 Projeto SMART HOUSE

Esse projeto reuniu diversas empresas importantes dos Estados Unidos, como

American Gas Association, Apple Computer, Bell Comunication Research, Carrier

Corporation, General Eletric Company, North Amercian Philips, Shell Development

Company e outras.

Uma vez que a microeletrnica teve seu desenvolvimento nas reas de distribuio

de energia, o objetivo do projeto foi de oferecer novas tecnologias e funcionalidades pensando

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na distribuio de energia e nos meios de comunicao e controle em construes

residenciais.

A fiao do edifcio toda unificada, e com uma inteligncia distribuda que toma

conta da distribuio de energia, do controle das comunicaes, do sistema de telefonia tanto

interna como externa e torna verstil a circulao dos dados na rede. Todos os cabos

necessrios da fiao foram substitudos por um nico cabo com diversos condutores como o

da rede eltrica de 220 volts, linha telefnica, cabo da televiso, sistema de segurana e os

sensores de temperatura e termostatos (ANGEL, 1993, p. 21).

A segurana do sistema de eletricidade funciona quando o aparelho acionado. Ao

ser acionado, o aparelho envia um sinal para o computador central para reconhecimento, e sefor reconhecido normalmente, o sistema ir liberar a energia necessria para o funcionamento

do mesmo. O mesmo mtodo adotado por aparelhos que necessitam de gs, assim

diminuindo consideravelmente o risco de choques eltricos ou escapamento de gs. O

controle est ativo enquanto o aparelho estiver em funcionamento, e se de algum modo o

computador central parar de receber o sinal de reconhecimento, como no caso de alguma falha

de funcionamento ou avarias nos cabos o sistema corta a alimentao de energia. O sistema de

distribuio de gs conta com um medidor, que em caso de deteco de consumo

anormalmente alto, a distribuio pode ser cortada devido a uma vlvula automtica de

fechamento (ANGEL, 1993, p. 22).

A comunicao dos dispositivos realizada devido a uma inteligncia distribuda,

dividida entre os aparelhos com o sistema central. Como exemplo pode-se citar:

Quando a mquina de lavar roupas termina seu servio, ela pode enviar uma

mensagem nos monitores que terminou e que a roupa pode ser passada para a

mquina de secar;

Se tocar o telefone enquanto estiver em funcionamento o aspirador de p, ou

outro parelho emissor de alto rudo, um sinal enviado ao aparelho para que este

pare momentaneamente, assim possibilitando uma melhor conversa no telefone;

Caso os detectores de presena detectarem algum movimento em lugar no

autorizado, imediatamente enviado um sinal de acordo com a programao do

sistema.

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Todos aparelhos e produtos domticos a serem utilizados, conectados a casa

necessitam estar de acordo com o protocolo de comunicao programado no sistema central, o

que considerado um problema. Mas ainda assim possvel conectar aparelhos no

compatveis com o sistema previsto, com adaptadores de entrada e sada tanto para

eletricidade como para gs. Nesse caso a energia necessria liberada pelo sistema central,

mas os mesmos no estaro assegurados pela casa.

Com os interruptores conectados rede, possibilitam ao usurio diversas funes

como comandar a calefao e a ventilao.

Os novos produtos que chegam ao mercado que so compatveis recebem o

certificado de qualidade Smart House

. O sistema da casa classifica os distintos aparelhos aserem utilizados em seis grupos:

Os aparelhos importantes como lava-pratos, lava-roupas, secador de roupas e

geladeiras;

Os aparelhos de distrao que so aparelhos de som, televiso,Digital Vdeo

Disc (DVD) e outros;

Os aparelhos de telecomunicao como telefones;

Os aparelhos de conforto trmico, calefao, ventilao, ares-condicionados;

Os aparelhos a gs, calefao, fogo e outros;

Os sensores tais como sensores de temperatura, sensores de luminosidade

ambiente e sensores de deteco de fuga de gs.

Foram construdas duas casas em 1987 nos Estados Unidos para testes de integrao

do sistema. Inicialmente as construes no tinham sido construdas com objetivo comercial.Mais adiante entre 1989 e 1990, foram construdos mais quinze prottipos em diferentes

regies do pas. Em 1991 a Smart House comeou a ser comercializada tanto nos Estados

Unidos como no Canad (ANGEL, 1993, p. 23).

2.4 Projeto DORIS

Esse projeto foi realizado na cidade francesa de Risler. O nome DORIS formado

por DO de Domtica com a juno das iniciais da cidade RIS. Tiveram envolvido aentidade pblica de habitations loyer modique (H.L.M.) da comunidade Urbana de

Estrasburgo e a Eletricidad de Estrasburgo (QUBEC, 2007), (ANGEL, 1993, P. 24).

