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1DEEC - Arminio Teixeira

COMANDO DE CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO

Comando manual

Para realizar o comando manual dos circuitos de iluminação (ligação e corte)

empregam-se essencialmente: interruptores, comutadores de lustre,

comutadores de escada, comutadores de escada duplos, inversores de grupo e

relés de impulso ou telerruptores.

Os primeiros 5 aparelhos de comando constituem a chamada “aparelhagem de

manobra”.

Interruptores

Os interruptores permitem o comando apenas de um ponto de uma fonte de luz

ou de um grupo delas, funcionando em conjunto.

Nas figuras seguintes representa-se o esquema de montagem de um

interruptor e o esquema unifilar, a partir de uma caixa de derivação.



Comutadores de lustre

Os comutadores de lustre permitem o comando, a partir de um ponto, de cada

uma das partes de 2 conjuntos de fontes de luz, funcionando separadamente.


comutador de lustre e o esquema unifilar, a partir de uma caixa de derivação.



Comutadores de escada

Os comutadores de escada permitem o comando a partir de 2 pontos, de uma

só fonte de luz ou de um grupo delas, funcionando em conjunto.


comutador de escada e o esquema unifilar, a partir de uma caixa de derivação.



Comutadores de escada duplos

Os comutadores de escada duplos permitem o comando a partir de 2 pontos,

de cada uma das partes de 2 conjuntos de fontes de luz, funcionando

separadamente..


comutador de escada duplo e o esquema unifilar, a partir de uma caixa de

derivação.



Inversores de grupo

Os inversores de grupo permitem o comando a partir de diversos pontos de

uma fonte de luz ou de um grupo delas, funcionando em conjunto,

Nas figuras seguintes representa-se o esquema de montagem de um inversor

de grupo e o esquema unifilar, a partir de uma caixa de derivação.

Os inversores de grupo funcionam sempre associados a 2 comutadores de

escada.



Relés de impulsos ou telerruptores

Os telerruptores permitem comandar de vários pontos um grupo de armaduras

de iluminação dispondo simplesmente de botões de pressão em paralelo,

substituindo vantajosamente a utilização de comutadores de escada e

inversores de grupo, de ligações sempre complicadas.

Pela sua função o telerruptor é de facto um contactor de manobra com um

dispositivo mecânico que o faz manter uma certa posição até receber um

impulso de corrente que o fará tomar nova posição. Novo impulso de corrente

nova posição, mas funcionalmente correspondente à primeira.

As figuras seguintes mostram esquemas de telerruptores tripolares, no

primeiro caso com comando por botões de pressão e no segundo com comando

definido por contacto permanente ou por impulsos.



As figuras seguintes mostram os esquemas de ligação de telerruptores, no

primeiro caso com tensão de comando de 230 Volt e no segundo caso com

comando por tensão reduzida.



Na figura seguinte representa-se o esquema de ligações de um telerruptor

tripolar em que o comando é realizada por botões de pressão luminosos.



Comando automático

Para realizar o comando automático dos circuitos de iluminação (ligação e

corte) empregam-se essencialmente: automáticos de escada, interruptores

horários, interruptores crepusculares e detectores de presença.

Automáticos de escada

Os automáticos de escada têm um contacto cujo fecho é comandado pela

excitação de uma bobina, a qual é realizada sempre que é premido um dos

diversos botões de pressão instalados; depois desta operação, a bobina

mantém-se excitada mesmo que os botões de pressão não sejam premidos até

que, decorrido um certo tempo, se verifica o corte automático.

O contacto mantém-se fechado por um trinco existente, o qual é disparado

após um certo tempo, dependente da regulação efectuada.



A temporização pode ser efectuada de várias maneiras: mecanismo de

relojoaria, pneumática, motor eléctrico com excêntricos ou ainda

electronicamente. Na figura seguinte está representado o esquema de ligação

de um automático de escada.



A regulação da temporização de um automático de escada é normalmente

efectuada de 15 em 15 segundos, com um total de 1 a 7 ou 10 minutos.

Normalmente permitem reciclagem, ou seja, após mais de 20 seg. de

funcionamento qualquer accionamento de um botão de pressão repõe a

duração da temporização.

Possuem também, normalmente, um botão que permite uma escolha entre

iluminação permanente ou temporizada.

Para evitar a extinção repentina da iluminação pode-se associar a um

automático de escada um pré-aviso de extinção, o qual normalmente efectua

um aviso de extinção da luz através da redução de 50% da luminosidade,

durante 20 a 40 segundos.

Na figura seguinte apresenta-se um automático de escada e um pré-aviso de

extinção.



Interruptores horários

Os interruptores horários permitem comandar circuitos de iluminação num

horário pré-determinado, através do posicionamento de pequenas peças

denominadas “cavaletes” num mostrador horário.

A duração mínima entre a abertura e o fecho de um circuito é determinada pelo

intervalo entre 2 cavaletes, colocados ao lado um do outro.

