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MURILO ALMEIDA DO AMARAL GURGEL

Avaliação das tecnologias de Automação Residencial e Implementação de um sistema

usando Z-Wave

Sorocaba

2016


AVALIAÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E

IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA USANDO Z-WAVE

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Instituto de Ciência

e Tecnologia de Sorocaba,

Universidade Estadual Paulista

(UNESP), como parte dos

requisitos para obtenção do grau de

Bacharel em Engenharia de

Controle e Automação.

Orientador: Prof. Dr. Galdenoro Botura Jr.

Sorocaba

2016

Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da Unesp

Instituto de Ciência e Tecnologia – Câmpus de Sorocaba

Gurgel, Murilo Almeida do Amaral.

Avaliação das tecnologias de automação residencial e implementação de um sistema usando Z-Wave / Murilo Almeida do Amaral Gurgel, 2016. 34 f.: il.

Orientador: Prof. Dr. Galdenoro Botura Junior.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade

Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". Instituto de Ciência e

Tecnologia (Câmpus de Sorocaba), 2016.

1. Sistemas de comunicação sem fio. 2. Domótica. 3. Automação residencial. 4. Z-Wave. I. Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". Instituto de Ciência e Tecnologia (Câmpus de Sorocaba). II. Título.

AVALIAÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E

IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA USANDO Z-WAVE


BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Galdenoro Botura Jr.

Orientador/UNESP – Campus Sorocaba

Prof. Dr. Márcio Alexandre Marques

UNESP – Campus Sorocaba

Prof. Dr. Everson Martins

UNESP – Campus Sorocaba

Junho de 2016

ESTE TRABALHO DE GRADUAÇÃO FOI JULGADO ADEQUADO

COMO PARTE DO REQUISITO PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE

BACHAREL EM ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÂO

Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy

Coordenador

Dedico este trabalho aos meus pais, que confiaram e me proporcionaram

esta oportunidade, minhas queridas irmãs que sempre me apoiaram e, em

especial, a minha amada esposa Janaine Ap. da Silva Gurgel que me

incentiva e dá forças para nunca desistir desta difícil jornada.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a todos os Professores os quais tive o privilégio de ter sido aluno, aos muitos

profissionais que trabalham e fazem desta Universidade uma referência e agradeço em especial

o Prof. Dr. Galdenoro Botura Jr. pela oportunidade de desenvolver este trabalho na UNESP e,

também pela sua confiança e apoio.

“Se não puder voar, corra. Se não puder

correr, ande. Se não puder andar, rasteje, mas

continue em frente de qualquer jeito. ”

Martin Luther King Jr.

GURGEL, M. A. A. Avaliação das tecnologias de Automação Residencial e Implementação

de um sistema usando Z-Wave. 2016. 42 f. Trabalho Acadêmico. (Trabalho de Graduação em

Engenharia de Controle e Automação) – Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade

Estadual Paulista, Campus de Sorocaba, 2016.

RESUMO

O presente trabalho apresenta uma avaliação das tecnologias de Automação Residencial

e a implementação de um sistema usando Z-Wave focado em controle de iluminação, segurança

e conforto através do acionamento e controle de lâmpadas, câmeras e outros dispositivos. O

sistema em questão possui como premissas a manipulação via smartphones, web e botões

físicos e o uso de uma rede de comunicação sem fio, visando flexibilidade e baixa demanda de

infraestrutura. Ao longo do texto são analisadas tecnologias de comunicação sem fio que

viabilizem a implementação do sistema de modo a atender seus requisitos. Apresenta-se a

arquitetura projetada com os recursos: web em Windows e aplicativo móvel, integrado com

rede sem fio em Z-Wave para o controle do sistema. Por fim, os resultados obtidos na

implementação do sistema demonstram a facilidade e excelente relação custo x benefício para

sua comercialização em imóveis residenciais.

Palavras chave: Domótica, Automação residencial, Z-Wave.