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Para dar incio, foram realizados pesquisas com os novos moradores para que se

pudesse ter noo das funcionalidades que estariam disponveis na construo. Com isso

constatou-se que algumas funes no eram a preferncia dos consumidores. Como foi o caso

do sistema de alarme que em intruses, notificaria imediatamente uma empresa de segurana.

Foi solicitado para que se alterasse o sistema, de modo que invs de comunicar

automaticamente a empresa de segurana, o sistema enviasse mensagens para parentes ou

amigos pr-definidos.

Para compor a casa, foram utilizados produtos da sociedade Synphonic-

Developement e da sociedade Schlumberger (ANGEL, 1993, p. 24).

2.4.1 Segurana

Cada residente pode estipular os setores que estaro em vigilncia. No momento que

acionado o alarme envia as imagens automaticamente a um vizinho com o mesmo sistema,

ou pressionando uma tecla de envio. O proprietrio pode monitorar remotamente atravs de

um dispositivo Minitel porttil com capacidade de comunicao distncia. Em casos em que

o proprietrio no se encontra presente, o sistema gera uma gravao contendo dados como

dia e hora da intruso.

O usurio pode realizar um pedido de auxlio, onde no caso de intruso ser feita

uma chamada automaticamente a trs sistemas igualmente equipados, programados

previamente atravs de uma linha exclusiva para o propsito. O chamado de auxlio pode ser

realizado tambm atravs de um pequeno dispositivo porttil que fica pendurado ao pescoo

(ANGEL, 1993, p. 24 - 5).

2.4.2 Gesto Tcnica

Possui um sistema de mensagens que est conectado com a administrao da

construo possibilitando enviar e receber informaes e mensagens. Com essa caracterstica

possvel convocar reunies com os residentes e ter noo de quem comparecer, como

tambm programar a calefao de cada cmodo da residncia com horrios e temperaturas

ajustveis.

O controle de temperatura que acionado com uma tecla especial regula a

temperatura de acordo com a temperatura exterior. O mesmo processo pode ser realizado a

distncia com o aparelho Minitel. Assim que a temperatura chegar na temperatura predefinida

o mesmo envia um sinal indicando.

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O consumo da calefao pode ser controlado acionando uma tecla especial. No

monitor do sistema aparece a informao pertinente ao processo, indicando o consumo

acumulado desde quando foi acionado, o consumo dirio e a potncia discipada pelos

radiadores. O usurio pode ser advertido quanto ao consumo que a calefao est gerando.

Existe um registro de consumos distncia que funciona atravs de leituras remotas

dos medidores de gua, gs e eletricidade, evita visitas domiciliares e permite que se saiba o

atual estado das contas.

O administrador pode ter noo da temperatura de cada cmodo, saber das falhas do

sistema, enviar mensagens aos usurios e garantir que os equipamentos se mantenham em

perfeito funcionamento.A busca inicial do projeto foi um modo mais eficiente para administrao de energia

eltrica contando com equipamentos que ao mesmo tempo proporcionam conforto e

segurana. (ANGEL, 1993, P. 25 - 6).

2.5 Projeto LYON PANORAMA

Construda na Frana em 1989. Idia inicial da Direo Geral de Eletricidade da

Frana, que incumbiu a Associao de Industrias para o Desenvolvimento da Eletricidade emRhne-Alpes (AIDELEC) para seu desenvolvimento.

Antes de dar incio etapa de construo, foi realizada uma difuso em mdias

mostrando as vantagens de novas tecnologias incorporadas em ambientes domiciliares, e

avaliar sua funcionalidade adaptada aos distintos usurios (ANGEL, 1993, p. 26).

Foram estipulados padres para os aparelhos e sistemas que fariam parte da

construo. Esses padres deveriam ser (ANGEL, 1993, p. 27):

Todos deveriam usar a eletricidade como fonte de energia;

Serem domticos, interativos e interconectveis;

Serem adaptveis a novos edifcios ou j existentes;

Serem acessveis economicamente para um grande nmero de pessoas;

Ter em conta a grande diversidade de aparelhos para funes distintas.

Com o sistema domtico instalado, faz-se possvel uma melhor gesto de energia,

segurana de bens e das pessoas e total controle sobre os equipamentos.

