SISTEMA DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL - · PDF fileautomação residencial, objetivando um maior conforto e segurança bem como aumentando a comunicação e personalização de ambientes

I SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA

Instituto Federal do Rio Grande do Sul – Campus Bento Gonçalves

24 de novembro de 2011 – Bento Gonçalves/RS

SISTEMA DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL

D. E. S. Ferreira1, J. E. S. Santos2

RESUMO: Com evolução tecnológica e a popularização de sistemas microprocessados torna-se atrativo o uso de tecnologias relacionadas ao controle automático de processos naautomação residencial, objetivando um maior conforto e segurança bem como aumentando acomunicação e personalização de ambientes. Para atingir estes propósitos utilizou-se de umsistema de controle e supervisão a fim de monitorar sistemas de alarmes, iluminação,climatização de ambientes e também proporcionar o uso eficiente da energia. Este projeto tempor objetivo investigar estas tecnologias, bem como produzir material didático relativo àsmesmas, através da sua aplicação em uma maquete de unidade residencial onde foramsimuladas as condições de utilização de uma casa real, em escala reduzida. A maquete emfuncionamento pode ser empregada no auxílio aos alunos de educação básica noentendimento das tecnologias relacionadas à automação residencial e a eficiência energética.

PALAVRAS-CHAVE: automação residencial, controle, supervisão.

INTRODUÇÃO

A crescente possibilidade de interação entre os mais variados tipos de equipamentos

eletrônicos tornou-se um atrativo quando o assunto é automação residencial. A forma como

uma determinada informação pode ser acessada é cada vez mais ampla, possibilitando ao

usuário o uso de inúmeros dispositivos. Partindo disso, o conceito de uma casa onde todos os

diversos equipamentos interajam entre si, de modo a facilitar a vida do usuário, já é uma

realidade. Uma tarefa simples como fazer uma lista de compras para o supermercado pode se

tornar automática quando houver, por exemplo, a falta de qualquer item na dispensa. Sistemas

1 Estudante, Curso Técnico em Automação Industrial, Bolsista de Iniciação Científica e/ou Tecnológica noEnsino Técnico IFRS – Campus Rio Grande. Alfredo Huch, 475, CEP 96201-460. E-mail:[email protected]

2 Eng. Mecânico, Prof. Doutor, IFRS – Campus Rio Grande. Alfredo Huch, 475, CEP 96201-460. E-mail:[email protected]




onde o controle da iluminação é feito através de persianas e luzes automatizadas, mantendo

sempre o nível de iluminação pré-estabelecido (SOUZA e CLARO, 2006). Há também a

possibilidade de controle e supervisão de sistemas de alarmes contra invasão, fumaça, e gás.

Além da facilidade e comodidade que a automação proporciona, existem também esses

benefícios citados ligados à eficiência energética e à segurança (NUNES, 2004).

Atualmente mais de um milhão de moradias no Brasil possuem potencial para

automação, representando mais de 3% das residências do país (FREITAS, 2011) o que torna

necessário um incremento de pesquisas aplicadas nesta área visando o desenvolvimento de

tecnologia nacional.

Considerando as possibilidades de pesquisa e no desenvolvimento de novas tecnologias

que o tema automação residencial possibilita, este trabalho tem por objetivo o estudo,

implementação e proposição de estratégias de supervisão e controle automático aplicados à

automação residencial (SILVA et al, 2008). Através do uso de um modelo de uma unidade

residencial em escala reduzida é possível testar e apresentar os diversos conceitos técnicos

aqui propostos (BEGA, 2006; SANTOS e COELHO, 1998; SOUZA et al, 2006). Para

garantir esses objetivos, além da realização de estudos comparativos entre as diversas técnicas

de supervisão e controle estão previstos também:

A implementação prática das estratégias de supervisão e controle em estudo

possibilitando a validação dos resultados obtidos em ambiente de simulação avaliando

seu desempenho na presença de dificuldades encontradas na prática;

Difusão de conceitos associados à eficiência energética;

Difusão do conceito de “casa inteligente” com as respectivas funções associadas;

A proposição de modificações e/ou novas estratégias de supervisão e controle visando

superar as dificuldades observadas;

Desenvolvimento de técnicas de comunicação permitindo a supervisão e controle via

WEB e/ou dispositivos móveis;




Apresentam-se, ainda, como objetivos secundários:

Estudo de viabilidade de aplicação de controladores programáveis na automação

residencial;

Desenvolvimento de aplicações baseadas em microcontroladores visando à realização

das funções de controle automático residencial;

MATERIAL E MÉTODOS

A estrutura utilizada como base para o projeto é constituída de um modelo em escala

reduzida de uma residência (Fig. 1), que integra dois quartos, sala, cozinha banheiro e

lavanderia. Nos cômodos da maquete, os diversos equipamentos têm o seu funcionamento

simulado através do acendimento de LEDs (Light Emissor Diode). Essa simulação pode ser

feita tanto de forma manual, através de interruptores na frente da maquete, como através do

software de controle supervisório.

