AUTOMAO

Automao Residencial e

Predial II

RESIDENCIAL

007AR

SUMRIO

I. Automao Residencial ............................................................................. 03

II. Funes do Sistema de Automao Residencial .................................... 04

III. Algumas Respostas .................................................................................. 06

IV. Padres de Comunicao Predial ........................................................... 08

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Padres para Automao Residencial e Predial

1. Automao Residencial

Em uma residncia, seja uma casa independente ou um apartamento, podem

existir vrios graus de automao;

A DOMTICA a disciplina que se ocupa em estudar e aplicar solues

tecnolgicas para automatizar certas operaes ou seqncias de aes executadas

em um ambiente domstico;

Algumas dessas solues j so aplicadas de modo autnomo como por

exemplo alarme contra intruso, irrigao automtica de jardins, comandos de

abertura e fechamento de persianas, controle de iluminao interna/externa, controle

de portes e portas de acesso externas, controle de climatizao, entre outros;

possvel, no entanto, integrar um sistema de comunicao pelo qual todas

essas solues autnomas possam conversar com um sistema de comando e

superviso de todo o sistema;

A esse sistema da-se o nome de CABEAMENTO

1.1. ESTRUTURADO.

A idia de uma casa inteligente pode ser associada de um lugar onde tudo

acontece automaticamente, como se os aparelhos eletrnicos tivessem vontade

prpria. Felizmente no assim, pois a automao prope que as coisas obedeam

ao desejo dos moradores e sejam aliadas do conforto das moradias;

Seus conceitos j esto sendo implantados em milhares de residncias,

sem que nada nem ningum possa ou queira se opor;

Facilidades como acesso a Internet do sof da sala; cinema em casa com

controle integrado, qualidade de imagem em teles retrteis e de som iguais aos

cinemas mais modernos, sistemas de segurana inteligentes vinculando alarmes e

imagens, controle local ou remoto de todos os equipamentos da casa inclusive

eletrodomsticos em rede, e outros at onde nossa criatividade permitir

Neste sentido hoje todos os novos empreendimentos nesta rea, sejam casa

ou apartamentos, j apregoam instalaes de Home Theater, Internet em casa,

sistemas de segurana com CFTV, etc.

necessrio, porm um projeto detalhado que permita a perfeita integrao

de todos estes servios;

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1.2. Viso Tecnolgica

Os itens mnimos a serem analisados em uma residncia so:

Comunicao;

Segurana;

Entretenimento;

Conforto

1.3. A automao residencial tem por objetivo:

Conforto

Operao eficiente.

Para exemplificar pode-se considerar uma residncia genrica onde ser

utilizado um dos computadores da casa para incorporar o Software de Comando e

de Alarmes;

Ele se comunicar internamente com uma Central de Alarmes, a qual

comandar e supervisionar todas as facilidades de segurana previstas como

controle de iluminao, deteco de fumaa, deteco de vazamento de gas, botes

de pnico nos banheiros, persianas, etc.

H tambm a possibilidade de comando de eletrodomsticos, podendo o

usurio ligar ou desligar os mesmos atravs do sistema;

Os comandos podero ser efetuados por controle remoto, via rdio

freqncia ou infravermelho;

Deve-se prever canais de comunicao adequados para comunicao

externa da central de controle localizada no computador, podendo-se ter a

possibilidade do usurio entrar em sua residncia via telefone celular e efetuar

remotamente qualquer dos comandos disponveis;

Poder ser viabilizado tambm o acesso ao sistema via Internet, de

qualquer computador.

2. Funes do Sistema de Automao Residencial

Comunicao

O sistemas de comunicao so agrupados em trs tipos distintos;

Voz - telefones e interfones;

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Dados - redes de computadores, acesso internet;

Imagem CFTV, TV a Cabo

importante a flexibilidade e a integrao destes trs tipos de sistemas;

Alguma funes que podem ser implementadas:

Unificao dos telefones, interfones e vdeo-porteiros em um nico

aparelho;

Flexibilidade para trocar ramais de telefone por pontos de redes de

computadores;

Integrao dos ramais telefnicos com os computadores para servios de

fax e de acesso Internet;

Integrao das Imagens do CFTV e de Vdeo-porteiros com os

computadores e TVs;

Integrao dos sistemas de TV a Cabo com os computadores;

Integrao do Home Theater com as redes de computadores;

Flexibilidade para adicionar e/ou realocar pontos de TV, telefone e rede.