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2.5.1 Gesto de energia

Funcional atravs do sistema Performer 2000, produto da sociedade Delta-Dore. O

sistema conta com uma unidade central e outras unidades satlites espalhadas em cada umas

das habitaes, intercomunicadas entre si. Com o sistema Performer 2000, so assegurados o

controle dos aparelhos, regulagem e programao da calefao, ventilao, ar-condicionado e

da temperatura da gua. Os benefcios para os usurios so (ANGEL, 1993, p. 27 - 8):

Impor um limite de consumo energtico utilizado pela calefao,

programao semanal em zonas separadas da habitao com trs nveis de

intensidade: baixo consumo que tem uma configurao fixa, consumo reduzido e

modo conforto que podem ser regulados; Otimizao pr-calculada da calefao leva em conta as tarifas;

Regulagem da calefao em relao temperatura externa;

Acionamento da calefao por zonas, inclusive a unidade central;

O total dos registros dos consumos eltricos.

2.5.2 Segurana dos habitantes e dos bensUtiliza-se o sistema eltrico domtico de AIDELEC. Com esse sistema podem ser

realizadas as seguintes funes (ANGEL, 1993, p. 28):

Deteco perimetral de intruso atravs de dispositivos operantes em todas as

aberturas, e deteco volumtrica com dispositivos emissores e receptores de

infravermelho;

Deteco de incndios;

Simulao de presena interna por acionamento de aparelhos eltricos;

Dispositivo porttil para chamar auxlio;

Cmeras de vdeo para vigilncia de cmodos;

Porteiro eletrnico com cmera de vdeo conectados com as redes de

televiso e telefonia, possibilitando ver quem est chamando atravs de qualquer

monitor;

Travas de fechamento com cdigo.

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2.5.3 Controle dos equipamentos

Numerosos comandos de podem ser realizados distncia como (ANGEL, 1993, p.

28 - 9):

Comando centralizado de controle das cortinas de enrolar;

Comando de acendimento de luzes e equipamentos eltricos;

Controle a distncia da porta da garagem;

Regulagem da posio da antena de satlite.

2.6 Projeto HD 2000O projeto foi realizado por um grupo de investigao para inovao no habitat,

Habitar Maana, criado em 1983 em Rennes apoiados pela companhia Gas de Francia. O

complexo HD 2000 foi inaugurado em maro de 1990 em terras da Universidade de Rennes

com 1400 metros quadrados, com o objetivo de criar um ambiente conjunto completo de

servios, os quais descritos abaixo:

Um servio de visitas, destinados a profissionais e o pblico em geral em dois

ambientes experimentais com sistemas domticos distintos;

Um servio de informao, no salo de exposies que so organizados em

estandes temticos que buscam demonstrar a inovao no habitat e o avano de

novos produtos;

Um servio de formao, que disponibiliza meios necessrios para

propagao como material audiovisual e sistemas informticos para cursos de

sensibilizao e treinamentos de profissionais e tcnicos.

Nos ambientes para visitas, existem vrios sistemas domticos instalados, e para que

no ocorram redundncias na execuo de tarefas, foi utilizado um equipamento robotizado

programvel na sada dos atuadores. Graas ao rob podem ser demonstrados os diversos

produtos com todas as caractersticas que cada sistema pode oferecer (ANGEL, 1993, p. 30 -

1).

2.6.1 Sistema CAD

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Desenvolvido pela Legrand, utiliza um dispositivo de controle remoto por

infravermelho o qual tem a finalidade de acender e apagar diferentes circuitos de iluminao

distncia. As placas receptoras ficam penduradas na parede. O mesmo controle pode ser

utilizado para comando das cortinas, bastando mirar o controle para o receptor que fica

prximo ao motor da cortina. Com a Figura 2.4 e 2.5 podem-se ter uma idia dos aparelhos de

transmisso e recepo (ANGEL, 1993, p. 31), (JUNESTRAND, 2006):

Figura 2.7 Controle de iluminao e cortinas infra-vermelhoFonte: JUNESTRAND (2006).

Figura 2.8 Receptor infra-vermelhoFonte: JUNESTRAND (2006).

2.6.2 Sistema B & O-LINKSistema criado pela Bang-Olufsen que gerencia a funo udio e vdeo. O sistema

tambm controlado remotamente por infravermelho, com grandes vantagens como distribuir

o som da televiso para distintos alto-falantes instalados no cmodo, o envio de programas de

televiso para aparelhos televisores dos quartos e ver o que esto registrando as cmeras de

segurana. Todos os dispositivos de udio e vdeo podem estar interligados sem conexo de

cabos. A comunicao entre os aparelhos de televiso, DVD e outros de udio tem

comunicao wireless. Ainda conta com um controle de ligamento e desligamento dosaparelhos de televiso, udio e iluminao, como mostram as Figuras 2.6 e 2.7 os controles, a

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Figura 2.8 o sistema de recepo wireless e a Figura 2.9 o receptor (ANGEL, 1993, p. 32),

(BANG & OLUFSEN, 2007):

Figura 2.9 Controle dos aparelhos de udio e vdeoFonte: BANG & OLUFSEN (2007).