A precisão da hora de programação depende do intervalo de tempo entre duas

cavas sucessivas (ver figura).



Existem vários tipos de interruptores horários para cada um dos quais se

repetem as mesmas sequências:

-repetição horária: tipo “60 min”;

-repetição diária: tipo “24 h”;

-repetição semanal: tipo “7 dias”;

-repetição diária, excepto anulação para 1 ou mais dias na semana:

tipo “24 h + 7 dias”;

A precisão da base de tempo é normalmente de 1 segundo por dia, não

acumulável, dada por uma base de tempo de quartzo.

Existem interruptores horários com reserva de marcha, para evitar serem

afectados por cortes de energia, de por exemplo, 150 horas.

Normalmente esta reserva de marcha só é obtida após alguns dias de

colocação sob tensão do interruptor horário.

A figura seguinte mostra um exemplo de utilização de um interruptor horário.



Existem actualmente interruptores horários digitais que permitem guardar o

programa em memória, com 1 ou mais canais, permitindo comandar mais do

que 1 circuito (ver figura).



Na figura seguinte mostra-se a forma de executar uma programação com um

interruptor horário digital.



Interruptores crepuscularesOs interruptores crepusculares permitem comandar circuitos de iluminação a

partir dum dado nível de iluminância medido com uma célula fotoeléctrica.

A célula fotoeléctrica é colocada no ponto que deve servir de referência para o

comando da iluminação, no interior ou no exterior, sendo neste caso

necessariamente estanque.

Normalmente a parte electrónica é instalada num quadro eléctrico, ficando

assim protegida.



Normalmente estes aparelhos têm uma temporização para evitar a tomada em

consideração de flutuações passageiras da luminosidade (faróis de automóveis,

por ex.).

A figura seguinte representa a ligação de um interruptor crepuscular.



Na figura seguinte representa-se uma instalação de iluminação comandada por

um contactor, com ordem de ligação dada por um interruptor crepuscular e

ordem de desligar obtida através de um interruptor horário.



Na figura seguinte representa-se um interruptor crepuscular e a respectiva

célula fotoeléctrica.



Detectores de movimento e detectores de presença

Os detectores de movimento são dispositivos de comutação que respondem

à presença e ausência de pessoas situadas no campo de vista do sensor. O

sistema consiste num sensor de movimento, numa unidade electrónica de

controle e num relé comutador.

O sensor de movimento sente o movimento e envia o sinal apropriado para

a unidade de controle.

A unidade de controle processa o sinal de entrada, para então abrir ou

fechar o relé que controla a alimentação do circuito de iluminação.

A tecnologia básica do sensor de movimento deriva dos sistemas de

segurança para aplicações residenciais e comerciais para detecção de

intrusão.



No entanto o sensor de movimento foi aperfeiçoado de forma a que responda

não só à presença de ocupantes, mas também à ausência de ocupantes no

espaço em causa.

Outros aperfeiçoamentos da tecnologia dizem respeito à redução redução de

custos, à melhoria da inteligência dos controles, melhorando a habilidade de

detectar o menor movimento e aumentar as possibilidades de regulação.

Componentes do Sistema

O conjunto do sensor de movimento e do relé de comutação é normalmente

referido como detector de movimento. É no entanto constituído por vários

componentes: sensor de movimento, unidade de controle electrónica, relé e

fonte de alimentação.



O detector de movimento utiliza quer sensores de ondas ultrasónicas, ou

tecnologia de radiação infravermelha para detectar o movimento.

A unidade de controle recolhe a informação fornecida pelo sensor e determina o

estado de ocupação do espaço. Em alguns casos, a unidade de controle pode

ser calibrada para ajustar a sensibilidade dos sensores de movimento.

O controlador incorpora um dispositivo temporizado, programável, que desligará

a iluminação depois do compartimento estiver desocupado durante um período

de tempo específico.

A saída da unidade de controle liga ou desliga o relé associado. O relé abre ou

fecha o circuito de iluminação. Os contactos do relé devem ser dimensionados

de forma adequada, de acordo com a tensão e a corrente de alimentação do

circuito de saída do relé.



A relação entre a fonte de alimentação, o relé, o controlador e o sensor de

movimento é mostrada na figura seguinte.

Na maior parte dos detectores de movimento, o sensor de movimento e o

controlador estão alojados no mesmo invólucro. Nos detectores de movimento

de parede os componentes são todos integrados num invólucro único. Os relés

de estado sólido, frequentemente utilizados, estão previstos para cargas

relativamente baixas.

Os sensores de movimento podem também ser ligados a relés de tensão

reduzida e a sistemas de automação de edifícios.



Os sensores de infravermelhos passivos (PIR) reagem à radiação infravermelha

emitida pelas pessoas; não emitem radiação infravermelha.