GURGEL, M. A. A. Evaluation of Home Automation technologies and implementation of

system using Z-Wave. 2016. 42 f. Academic paper. (Graduate paper in engineering Control

and Automation) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Campus

de Sorocaba, 2016.

ABSTRACT

This paper presents an evaluation of the Home Automation technologies and the

implementation of a system using Z -Wave focused on lighting control, security and comfort

through the drive and control lamps, cameras and other devices. The system in question has as

premises handling via smartphones, web and physical buttons and the use of a wireless

communication network, aiming flexibility and low demand infrastructure. Throughout the text

are analyzed wireless technologies that enable the implementation of the system to meet your

requirements. It shows the architecture designed with the features: Windows web and mobile

application integrated with wireless Z -Wave for system control. Finally, the results obtained

in implementing the system demonstrates the ease and excellent cost-benefit ratio for its

commercialization in residential real estate.

Keywords: Domotics, Home Automation, Z-Wave.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Rede Piconet.............................................................................................................17

Figura 2 – Rede Mesh Zigbee....................................................................................................18

Figura 3 - Rede Mesh Z-Wave...................................................................................................19

Figura 4 – Sistema de automação Fibaro....................................................................................22

Figura 5 – Painel de configuração do roteador ASUS................................................................24

Figura 6 – Painel do programa Fibaro Finder.............................................................................25

Figura 7 - Painel de login da central HC-Lite.............................................................................25

Figura 8 - Painel de configurações HC-Lite...............................................................................26

Figura 9 - Painel de configurações das seções e divisões...........................................................26

Figura 10 - Adicionando dispositivos Z-Wave na central HCL.................................................27

Figura 11 - Adição câmera IP Foscam FI8918W.......................................................................27

Figura 12 – Arquitetura do protótipo.........................................................................................28

Figura 13 - Aplicativo para do sistema Fibaro para iPad............................................................29

Figura 14 - Painel de configuração de cenários..........................................................................30

Figura 15 - Configuração de acesso remoto no aplicativo..........................................................30

Figura 16 - Painel de gerenciamento de energia.........................................................................31

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Comparativo de Tecnologias sem fio de comando e controle....................................21

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Resumo dos dispositivos utilizados no protótipo.....................................................23

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CEDOM - Ascociación Española de Domótica e Inmótica

CFTV – Circuito fechado de TV

EUA – Estados Unidos da América

GHz – Giga Hertz

IEE – Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos

Mbit/s – Megabit por segundo

MHz – Mega Hertz

IOS – iPhone Operating System

IP – Internet Protocol

PLC – Power Line Carrier

WLAN – Rede local sem fios

WLAN – Wireless Local Area Network

kWh – Quilowatt-hora

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 14

2 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO SEM FIO – ANÁLISE COMPARATIVA ...... 17

2.1 BLUETOOTH ....................................................................................................... 17

2.2 ZIGBEE................................................................................................................. 18

2.3 Z-WAVE ............................................................................................................... 19

3 SISTEMA DESENVOLVIDO ..................................................................................... 20

3.1 ESPECIFICAÇÃO................................................................................................. 20

3.2 ESCOLHA DO PROTOCOLO .............................................................................. 20

4 PROJETO DO SISTEMA ............................................................................................ 22

4.1 IMPLEMENTAÇÃO DO PROTÓTIPO ................................................................ 24

4.2 ARQUITETURA DO PROTÓTIPO ...................................................................... 28

4.3 UTILIZAÇÃO DO PROTÓTIPO .......................................................................... 29

5 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 32

14

1 INTRODUÇÃO

Automação residencial é a integração entre sistemas e dispositivos tecnológicos integrados

com a finalidade de fornecer uma melhor qualidade de vida, conforto, segurança e gestão

energética em uma residência.

