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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
3 D1 Sada Linha de dados
4 D2 Sada Linha de dados
5 D3 Sada Linha de dados
6 D4 Sada Linha de dados
7 D5 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