O sistema que controla o acionamento dos equipamentos nos cômodos é feito através de

um CLP (controlador lógico programável), que ao receber um comando em uma de suas

entradas ativa a saída correspondente, previamente definida via programação.

Além da simulação do acionamento através dos LEDs indicadores, há um circuito

responsável pela simulação da potência demandada por cada equipamento, indicando ao

usuário via supervisório o consumo de energia em tempo real.




Figura 1. Representação do modelo em escala reduzida

Existem dois programas utilizados até o momento no desenvolvimento do projeto e que

possuem uma importância fundamental para a aplicação. São eles:

O software Mastertool responsável pela programação do CLP através da linguagem

Ladder (Fig. 2), tornando o CLP capaz de funcionar, independente de comunicação com

o sistema supervisório.

O software Elipse SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Através desse

programa foi possível a montagem de um sistema supervisório que possibilita a

comunicação e o monitoramento em tempo real do status de cada equipamento

comandado pelo CLP.




Figura 2. Programa em linguagem Ladder

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Até o momento, o desenvolvimento do projeto encontra-se de acordo com o cronograma

proposto, onde toda a estrutura da unidade residencial esta concluída (Fig. 3) e em fase de

testes.

Para fins de demonstração em mostras e feiras cientificas e tecnológicas uma versão

ainda inacabada do sistema de controle e supervisão foi criada, sendo futuramente atualizada

para uma versão final.




Figura 3. Modelo residencial pronto em exposição

CONCLUSÕES

Baseando-se nos objetivos iniciais do projeto, e levando-se em conta tudo o que foi

produzido e apresentado até o momento, o resultado esta de acordo e condizente com o que

foi inicialmente proposto.

Objetivos como os da viabilidade do uso de CLPs para o controle de uma unidade

residencial, e a simulação do efeito que os equipamentos eletroeletrônicos têm sobre o

consumo de energia de uma residência, são bons exemplos de objetivos que foram

alcançados.

Mas ainda existem alguns objetivos a serem cumpridos. Alguns destes novos objetivos

estão diretamente ligados aos objetivos já cumpridos, sendo vistos apenas como um acréscimo

ao que já está feito. Mas alguns como, o desenvolvimento de hardware e software específicos

para a comunicação via WEB e dispositivos móveis, ainda serão um novo desafio para a

conclusão do projeto.




REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BEGA, E. A. “Instrumentação Industrial”, 5ª Edição, Ed. Interciência, São Paulo, 2006.

COELHO, A. A. R., ALMEIDA, O. M., SANTOS, J. E. S. e SUMAR, R. R. ”Da Teoria àPrática: Projeto Motor Taco-Gerador”, XXIX Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia,2001, Porto Alegre – RS.

FREITAS, L. “Automatizar para Economizar.” Revista Lumière. Edição 147, agosto de 2010,p. 36-42.

FREITAS, L. “O Futuro está na Automação.” Revista Lumière. Edição 157, junho de 2011, p.42-47.

NATALE, F. “Automação Industrial”, Ed. Érica, São Paulo, 2000. NUNES R. Modelo deEspecificação e Programação de um Sistema Domótico. Conferência Ibero-Americana WWW/ Internet, Madrid-Espanha, p. 377-384, Out 2004.

SANTOS, J. E. S. e COELHO, A. A. R. “Avaliação de estratégias de controle preditivoadaptativo em um processo prático”, XII Congresso Brasileiro de Automática, vol. 2, p. 561-566, Uberlândia - MG, 1998.

SILVA, P. E. R., SANTOS, J. E. S., MARTINELLI, N. R. B. S. “Sistemas de ControleSupervisório na Automação Residencial”, II Jornada da Produção Científica da EducaçãoProfissional e Tecnológica da Região Sul, Pelotas-RS, 2008.

SOUZA, M. B.; PEREIRA, F. O. R. e CLARO, A. “Comparação entre os sistemasautomáticos de controle em resposta a luz natural em ambientes com iluminação através dejanelas em paredes adjacentes”, XI ENTAC, Florianópolis – SC, 2006.

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