Na Europa, o termo utilizado para automação residencial é “domótica”, pois é mais

abrangente. Uma definição mais completa é encontrada em publicação da Ascociación

Española de Domótica e Inmótica (CEDOM):

Domótica é o conjunto de tecnologias aplicadas ao controle inteligente e domótica , que

permite a gestão eficiente do consumo de energia , que fornece segurança e conforto na

comunicação entre o usuário e o sistema (INMÓTICA, A. E. D. 2012, p. 1).

A integração entre os sistemas de uma residência se dá através de dispositivos que se

comunicam entre si e possuem capacidade de executar funções previamente programadas. Os

sistemas de uma residência podem ser divididos entre:

Sistema elétrico: iluminação, motores de cortinas/persianas/portões, etc;

Sistema audiovisual: som ambiente, home theater (cinema em casa), áudio & vídeo;

Sistema de segurança: alarmes, circuito fechado de TV (CFTV), sensores, vídeo

porteiro, rede local sem fios (WLAN), etc;

Utilidades: aspirador central, sistema de climatização, gestão de consumo

energético, etc.

Automação residencial é o termo utilizado nos mercados brasileiros e norte americano

que denomina um nicho da tecnologia voltada para agregar inteligência, conforto e segurança

nas residências e que vem crescendo muito, principalmente após o surgimento dos smartphones

e as tecnologias sem fio. Apesar do crescimento ter sido expressivo nos últimos anos, a

automação residencial data da década de 70, quando surgiram os primeiros módulos

“inteligentes”, onde seus comandos utilizavam a rede elétrica para enviarem sinais, conceito

chamado Power Line Carrier (PLC).

Com o surgimento e popularização dos computadores pessoais na década seguinte,

pensou-se em utilizá-los como central dos sistemas de automação. Porém, devido ao elevado

consumo energético, partiu-se para o desenvolvimento de dispositivos dedicados à automação

residencial.

15

Logo, inúmeras tecnologias e protocolos foram desenvolvidos nesse sentido e

incorporadas à automação residencial. Tecnologias como sinais infravermelho e rádio

frequência – esta última difere da primeira pois não necessita de visada entre o dispositivo que

será controlado e seu controlador – ampliaram a perspectiva deste mercado.

Também na década de 80 surgiram a telefonia móvel (celulares) e a internet. Com a

popularização destes serviços nas décadas seguintes, as pessoas foram ficando cada vez mais

conectadas ao redor do mundo. Atualmente a grande maioria dos dispositivos tecnológicos não

precisam de fios e cabos para se comunicarem, não ficando restrito somente aos telefones

móveis (celulares).

Nesse sentido, o desenvolvimento de muitos protocolos e tecnologias sem fio foram

necessários para esta evolução. No mercado da automação residencial não foi diferente, foram

desenvolvidos protocolos de comunicação sem fio como Bluetooth, Wi-fi, Zigbee e Z-Wave.

Cada um deles com suas características e aplicações.

Pode-se dizer que a evolução da tecnologia deu um salto imenso nas últimas duas décadas,

pois até mesmo os celulares passaram deixaram sua forma inicial e passaram a se chamar

Smartphones, visto a grande quantidade de tarefas e aplicativos que conseguem executar ao

mesmo tempo, além de cumprir a função inicial, que era a ligação telefônica. Aliado a evolução

da Internet, que aumentou muito sua velocidade, até mudou a maneira que as pessoas se

comportam e gerenciam suas rotinas e vidas pessoais.

No Brasil, segundo o Centro de Tecnologia de Informação Aplicada da Fundação Getúlio

Vargas (GVcia), hoje existem 168 milhões de smartphones conectáveis à Internet em uso no

Brasil. Isto já representa um número maior que os computadores pessoais portáteis, os

notebooks, que é de 70 milhões de unidades (MEIRELLES, F. S. p. 06, 2016).