Figura 2.10 Controle de ligamento e desligamentoFonte: BANG & OLUFSEN (2007).

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Figura 2.11 Esquema de comunicao wirelessFonte: BANG & OLUFSEN (2007).

Figura 2.12 Dispositivo de recepo e de comunicao wirelessFonte: BANG & OLUFSEN (2007).

2.6.3 Sistema KITERMO sistema, desenvolvido pela Satel torna possvel realizar funes de administrao

da calefao e ares-condicionados, alarmes de deteco de fugas e comandar diversos outros

dispositivos, descritos a seguir (ANGEL, 1993, p. 32 - 3):

Administrao da calefao e ares-condicionados. Pode ser realizado de duas

maneiras, atravs do sistema de comando domtico interno ou atravs do

Minitel. O usurio pode ter conhecimento do andamento da calefao ou da

refrigerao de cada uma das zonas tanto como a temperatura exterior. Existem

trs tipos de calefao propostas no sistema de acordo com a economia: conforto

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que utiliza a temperatura de calefao ao mximo, econmica que utiliza menos

fora da calefao e antigelada que demora mais para aquecer;

Alarme de deteco que em casos de deteco de escapamento de gs ou gua

o sistema automaticamente fecha os registros de entrada cortando o suprimento

dos mesmos. No caso de deteco de intruso, imediatamente soado o alarme

interior;

Comando dos dispositivos onde o sistema pode atuar ativando e desativando

rels em horrios pr-programados. Com ele funes so automaticamente

acionadas de acordo com a programao, como no caso regar o jardim, abrir

cortinas de manh e fechar noite e acender luzes ao anoitecer e apagar aoclarear o dia. til tambm para simulao de presena inibindo ao de

bandidos. As funes podem ser programadas tanto no interior da casa como

externamente atravs do Minitel.

2.6.4 Sistema PERFORMER 2000

um sistema desenvolvido pela Delta Dore onde todas as programaes podem ser

realizadas atravs de Minitel, tanto no exterior da casa quanto no interior. As funes so asseguintes (ANGEL, 1993, p. 33):

Sistema de calefao distribudo por cmodos, assim tem-se regulagem

separada, cada qual com seu controle de programao com hora e temperatura.

So trs as opes de funcionamento: modo econmico, modo conforto e modo

mais conforto;

Automatizao da iluminao;

Automatizao da irrigao;

Ajuste das cortinas individualmente, com possibilidade de comando

simultneo para todas;

Enviar e receber mensagens atravs de Minitel.

2.6.5 Sistema ISIS

Sistema da empresa Merlin Gerin que utiliza comunicao via Batibus. As funes

oferecidas so as seguintes (ANGEL, 1993, p. 34):

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Controle da calefao;

Controle da iluminao;

Programao inteligente da calefao atravs do painel de comando ouatravs de Minitel. Com a programao inteligente atribudo um regime de

calefao levando em conta horrios com tarifas reduzidas, diferindo dias da

semana e finais de semana.

2.6.6 Sistema NESTOR

Esse sistema desenvolvido pela Quille permite ao usurio verificar se o equipamento

est operando corretamente sem falhas ou danos e ter conhecimento dos consumosenergticos, alm dos seguintes recursos (ANGEL, 1993, p. 34 - 5):

Gesto de calefao por zonas distintas;

Gesto de alarmes antiintruso;

Sistema de mensagens e controle do sistema atravs do Minitel.

2.6.7 Sistema LINTEGRALEEste um sistema da empresa Domoconcept utilizado para gesto da iluminao, que

atravs de pequenos controles instalados na cozinha, na sala de estar e nos quartos pode se

comandar a iluminao de todos os cmodos da casa. Cada caixa de controle possui alto-

falantes com digitalizador de voz, alarmes, interruptores de comando de iluminao e um

receptor de infravermelho. Os alto-falantes podem ser utilizados para gesto de vdeo, de

telefone e segurana. Todas as funes podem ser comandadas atravs do Minitel (ANGEL,

1993, p. 35).

2.6.8 Sistema ELETRODOMOTIQUE

Sistema de distribuio eltrica desenvolvido pela Hagersistema. Possui capacidade

para quatro nmeros de telefones pr-programados, que podem ligar para a empresa de

segurana ou para assistncia mdica em casos de emergncia, por exemplo. O chamado

feito por um dispositivo porttil, que automaticamente transmite por telefone para um nmero

j programado passando uma mensagem pr-gravada. Alm dessas, o sistema ainda possui asseguintes funes (ANGEL, 1993, p. 35 - 6):

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Deteco de fugas de gua e gs;

Deteco de falhas em aparelhos eletrnicos;

Controle de regulagem da iluminao de acordo com a iluminao exterior;

Receptor telefnico para controle distncia por comando via telefone que

utiliza um dispositivo de conexo acstica.

