AUTOMA‡ƒO RESIDENCIAL: UMA ANLISE TE“RICO de apoio/Automacao...  automa§£o residencial/predial,

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of AUTOMA‡ƒO RESIDENCIAL: UMA ANLISE TE“RICO de apoio/Automacao... ...

1

PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

DISCIPLINA DE TRABALHO DE INTEGRAO

AUTOMAO RESIDENCIAL: UMA ANLISE

TERICO-PRTICA

BRUNO SCHWAB DE FIGUEIREDO

JLIO CSAR DE MARQUES LIMA

Porto Alegre, Novembro de 2005.

2

Dedicatria

Dedico este trabalho aos meus pais, por todo o apoio incondicional oferecido a mim

durante todo o curso de Engenharia Mecatrnica, bem como a todos os funcionrios e

professores da Pontifcia Universidade Catlica do Rio Grande do Sul, que muito

contriburam para o meu crescimento intelectual bem como minha formao acadmica.

3

Agradecimentos

Agradeo ao meu professor orientador, Jlio Csar Marques de Lima, por todo o

desempenho e dedicao oferecidos a mim durante a realizao deste trabalho. Tambm

agradeo aos meus colegas de curso, sempre presentes nos momentos mais difceis durante

esta jornada, oferecendo no s conhecimento, mas tambm companheirismo e

fraternidade.

Agradeo especialmente a Deus, por ter me dado todas as oportunidades e a

possibilidade de realizar escolhas, as quais me levaram a estar, neste presente momento,

apresentando este trabalho.

4

Resumo

Neste trabalho abordaremos, no contexto de Engenharia de Automao, o conceito

de um sistema de Automao Residencial, responsvel por levar caractersticas como

modernidade, conforto e economia para uma determinada edificao. Para tanto,

realizaremos neste trabalho uma anlise terica sobre tais sistemas, analisaremos suas

vantagens, descreveremos conceitualmente cada um de seus componentes e por fim,

realizaremos um experimento prtico visando demonstrar o comportamento de um Sistema

de Automao Residencial.

5

Sumrio

1. Introduo..................................................................................................................... 6 2. Anlise Inicial sobre Sistemas de Automao Residencial.......................................... 7 2.1. Sistemas de Automao: Uma anlise atravs do tempo....................................... 7 2.2. A Necessidade da Integrao entre Sistemas de Controle......................................... 9 2.3. Protocolo de Comunicao I2C: Uma Breve Anlise............................................... 11 2.3.1 A Arquitetura I2C............................................................................................... 12 3. Modularizao e Descrio do Hardware de Automao Residencial............................ 16 3.1. Introduo de Engenharia e Analise de Valor na fundamentao da aplicao do Produto 18 3.2.Integrando o Sensor de Temperatura ao Hardware.................................................... 22 3.3 Construo do Circuito e Medio da Luminosidade Ambiental.............................. 25 3.4 SMARTCARDS e suas aplicaes............................................................................. 28 3.5 Um estudo sobre o Expansor I/O Integrado............................................................. 33 4. Integrao dos mdulos de Controle e Construo do Software final.......................... 35 5.Resultados ..................................................................................................................... 40 6. Concluses ................................................................................................................... 41 7. Anexos ........................................................................................................................ 43 Anexo 1 ....................................................................................................................... 43 Anexo 2 ........................................................................................................................ 46 Anexo 3 ......................................................................................................................... 47 Anexo 4 ......................................................................................................................... 48 Anexo 5 ......................................................................................................................... 50 Anexo 6 ......................................................................................................................... 51 Anexo 7 ......................................................................................................................... 59 Anexo 8 ......................................................................................................................... 61 Anexo 9 ......................................................................................................................... 62 Anexo 10 ....................................................................................................................... 66 Anexo 11 ....................................................................................................................... 72 Anexo 12 ....................................................................................................................... 75 Anexo 13 ....................................................................................................................... 76 Anexo 14 ....................................................................................................................... 79 8.Referncias Bibliogrficas............................................................................................. 81

6

1. Introduo

A constante evoluo da tecnologia que nos cerca torna mais acessvel para a

humanidade componentes eletrnicos cada vez mais avanados, menores, mais baratos e de

fcil utilizao. dentro deste contexto que os profissionais das reas mecnica e eletrnica

encontram com mais facilidade oportunidades de desenvolver sistemas mais eficientes e

acessveis no mercado.