Portanto, acompanhando a evolução tecnologia de informação e a mudança na forma com

que as pessoas vivem e se relacionam, a automação residencial obteve um crescimento

expressivo neste período, pois com ela, a residência começa a interagir de forma mais

inteligente com o proprietário – tratado daqui em diante como usuário – e fornece informações,

executa funções previamente programadas, entre muitas outras funcionalidades que serão vistas

neste trabalho.

Considerando que atualmente a grande maioria da população mundial está conectada

através da Internet utilizando seus dispositivos inteligentes - sejam eles computadores,

16

smartphones, tablets, smartwatches, etc. – é praticamente um retrocesso não construir uma

residência ignorando a automação residencial, seja ela sem fio ou cabeada. Pensando nisso, esse

trabalho demonstra uma breve análise das tecnologias que estão disponíveis no mercado

brasileiro e uma implementação do sistema sem fio, que é uma tendência.

17

2 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO SEM FIO – ANÁLISE COMPARATIVA

2.1 BLUETOOTH

Bluetooth é uma tecnologia de comunicação sem fio entre dispositivos criada pelo

Holandês Jaap Hartsen em 1994. O nome Bluetooth é uma homenagem ao rei Dinamarquês

Harold Bluetooth. Este rei tinha conseguia resolver conflitos entre nações de forma rápida e

eficiente. O Bluetooth faz exatamente isso, resolve a dificuldade de comunicação entre

dispositivos eletrônicos sem a necessidade de fios e de forma simples e rápida.

Para gerenciar o protocolo, em 1998 foi criado o consórcio Bluetooth Special Interest

Group (SIG) com apenas cinco fabricantes. Hoje este grupo conta com mais de trinta mil

membros e em 2014 anunciou a versão 4.2 do protocolo. Esta versão consegue atingir uma taxa

de transferência de 24Mbit/s a uma distância de até 10 metros entre cada dispositivo.

A topologia de rede utilizada pelo Bluetooth se chama Piconet. Esta topologia –

demonstrada na Figura 1 – possui o Mestre e seus Escravos e pode ter até oito dispositivos em

cada rede.

Figura 1 - Rede Piconet.

Fonte: autoria própria.

18

2.2 ZIGBEE

ZigBee é uma tecnologia de comunicação sem fio entre dispositivos de diferentes

segmentos. Voltado para atender o mercado de monitoramento e controle, é confiável, possui

baixo consumo de energia e baixa taxa de transmissão de dados.

É um protocolo aberto, assim como suas aplicações e é definido por uma aliança de

empresas de diferentes segmentos, chamada ZigBee Alliance – associação sem fins lucrativos.

A partir disso, os fabricantes que participam dessa aliança, produzem dispositivos que permitem

a interoperabilidade entre eles, ou seja, os dispositivos destes podem “conversar” entre si

utilizando o protocolo ZigBee.

Trabalha nas faixas de frequência de 868MHz na Europa, 915MHz nos Estados Unidos da

América (EUA) e 2,4 GHz no resto do mundo.

O protocolo ZigBee forma uma rede entre seus dispositivos chamada de rede Mesh. Essa

topologia de rede - ilustrada na Figura 2 - permite que a informação de um dispositivo chegue

até outro utilizando os próprios dispositivos da rede, uma vez que estes repetem sucessivamente

a informação até que ela atingir o destino final.

Figura 2 - Rede Mesh ZigBee

Fonte: STOLL, R. G., 2008, p. 07.

19

2.3 Z-WAVE

Com a mesma proposta do ZigBee, o protocolo Z-Wave é uma tecnologia de

comunicação sem fio desenvolvida pela empresa Zensys. Trabalha com largura de banda

estreita para enviar dados e comandos de controle. Portanto não tem largura de banda suficiente

para transmitir áudio e vídeo.

Também é definido por uma associação, a Z-Wave Alliance é formada por mais de 370

empresas e mais de 1500 dispositivos diferentes. Tem como principal missão garantir a

interoperabilidade entre estes, prover oportunidades e colaboração entre fabricantes,

treinamento para desenvolvedores e acelerar a adoção do protocolo.