Segurana

Para os sistemas de segurana existem trs abordagens diferentes, que

podem ser utilizadas concomitantemente:

Uma central de Monitoramento dentro da residncia, atravs de

computadores e dos aparelhos de TV;

Uma central de Monitoramento no Departamento de Segurana do

Condomnio, que cuidar de diversas unidades;

Uma central de Monitoramento nas instalaes de uma empresa de

segurana.

Funes que podero ser implementadas :

Deteco de invaso no permetro do terreno;

Deteco de presena nas proximidades do imvel;

Deteco de invaso dentro do imvel;

Alarmes de emergncia e anti-pnico;

Sistema de vdeo-porteiro;

Sistema de chaves mestradas e/ou controle de acesso eletrnico;

CFTV;

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Monitoramento de crianas e idosos;

Apresentao das imagens nas TVs e nos computadores, inclusive com

acesso via Internet;

Sistema de deteco de incndio.

Entretenimento

O projeto de Home Theater hoje no pode deixar de considerar os avanos

tecnolgicos que interferem com estes ambientes como som, imagem, computao

e telecomunicaes;

Deve-se considerar o alto grau de integrao destas quatro funes;

Os grandes avanos tecnolgicos nas reas de som e vdeo, criou

condies reais de se implementar sistemas de projeo em residncias com

caractersticas e condies operacionais que permitem a colocao de imagem e

som em condies de serem usufrudas em ambientes grandes, por um nmero

significativo de pessoas;

Exemplificando, a integrao dos sistemas de telefonia, segurana e

iluminao permite que o usurio, a um toque em seu controle remoto, ligue o

sistema de projeo com seu filme preferido e automaticamente, seja ajustada a

iluminao mais adequada para a seo. Ao tocar a campainha da pota ou o

telefone a iluminao se acende completamente, o filme pra com uma mensagem

chamando a ateno do espectador que poder ento, com todo o conforto atender

seu visitante ou sua chamada.

Encerrada a interrupo, poder dar o comando para continuar assistindo seu

filme e a iluminao voltar condio anterior.

Conforto

Controle de iluminao via controle remoto e de forma centralizada;

Sistema de dimerizao da iluminao de acordo com a iluminao natural;

Controle inteligente dos sistemas de ar condicionado (climatizao).

3. Algumas Respostas

Neste momento voc deve estar se perguntando acerca de vrios aspectos

que foram discutidos. Para entender melhor:

Quais equipamentos podem ser automatizados?

Segurana: CFTV, alarme, porteiro eletrnico, porto ou porta, deteco e

combate a incndio, deteco de gs.

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udio e Vdeo: Home Theater, TV por assinatura, som ambiente,

distribuio de vdeo e multimdia.

Climatizao: ar condicionado, aquecedor, ventilao.

Informtica: rede domstica, acesso Internet.

Utilidades: persianas, irrigao, aspirao central, bombas de piscina,

Iluminao: funes liga-desliga, dimerizao, cenrios (combinao de

luzes para uma situao)

Eletrodomsticos: Equipamentos ligados rede eltrica

Comunicao: telefone, interfone, caixa postal, central telefnica.

Que benefcios a automao oferece?

Os benefcios variam com cada situao, mas geralmente busca-se a

automao para ter mais segurana, conforto e economia de energia.

Vou ter que lidar com vrios controles remotos?

No, a operao dos equipamentos feita em centrais de comando que

podem ser controles remotos ou painis fixos na parede. Ainda no existe nenhuma

tecnologia que integre todos os dispositivos passveis de automatizao em uma

nica central de comando, mas j possvel gerenciar vrios deles manuseando um

s controle remoto ou painel.

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Posso acionar os equipamentos da rua?

Sim. Se a distncia for pequena (voc est chegando em casa, por

exemplo), um controle remoto permite comandos limitados, como abrir a porta da

garagem, e acender parte da iluminao interna. Pela Internet as opes se ampliam

muito: d para monitorar praticamente todo o sistema de automao, como se o

usurio estivesse operando a central de controle pessoalmente. Pode-se ter ainda o

acionamento a distncia via telefone fixo ou celular, que podem operar cerca de 10

funes.

E quando temos um Apago?

Isso mesmo. No podemos nos esquecer de que todas essas maravilhas

dependem de energia eltrica para funcionar. Por isso, importante ter uma fonte

alternativa de energia, como um no-break ou um gerador, para manter parte da

automao ativada. Da-se preferncia ao sistema de segurana, acesso e telefonia.

Instalar um sistema desse custa caro?

Sim. Porm, o custo depende da infra-estrutura existente e do nvel de

automao que ser implantado.