São desenhados para sensibilidade máxima a objectos que emitem energia

calorífica com um comprimento de onda de cerca de 10 microns (o pico de

comprimento de onda de energia calorífica emitida pelos humanos).

Os sensores PIR são dispositivos desenhados para funcionamento em linha de

vista. Não conseguem “ver” à volta de cantos e uma pessoa não será detectada

se existir uma obstrução, tal como uma parede, entre uma pessoa e o detector.

Os sensores PIR utilizam um transdutor piroeléctrico para detectar radiação

infravermelha. O dispositivo converte a energia infravermelha num sinal de

tensão. Um conjunto de lentes multifacetadas rodeia o transdutor e foca a

energia calorífica no detector.



As lentes vêm a área através de um grande número de feixes estreitos ou

cones. Como tal, a área não é visualizada de uma forma contínua.



Quando um ocupante move uma mão, ou o corpo, de um cone de visão para

outro, é gerado um sinal positivo o qual é enviado para o controlador.

O padrão de detecção dos sensores PIR têm a forma de um ventilador, formada

por cones de visão obtidos por cada segmento da lente facetada.

Como se mostra na figura existem buracos ou vazios na cobertura, entre os

cones de visão de segmentos alternados da lente. Estes buracos aumentam com

a distância.

A cerca de 12 metros do sensor, por exemplo, existem vazios na cobertura do

sensor com cerca de 2 m de largura.

Dado que um sensor é mais sensível ao movimento que se efectua de um cone

de visão para outro, a sua sensibilidade diminui com a distância à medida que

as zonas entre os cones de visão aumentam.

A maioria dos sensores PIR são sensíveis ao movimento de uma mão até à

distância de cerca de 3 m, dos braços e da parte superior do tronco até cerca de

6 m e ao movimento de todo o corpo até cerca de 12 metros.



A gama de sensibilidade dos sensores PIR pode variar substâncialmente, no

entanto, dependendo da qualidade do produto e do desenho do circuito

electrónico.

A figura seguinte mostra um detector de movimento utilizado no exterior, para

montagem em parede.



A figura seguinte mostra um esquema de principio de um detector de

movimento.



A figura seguinte mostra um esquema de principio de um detector de

movimento, associado a um comutador CM, o que permite um comando da

iluminação manual ou automático, por detecção de presença.



A figura seguinte mostra um esquema de principio de vários detectores de

movimento em paralelo, utikizados para comandar uma instalação de

iluminação através de um contactor.



Detectores de movimento com sensores ultrasónicos

Os sensores ultrasónicos de movimento activam um cristal de quartzo, que

emite ondas ultra-sónicas através do espaço. A unidade detecta então a

frequência das ondas reflectidas. Se houver movimento a frequência da onda

deslizará ligeiramente (efeito Doppler).

Os sensores ultrasónicos funcionam a frequências que estão acima da

sensibilidade humana (20 kHz).

As frequências de funcionamento típicas são de 25, 30 e 40 kHz.

A figura mostra o padrão de detecção de um sensor ultrasónico. As ondas de

ultra-sons cobrem toda a área de uma forma contínua: não existem buracos

ou vazios no padrão de cobertura.

Por este motivo, os sensores de ultra-sons são um pouco mais sensíveis ao

movimento.



Por exemplo, o movimento de uma mão pode ser detectado a uma distância de

7.5 m, o movimento dos braços e parte superior do tronco podem ser

detectados a uma distância de 9 m, e o movimento do corpo inteiro pode ser

detectado a mais de 12 m. A gama de sensibilidade de diferentes produtos

varia de forma significativa.

Comparação de Detectores

Os detectores passivos de infravermelhos e os detectores ultrasónicos têm

características muito similares no que diz respeito às características gerais.

Os sensores ultrasónicos são, geralmente, mais caros mas permitem uma

maior cobertura do que os detectores PIR. No entanto, uma sensibilidade

acrescida significa que os detectores ultrasónicos são mais susceptíveis de dar

alarmes falsos, devido a qualquer movimento no espaço considerado.



Por exemplo, a não ser que sejam rigorosamente calibrados, podem actuar no

caso de movimentos de ar devidos janelas abertas ou a sistemas AVAC.

Embora os sensores de ultra-sons, tais como os sensores PIR, actuem em linha

de vista, em algumas circunstâncias detectam o movimento de ocupantes

através de divisórias, devido à reflexão das ondas.

Outras Tecnologias de Sensores

Na indústria dos controles de iluminação os sensores infravermelhos e os

sensores de ultra-sons dominam o mercado dos sensores. Estão também

disponíveis sensores que utilizam tecnologia de microondas, os quais estão, no

entanto, actualmente, limitados às indústrias de alarmes e de segurança.

Outros tipos de sensores podem ser baseados na detecção de movimento de

forma indirecta. Uns respondem ao ruído audível, outros respondem por

exemplo à interrupção de um feixe de luz. Este tipo de sensores são utilizados,

até agora, de forma limitada.

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