O protocolo Z-Wave trabalha nas faixas de frequência de 868.10MHz a 926.30MHz,

variando de acordo com cada região/país, conforme mostra o ANEXO A – Cobertura de

frequência Z-Wave.

Da mesma forma que o ZigBee, possui uma arquitetura de rede de topologia Mesh,

conforme ilustra a Figura 3.

Figura 3 - Rede Mesh Z-Wave

Fonte: Z-Wave Alliance.

20

3 SISTEMA DESENVOLVIDO

3.1 ESPECIFICAÇÃO

As especificações do sistema de automação residencial sem fio para controlar os

sistemas elétrico, audiovisual, segurança e de utilidades; manipulado local e remotamente, via

smartphone. O sistema deve ser dinâmico e amigável. Além disso:

Ser um sistema flexível e não restringir o usuário quanto às marcas e fabricantes do

dispositivo do sistema;

Ser um sistema facilmente expansível e demandar baixa infraestrutura;

Possuir uma excelente relação custo x benefício ao usuário.

Garantir a interoperabilidade entre dispositivos de fabricantes diferentes.

3.2 ESCOLHA DO PROTOCOLO

A aplicação desejada não exige a transmissão de dados complexos, mas comandos simples

como liga/desliga para acionamento de cargas e dispositivos. Dessa forma, baixas taxas de

transmissão bidirecional de dados aliadas a longos alcances e baixa potência elétrica, são os

principais requisitos a serem atendidos pelo protocolo. Além disso, a rede de comunicação sem

fio deve ser adaptável para muitas aplicações residenciais.

Todos estes fatores são oferecidos pelos protocolos Z-Wave e Zigbee, no entanto, o

primeiro foi escolhido por oferecer uma gama maior de dispositivos no mercado no brasileiro

no momento atual e, também por garantir a interoperabilidade entre dispositivos de diferentes

fabricantes. Isto pôde ser comprovado durante o desenvolvimento deste trabalho.

Utilizando a Tabela 1 é possível verificar mais fatores que auxiliam na escolha do protocolo

Z-Wave para este trabalho, como por exemplo o número de fornecedores de produtos com a

tecnologia.

O Bluetooth apresentou-se inviável para esta aplicação por não estabelecer uma rede mesh

e por possuir um alcance limitado.

21

Tabela 1 - Comparativo de Tecnologias sem fio de comando e controle.

Fonte: Adaptado de Z-Wave Alliance.

22

4 PROJETO DO SISTEMA

Para este trabalho, serão realizados o estudo e a implementação de um protótipo de um

sistema de automação residencial.

O protótipo deve atender aos seguintes requisitos:

Controlar circuitos de iluminação sem alterar o sistema elétrico convencional de

acionamento de lâmpadas;

Acessar imagem de câmera IP;

Monitorar o consumo de energia;

Criar cenários Liga/Desliga escritório;

A partir destas informações, é possível iniciar o estudo para a escolha dos dispositivos e

posteriormente a implementação do protótipo.

Com base na análise teórica das tecnologias, optou-se por implementar o protótipo

utilizando o sistema Fibaro – ilustrado na Figura 4 – para trabalhar como a cérebro do sistema

de automação residencial que utiliza o protocolo Z-Wave para comunicação entre a central e os

dispositivos. Toda sua configuração e implementação é realizada através de navegador web,

disponíveis em qualquer computador seja qual for seu sistema operacional. O controle do

sistema pode ser feito pelo navegador, no entanto, o sistema oferece ainda um aplicativo

gratuito disponível para o Sistema Operacional do iPhone – em inglês iPhone Operating System

(IOS) e para o sistema operacional Android.

Figura 4 - Sistema de automação Fibaro.

Fonte: © 2016. FIBAR GROUP

23

O controle via aplicativo é uma interface dedicada ao usuário, portanto não permite

configurações dos dispositivos e/ou alterações na arquitetura.