Exemplos: Um kit para comando das luzes da casa por rdio freqncia

varia de 1,7 a 2 mil dlares. J um sistema de Home Theater completo custa em

torno de 15 mil dlares.

Caso queira instalar um sistema desses, vou precisar reformar minha casa?

Depende. A situao ideal para a automao a fase de construo ou

reforma, onde deve-se criar a infra-estrutura para os cabos que integraro os

equipamentos, comportando as tecnologias disponveis e prevendo as futuras. Em

edificaes prontas, pode-se utilizar os dutos e a fiao eltrica e de telefonia,

instalando novos interruptores e tomadas, que funcionaro como interfaces entre a

central de controle e o equipamento comandado. Porm esse aproveitamento da

estrutura existente limitado. Projetos que envolvam vrios ambientes e

equipamentos exigiro uma reforma para passagem de novos dutos e cabos.

4. Padres de Comunicaes Prediais

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Os Sistemas de Superviso e Controle prediais (SSCP) so a parte dos

edifcios inteligentes que se preocupam com o Gerenciamento do sistema de

utilidades, como na automao residencial;

Estes sistemas tm entre seus principais objetivos:

Centralizao das informaes referentes ao funcionamento dos diversos

sistemas vitais s operaes do edifcio;

A execuo das lgicas de intertravamento necessrias ao controle

automtico dos equipamentos;

A reduo dos custos operacionais e a economia de energia, atravs da

utilizao racional dos recursos disponibilizados;

A comunicao do estado dos sistemas atravs de interface homem-

mquina, visando antecipar os problemas e facilitar a tomada de decises;

Fornecer subsdios para a manuteno preventiva dos diversos

equipamentos;

Aumentar a segurana da instalao, atravs da imediata deteco de

situaes anormais e agilizao das providncias.

As arquiteturas de rede dos SSCP esto organizadas em configuraes

hierrquicas com vrios nveis de controladores e processadores e so

categorizados como mostrados a seguir:

Processadores de gerenciamento;

Controladores de sistema;

Controladores de campo

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O protocolo de comunicao um elemento essencial na configurao dos

SSCP, devido ao volume de dados transferidos de um ponto a outro e

possibilidade dos controladores distribudos terem informaes independentes;

A maioria dos protocolos dos SSCP usa protocolos peer-to-peer em nvel de

gerenciamento e divide o link de comunicao entre todos os controladores;

Cada nvel de controle se comunica com o imediatamente inferior ou com

seu equivalente hierrquico atravs de protocolos especficos de cada fornecedor,

no havendo um nico padro compatvel com todos os fornecedores;

4.1 Atualmente os protocolos de comunicao mais usados no mercado para

SSCP so:

X-10

um protocolo de comunicao para efetuar o controle remoto de

dispositivos eltricos. Foi projetado para a comunicao entre transmissores e

receptores X-10 atravs da fiao da rede eltrica comum de uma casa;

Os mdulos transmissores e receptores so usualmente colocados no lugar

de tomadas e interruptores embora alguns necessitam de caixas eltricas especiais;

Os transmissores enviam comandos simples precedidos pela identificao

do receptor a ser controlado. Cada receptor possui uma identificao e reage

apenas aos comandos endereados a ele;

O receptor mais simples mdulo com um plug (para conectar rede

eltrica), uma tomada eltrica (para ligar o aparelho e poder control-lo) e seletores

para ajustar a identificao do receptor;

O transmissor mais simples uma pequena caixa de controle com botes

que selecionam a unidade a ser controlada e qual funo de controle a ser enviada;

A variedade de produtos no se restringe a apenas estes, incluindo

controles remotos, sistemas de segurana, interfaces para TV e computador e at

para telefone;

O X-10 especifica um total de 256 endereos diferentes: 16 cdigos de

unidade (1-16) para cada um dos 16 cdigos da casa (A-P).

Normalmente um transmissor ajustado para certo cdigo da casa e pode

controlar at 16 cdigos de unidade.