2.6.9 Sistema SAVENER-LAUDREN

Este sistema foi desenvolvido com base em usurios idosos, administrando funes

domsticas da casa como fechamento de cortinas, apagar luzes e fechar o registro do gs a

partir e uma determinada hora da noite, ou mesmo quando algum aposento deixado

(ANGEL, 1993, p. 36).

2.6.10 Sistema PHONEVIE

Desenvolvido pela Laudren, o sistema permite uma tele-assistncia em casos de malestar. Assim que o usurio aciona o boto de um dispositivo porttil ou um boto ao prximo

a cama realizada uma ligao da parte do sistema utilizando o telefone para um nmero

previamente gravado, ento o usurio pode conversar atravs de viva-voz. O sistema conta

com os dispositivos que mostra a Figura 2.10 (ANGEL, 1993, p. 36):

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Figura 2.13 Emissor e receptor do sistema PHONEVIEFonte: LAUDREN ELETRONIQUE (2007).

2.7 Projeto THORN-EMI

A Sociedade THORN-EMI foi criada da unio de duas empresas, uma a Thorn,

fabricante de aparelhos eletrodomsticos na Inglaterra e a outra a EMI, laboratrios de

investigao, empresa que foi pioneira em diversos produtos como os tubos

fotomultiplicadores, cmeras e receptores de televiso. O interesse das duas era criar um

pavilho experimental automatizado, para que se pudesse provar a qualidade dos sistemas eestudar problemas de compatibilidade dos seus produtos.

A calefao que se encontra na construo independente para cada sala, Funciona

com radiadores de gua e so regulveis e programados atravs de caixas de controle

distribudas nos cmodos que possuem sensor de temperatura e umidade e sensor de

infravermelho, tudo alimentados por bateria. As caixas no so presas na parede, assim pode

se levar de um cmodo a outro, e as informaes de temperatura so enviadas por

infravermelho para um receptor conectado rede eltrica, estrategicamente posicionado.

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Atravs deste, a informao chega ao sistema central. No monitor do painel domtico

possvel organizar o plano da casa, com as temperaturas de cada ambiente.

O controle da iluminao feito atravs dos tradicionais interruptores de parede ou

pelo painel domtico. O painel ainda possibilita uma programao para acender vrios

conjuntos de luzes ao mesmo tempo.

O painel domtico possui um monitor com tela touch scren e tem o tamanho de um

livro grande. No fica fixado na parede, podendo ser levado a qualquer cmodo.

A realizao do projeto experimental teve como inteno verificar a facilidade e

interconectividade dos produtos expostos, para que se pudesse posteriormente colocar-los no

mercado (ANGEL, 1993, p. 37 - 8).

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3 SENSORES

Esse Captulo destinado descrio dos sensores que como vistos nos captulos

anteriores so necessrios para que dados cheguem aos sistemas que atuam como

controladores. Os sensores so os responsveis por realizar uma medio do ambiente onde

cada qual construdo com uma finalidade, e enviar os dados, normalmente atravs de pulsos

eltricos, para o sistema que est controlando os dispositivos, e estes iro atuar decorrentes a

esses dados.

A definio de sensores segundo NATALE (2003) So dispositivos que mudam seu

comportamento sob a ao de uma grandeza fsica, podendo fornecer diretamente ou

indiretamente um sinal que representa uma proporo da variao desta grandeza.

O sistema de funcionamento de um sensor realizado sob a atuao de uma grandeza

fsica que alteram as propriedades do dispositivo, como a resistncia, a capacitncia ou a

indutncia de forma mais ou menos proporcional. Este gerar informaes de acordo com

essas alteraes que sero levadas a algum outro dispositivo que ir trat-las (NATALE,

2003).

As caractersticas dos sensores so as seguintes:

Linearidade: a relao entre o sinal gerado e a grandeza medida. Quanto

mais linear for um sensor, mais fiel a medio da grandeza, por esse motivo

so os mais procurados. Sensores no lineares podem ser corrigidos com

adaptadores especiais;

Faixa de atuao: uma faixa aceitvel de valores em que o sensor trabalha

sem que seja danificado ou sem que cometa erros de converso;

Sensibilidade: o grau de resposta por parte do sensor quando estimulado

por uma grandeza fsica;


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Freqncia: o tempo de reposta do sensor em relao s modificaes das

grandezas fsicas;

Compatibilidade: a aplicabilidade do sensor em relao ao tipo de grandeza

fsica;

Preciso: o desvio mximo do sinal medido em relao grandeza real

medida.