Logo, a automao residencial, antes um simples objeto de fico e imaginao de

como seria a tecnologia em um futuro prximo, agora se torna gradualmente uma realidade

no mundo que nos cerca.

Neste trabalho abordarei tpicos referentes a um sistema de automao residencial.

Tal automao poderia estender-se a grandes edifcios, indstrias, aeroportos, hospitais,

centros comerciais, etc. Tal gama de possveis locais supostamente e potencialmente

automatizveis seria incontvel, porm neste trabalho estudarei funes bsicas para o

processo de automao de uma residncia, embasando aspectos tericos e prticos para o

desenvolvimento de um sistema de automao residencial.

7

2. Anlise Inicial sobre Sistemas de

Automao Residencial

2.1. Sistemas de Automao: Uma Anlise Atravs

do Tempo

At poucos anos atrs, no que se refere ao conceito de automao

residencial/predial, tal sistema poderia ser considerado completamente abstrato e de difcil

concretizao at mesmo para os especialistas mais otimistas. A tecnologia presente neste

tempo de nada incentivava a elaborao terica de um sistema de automao para os fins

de tornar o comportamento de uma edificao completamente autnomo. Tal tecnologia,

desincentivada pela limitada gama de equipamentos, no que diz respeito a sensores,

controladores, sistemas de registro de dados, atuadores, etc. elevaria o custo de qualquer

sistema de automao a patamares muito elevados, tornando esta tecnologia praticamente

inacessvel para a grande maioria dos consumidores em potencial.

Logo, tal tecnologia limitava-se basicamente, em sua grande maioria, utilizao de

tecnologias como cmeras de segurana (estas devendo ser monitoradas por um indivduo),

portes eletrnicos, acionamento de equipamentos em intervalos de tempo previamente

definidos, entre outros. Estes sistemas eletrnicos, entretanto, eram quase que

8

completamente dependentes de um acompanhamento humano, tanto para sua monitorao

como para sua configurao. Tais feitos, apesar de cumprirem relativamente bem sua

designao at alguns anos atrs, pouco nos remete a conceitos muito citados hoje em dia

como sistemas de controle autnomos ou edifcios inteligentes.

fato que esta reviravolta tecnolgica que nos cerca contribui e muito para a

construo de sistemas de automao cada vez mais eficientes e de custo cada vez mais

reduzido. O avano tecnolgico crescente faz com que cada vez mais sejam criados

dispositivos mecnicos-eletrnicos de propsito geral que permitem uma integrao cada

vez mais fcil e simplificada com outros dispositivos, e de funcionamento cada vez mais

visvel para projetistas. Como resultado, a utilizao de tais dispositivos torna-se cada vez

mais fcil, barata e simplificada.

So a partir destas consideraes que os sistemas de automao hoje em dia tornam-

se cada vez mais uma realidade presente no nosso cotidiano. No que diz respeito

automao residencial/predial, antes um artigo de luxo acessvel a muito poucos, hoje se

torna um novo ramo de mercado de tecnologia inovadora muito atrativo, porm ainda

pouco explorado no Brasil. A automao residencial, hoje em dia, nos remete no s a

ganhos no que diz respeito a conforto, bem-estar, segurana, mas torna-se uma tendncia

mundial na media que reduz o consumo recursos naturais como energia e gua, por

exemplo. Tais sistemas, capazes de controlar com grande eficinc