No h restrio de se usar mltiplos transmissores, cada um ajustado para

um cdigo diferente de casa, na mesma fiao;

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Embora o padro X-10 represente uma soluo para automao residencial

que envolva baixo custo e facilidade de instalao (devido a no necessidade de

recabeamento da casa), no preenche todas as necessidades e possui limitaes:

Casas maiores que 185m2 passa a ser um problema para que o protocolo

possa cobrir toda a rea. Os sintomas so o envio e o no recebimento de

comandos ou o acionamento espordico de alguns dispositivos. Como soluo est

a adoo de amplificadores de sinais;

Instalaes com mais de uma fase. Um transmissor instalado em uma fase

pode enviar comandos que nunca cheguem ao receptor que est na outra fase da

casa. Como soluo est a instalao de bridges e amplificadores de sinais;

A maioria dos dispositivos s se comunicam em um sentido, no havendo

feedback;

No pode haver mais de um transmissor ativo ao mesmo tempo;

Alguns aparelhos tais como TVs e equipamentos audio-visuais, podem

possuir um capacitor entre a fase e a terra, para filtrar ruidos de alta freqncia na

alimentao, filtrando tambm os comandos do protocolo (120kHz);

O comando de dimmer no se aplica a lmpadas halgenas e

fluorescentes;

A potncia mnima das lmpadas para atuao de 50W;

No possui outros meios fsicos, tais como par tranado, cabo coaxial, fibra

tica e infravermelho.

CEBus

Consumer Eletronics Bus um conjunto de especificaes baseadas em

uma arquitetura aberta orientada para produtos caseiros e eletrodomsticos;

Suporta os mais variados meios fsicos como fiao eltrica, par tranado,

cabos coaxiais, RF, infravermelho e fibra tica;

Implementa as camadas 1, 2, 3 e 7 do modelo OSI;

Aplicao

Rede

Enlace

Fsico

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As especificaes definem:

O que os produtos baseados em CEBus devem fazer;

Como os dispositivos inteligentes na rede transmitem e recebem

informaes;

Como interligar os produtos domsticos em rede;

Como a fiao caseira pode ser usada para transportar mensagens;

Os requisitos de desempenho mnimos para fiao caseira;

O meio de monitorar utilidades e de interagir com o usurio para reduo do

consumo de energia eltrica.

Cada dispositivo inserido na rede utiliza um chip contendo hardware de

comunicao, linguagem e protocolo;

Embora o CEBus tenha gerado interesse no mercado residencial, o

protocolo no vem conseguindo sucesso em atrair usurios e fabricantes do

mercado de edifcios comerciais

EIB

European Installation BUS um padro desenvolvido pela Siemens e que

atualmente suportado por 85 companhias, conhecidas como EIBA (EIB

Association), com o objetivo de promover o uso tanto do EIB como do EIB estendido,

este uma soluo modular e flexvel que pode ser usada em um ambiente

multifabricante e multifuno;

O EIB utiliza uma topologia flexvel que permite a inteligncia distribuida,

enfatizando entretanto a confiabilidade, e baseado em um protocolo CSMA/CA.

BACnet

Building Automation and Control Network um padro ANSI deenvolvido

pela American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers

(ASHRAE), tambm conhecido como ANSI/ASHRAE 135-1995;

O BACnet define funes de controle com objetos pares e permite que

objetos proprietrios sejam definidos por fabricantes de SSCP;

Cada Objeto consiste em um conjunto de propriedades, algumas

obrigatrias e outras opcionais.

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A informao trocada na rede atravs de requerimentos de servios

(service requests);

O BACnet define protocolos a serem usados nas camadas de aplicao, de

rede, de enlace e fsica do modelo OSI, igualmente o CEBus, podendo ser utilizado

sobre uma variedade de tecnologias comuns de redes de comunicao incluindo:

Ethernet

ARCnet

Master-Slave token passing(MS/TP), por exemplo a EIA - 485

LonTalk

Peer-to-peer (P2P).

LONTalk

um protocolo desenvolvido pela Echelon Corporation para redes

interoperveis de controle usando a tecnologia LonWorks;

O LONTalk indicado para redes de controle distribudo, consistindo em

dispositivos inteligentes conectados entre s, que utilizam linha de energia, par

tranado, fibras ticas, cabos coaxiais e wireless;

Cada dispositivo da rede LonWorks conta com seu prprio

microprocessador, chamado de Neuron chip, que responde por todo o

processamento e a comunicao;

Atualmente fabricado pela Toshiba e Cypress Corporation, sob licena da

Echelon;

Diferentemente de outros protocolos o LONTalk utiliza todas as sete

camadas do modelo OSI, fornecendo uma completa plataforma de hardware e

software que inclui :

Dispositivos de Aplicao

Midia de Comunicao

Dispositivos de conectividade

Ferramentas de desenvolvimento

Ferramentas de servios de rede

N2

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Desenvolvido pela Johnson Controls, considerado um protocolo de fato,

uma vez que cada vez mais no mercado surgem produtos que se integram

diretamente na rede N2.