3.1 Tipos de sensores

Existem vrios modelos e tipos de sensores, cada qual desenhado e produzido para

desempenhar algum tipo de medio e retornar ao sistema controlador algum dado referente.A seguir esto descritos alguns dos tipos de sensores mais comumente encontrados em

mquinas e sistemas eletrnicos como, sensores de temperatura, sensores de luminosidade,

sensores de movimento e sensores de posio.

3.1.1 Sensores de temperatura

Esse tipo de sensor responsvel por medir a temperatura prxima a ele. So

geralmente utilizados em processos comerciais e industriais, como refrigerao de alimentos ecompostos qumicos, em fornos de fuso, refrigeradores domsticos, aquecedores, fornos

eltricos e de microondas, como os dos exemplos a seguir (NATALE, 2003):

NTC e PTC: Ambos so resistores dependentes de temperatura como os

mostrados na Figura 3.1. ONegative Temperature Coeficient(NTC), Coeficiente

Negativo de Temperatura um resistor cuja resistncia se comporta de forma

inversamente proporcional temperatura medida. construdo de metais

semicondutores como xido de ferro, magnsio e cromo. Como so sensores nolineares as curvas caractersticas so exponenciais conforme mostra na Figura

3.2. Devido ao comportamento no linear, o NTC geralmente utilizado com

uma rede de linearizao e em temperaturas at 150C. J o Positive

Temperatura Coeficient (PTC), Coeficiente Positivo de Temperatura ao

contrrio do NTC tem a resistncia proporcional temperatura medida. Atua

numa faixa mais restrita em sistemas de proteo como aquecimento de motores.


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Figura 3.14 Resistores de temperaturaFonte: NATALE (2003).

Figura 3.15 Curva de resistncia dos sensores NTC

Fonte: NATALE (2003).

Diodos: Os diodos so compostos de silcio como mostra a Figura 3.3, que

polarizados com corrente de 1mA tem queda de tenso de 2mV para cada C que

aumenta. Segundo a Figura 3.4, pode-se ver que tem caracterstica linear. O

limite de medio at 125C que o limite para o silcio. So geralmente

encontrados em termmetros de baixo custo com preciso razovel at 100C.

Figura 3.16 Diodo de silcioFonte: NATALE (2003).

Figura 3.17 Reta de representao do diodoFonte: NATALE (2003).


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Termopar: composto por dois metais unidos por um filamento de liga

metlica como mostrado na Figura 3.5. Ao submetido a uma temperatura, ocorre

o efeito Seebeckque a produo de uma tenso eltrica entre dois diferentes

semicondutores a diferentes temperaturas. So utilizados em aplicaes

profissionais que requerem alta confiabilidade e preciso.

Figura 3.18 Imagem de um termoparFonte: FLUKE IBRICA (2007).

Sensores integrados: So circuitos integrados que possuem um sensor de

temperatura e componentes para linearizao. Devido a isso so de alta preciso.

Alguns como o caso do utilizado no projeto desse trabalho possuem um

conversor A/D1 internamente, enviando assim dados digitais para sistemas

eletrnicos binrios.

3.1.2 Sensores de luz

Os sensores de luz tm a capacidade de gerar uma tenso de acordo com a

luminosidade incidida sobre ele. Alm da utilizao em fotometria, tambm utilizado em

redes de iluminao pblica com os sensores fotoeltricos. Vrios sensores medem a

luminosidade como os a seguir (NATALE, 2003):

LDR: O Light Dependent Resistor (LDR), Resistor Dependente da Luz

construdo com metais semicondutores como sulfeto de cdmio (CdS), e possui

uma resistncia que diminuda ao ser exposta luz. A diminuio da

resistncia acontece porque a energia luminosa desloca os eltrons da liga de

metal da camada de valncia para a camada de conduo que a mais longe do

ncleo, e isso faz com que aumente o nmero de eltrons. Tem seu tempo de

1 O conversor A/D um dispositivo eletrnico que converte alguma tenso de entrada analgica para pulsos desinais digitais discretos binrios (OGATA, 2000, p. 4).


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resposta lento e empregado em rels fotoeltricos e alarmes. Na Figura 3.6

pode-se ter uma noo dos sensores LDR.

Figura 3.19 Sensores LDRFonte: NATALE (2003).

Foto-diodo: O foto-diodo feito com um diodo semicondutor onde a junofica exposta luz. Semelhante ao LDR a energia da luz desloca eltrons da

camada de valncia para a camada de conduo. Isso faz com que aumente o

nmero de eltrons. Ao contrrio do LDR a resposta deste sensor rpida e

dependendo do material so utilizados em vrias faixas de comprimento de onda

sendo do infravermelho ao ultravioleta. So aplicados em receptores de controle

remoto, sistemas de fibra tica, leitores de cdigo de barras,scanners, leitores de

Compact Disc (CD), Disco Compacto e DVD. Na Figura 3.7 mostra um sensorcomercial de um foto-diodo.

Figura 3.20 Sensor de foto-diodoFonte: NATALE (2003).

Foto-transistor: Esse sensor como mostrado na Figura 3.8 um transistor que

atua como o foto-diodo e possui um coletor-base que fica exposto a luz. Tem seu

tempo de resposta mais lento que o foto-diodo, mas com a maioria das

aplicaes deste, exceto o uso em sistemas de fibra tica.


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Figura 3.21 Foto-transistorFonte: TEKKNO MECATRNICA (2007).

3.1.3 Sensores de movimento

So sensores que realizam a deteco de movimentos, utilizados em controles de

medidores de velocidade de motores, alguns eletrodomsticos como aparelhos de CD e DVD,

teclados,Hard Disc (HD), Disco Duro de computadores, entre outras utilidades (NATALE,

2003).

Tacogerador: O tacogerador um pequeno gerador eltrico como mostrado

na Figura 3.9 com um campo magntico de ims envolvendo uma bobina com

fios enrolados no meio. De acordo com a lei de Faraday que diz que um campo

magntico pode gerar uma onda eltrica (UFRGS, 2007), tem-se uma tenso

proporcional linear rotao do eixo da bobina. Um exemplo de uso em

turbinas que em auxlio de uma roda dentada o fluxo a faz girar convertendo a

vazo em velocidade.

Figura 3.22 TacogeradorFonte: NATALE (2003).

Interruptor de lminas: O interruptor de lminas composto por duas lminas

de material condutor, como o ferro, prximas em um invlucro de vidro como

mostrado na Figura 3.10. Quando se aproxima um im ou solenide as lminas

de ferro se encostam, assim fechando o contato como mostra a Figura 3.11.

Tambm conhecido como reed-swicth, utilizado em teclados, como sensor de

abertura em alarmes, em sensores de fim de curso alm de outros.


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Figura 3.23 Sensor de lminasFonte: NATALE (2003).

Figura 3.24 Acionamento por im do sensor de lminasFonte: NATALE (2003).

Sensores pticos: So sensores que utilizam uma fonte de luminosidade e

sensores de foto-diodos ou foto-transistores pra deteco em proximidade.

Existem dois tipos bsicos, os sensores de reflexo e os sensores de interrupo

de luz. No sensor de reflexo mostrado na Figura 3.12 utilizado um disco com

furos e uma fonte de luz incidida sobre ele. Conforme o disco gira alterando sua

posio o sensor capta o reflexo da fonte de luz no disco, mas ao passar pelo furo

a reflexo interrompida. J no sensor por interrupo de luz, Figura 3.13, o

mtodo semelhante, mas a fonte de luz e o sensor ficam em lados opostos do

disco, e quando ocorre a passagem pelo furo, a luz atinge o sensor de

luminosidade.

Figura 3.25 Sensor ptico de reflexoFonte: NATALE (2003).

Figura 3.26 Sensor ptico de interrupoFonte: NATALE (2003).


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3.1.4 Sensores de posio

So sensores que podem medir uma posio de uma pea em relao outra, ou

como sensor de passagem contar a quantidade de peas que passam por um determinado local,

ou como detector-de-fim de curso enviando um sinal para o motor parar. Bastante utilizados

em aplicaes industriais como tornos automticos, contagem de produtos ou determinar a

posio de um brao mecnico (NATALE, 2003).

Chaves fim-de-curso: So interruptores como na Figura 3.14, que quando

acionados fecham contato liberando o fluxo de energia. So utilizados para

determinar a posio de objetos como a bandeja de aparelhos de CD, na

limitao de movimentos de portes eletrnicos, abertura e fechamento de

registros e outros.

Figura 3.27 Chaves de fim-de-cursoFonte NATALE (2003).

Sensores fim-de-curso magntico: O sensor fim-de-curso magntico

utilizado juntamente com um im que fica instalado na pea. Quando a pea

passa por perto do sensor, o im faz com que a tenso que passa no sensor se

aproxime de 0V. Isso ocorre pelo efeito Hallque ao ser exposto a um campo

magntico um condutor tem suas cargas eltricas distribudas em suas

extremidades.

Potencimetro: O potencimetro ilustrado na Figura 3.15, tem a capacidade

de medir a tenso referente posio de algum controle. Quando aplicado uma

tenso nos extremos do potencimetro, a tenso entre o extremo inferior e o

centro proporcionalmente linear, em potencimetros deslizantes ou angular empotencimetros de giro em relao posio do controle.


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Figura 3.28 Potencimetro deslizante esquerda e potencimetro de giro direitaFonte: NATALE (2003).

Existem muitos tipos de sensores no mercado atualmente. So essenciais para que os

sistemas inteligentes possam interagir e tomar decises de acordo com as informaes geradas

por estes sensores, assim como na automao residencial. No sistema de controle de

aquecimento proposto ser usado um sensor de temperatura integrado (circuito integtrado

monoltico) para realizar a medio da temperatura e regular o aquecimento do ambiente. Os

dados coletados do sensor sero transmitidos atravs de uma porta de comunicao paralela

do computador que ser visto no Captulo 4.


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4 PORTAS DE COMUNICAO DE COMPUTADORES

Visto os conceitos e experincias realizadas descritas nos captulos anteriores,

proposta desse trabalho a criao de um sistema domtico que servir para controle de

dispositivos, utilizando o processamento e a interface de microcomputadores. Sendo assim,

para que seja possvel a comunicao de dados como o recebimento dos valores lidos pelos

sensores e a ativao de um equipamento, haver a necessidade de um estudo sobre as

interfaces de comunicao que o computador possui. Essas interfaces so denominadas

interface de entrada e sada.

De acordo com TORRES (2001, p. 906), atravs das interfaces de entrada e sada

tambm chamadas de portas que o computador consegue importar e exportar os dados

processados. Existem vrias formas para que se possa realizar essas funes de controle, mas

apenas uma ser vista neste Captulo, a comunicao paralela, que ser utilizada na

comunicao entre computador e o sistema domtico proposto.

A porta paralela comunica dispositivos externos ao computador, como impressoras,

scanners, algumas cmeras fotogrficas digitais e outros aparelhos enviando ou recebendo

dados atravs de uma conexo rpida e segura. Mas mesmo sendo uma conexo segura est

sujeita a interferncia, que pode acarretar na troca de sinais lgicos da transmisso,

comprometendo a integridade da informao. Com base nisso recomenda-se cabos para a

conexo com no mximo oito metros de distncia (TORRES, 2001, p. 906), (MESSIAS,

2007).

4.1 Conector

O conector da porta paralela pode ser encontrado na parte traseira dos

microcomputadores tradicionais. O conector que fica no computador DB-25, tem 25 pinos

fmea. De acordo como mostra na Figura 4.1, um conector DB-25 macho, encontrado nos

cabos de conexo (TORRES, 2001, p. 915).


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Figura 4.29 Conector DB-25 do cabo de conexo da porta paralelaFonte: MESSIAS (2007).

Dos 25 pinos do conector, quatros deles fazem o controle interno de operaes,

cincos so destinados a informaes de estados de funcionamento, oito deles servem para o

envio dos dados da informao e o restante dos pinos so para aterramento (BEYOND

LOGIC, 2007).

A Figura 4.2 mostra a descrio dos pinos do conector, bem como a direo e osentido em que a informao percorre:

Figura 4.30 Descrio dos pinos do conector da porta paralela para o protocolo CentronicsFonte: MESSIAS (2007).

A seguir a Tabela 4.1 mostra o mapeamento de cada pino com sua funo:


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Tabela 4.1 Mapeamento dos pinos do conector da porta paralela.

DB-25Pinagem

Descrio dosinal

Direo dosinal em

relao ao PC

Funo

1 STROBE SadaIndica que os dados podem sertransmitidos

2 D0 Sada Linha de dados






8 D6 Sada Linha de dados9 D7 Sada Linha de dados

10 AKNOWLEDGE EntradaImpressora pronta para receberdados

11 BUSY Entrada Impressora ocupada

12 PAPER END Entrada Impressora sem papel

13 SLCT OUT Entrada Impressora ligada

14 AUTO FEED Sada Auto alimentao do papel

15 ERROR Entrada Erro de impresso

16 INIT Sada Reinicia o bufferda impressora

17 SLCT IN Sada Libera o fluxo de dados

18-25 GND TerraFonte: TORRES, 2007.

4.2 Funcionamento

A porta paralela como todo sistema computacional usa sinais binrios para

comunicao. Os sinais binrios 1 e 0, so representados em nvel de hardware por

presena de tenso eltrica com 5V positivos e ausncia de tenso eltrica 0V

respectivamente. A sada de corrente na maioria das portas paralelas de 12mA mas podem

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A Domotica