Para o acionamento dos circuitos de iluminação, serão utilizados módulos relé e dimmer.

O primeiro responsável por controlar dois circuitos independentes com lâmpadas LED e o

segundo irá controlar uma lâmpada incandescente.

O protótipo também contará com uma câmera IP com movimento na horizontal e vertical,

tudo controlado pelo sistema de automação.

O Quadro 1 apresenta um resumo dos dispositivos e suas características.

Quadro 1 - Resumo dos dispositivos utilizados no protótipo.

Item Quantidade Dispositivo Descrição Fabricante Imagem ilustrativa Valor

Unitário

(R$)

01 1 HCL Central de automação

Fibaro HC

Lite

Fibaro 2.647,00

02 1 Relay

Switch

2x1,50kW

Módulo relé 2

canais de

1,50kW

Fibaro 697,00

03 1 Dimmer

OEM

Módulo

dimmer 190W

Aeotech 585,00

04 2 Lâmpada Lâmpada

bulbo LED 7W

Taschibra 13,90

05 1 Lâmpada Lâmpada

incandescente

60W

OSRAM 10,90

06 1 FI8918W Câmera IP

Pan Tilt

Foscam 536,90

07 1 ASUS

N10+

Roteador Wi-

fi

ASUS 189,90

Fonte: Autoria própria.

24

4.1 IMPLEMENTAÇÃO DO PROTÓTIPO

Para iniciar a implementação do protótipo e começar a utilizar o sistema, seguiu-se o

procedimento apresentado no ANEXO B.

Inicialmente deve-se conectar a interface do usuário, que no caso é um smartphone, o

computador que será responsável pela configuração do sistema, a câmera IP Foscam e a central

controladora em uma mesma rede sem fio local de dados (Wireless Local Area Network –

WLAN), mais conhecida como Wi-Fi.

Neste trabalho, o dispositivo responsável pela WLAN é o roteador ASUS N10+. Neste

caso, um roteador previamente configurado com as configurações expressas do fabricante,

como ilustra a Figura 5.

Figura 5 - Painel de configuração do roteador ASUS


Após a configuração da rede Wi-Fi, é conectada - via cabo de rede Cat5 padrão UTP -

a central HC-Lite. Com ela conectada à rede, recebe um endereço de protocolo de internet (em

inglês Internet Protocol Adress IP).

Para iniciar as configurações do sistema, é necessário acessar a central HC-Lite através

de seu endereço IP. Para isto, é utilizado um programa disponibilizado pelo fabricante Fibaro

chamado Fibaro Finder. A Figura 6 apresenta o painel do programa Fibaro Finder.

25

Figura 6 - Painel do programa Fibaro Finder.


A partir do endereço IP, pode-se acessar a central HC-Lite para iniciar suas

configurações. A Figura 7 apresenta o painel de login na central. A central vem com

configurações de fábrica e fornece seu usuário e senha padrão para administrador.

Figura 7 - Painel de login da central HC-Lite.


Ao fazer o login na central HC-Lite, tem-se acesso ao painel de configurações do

sistema de automação residencial, como ilustra a Figura 8. Este painel é onde serão feitas todas

as configurações possíveis do sistema de automação.

26

Figura 8 - Painel de configurações HC-Lite.


Após realizar esta inicialização na central, inicia-se a configuração da residência que se

pretende simular através do protótipo. Para isso cria-se divisões e seções. As seções

representam os pavimentos de uma residência, neste caso somente um, o pavimento térreo. As

divisões representam os cômodos, ou áreas de uma residência, como por exemplo: sala de

jantar, suíte, etc. Neste trabalho foram criadas as divisões Escritório e Sala de Reunião – como

ilustra a Figura 9.

Figura 9 - Painel de configurações das seções e divisões.


27

Após esta etapa, inicia-se o processo de adição dos dispositivos na central HCL. Neste

trabalho, serão adicionados os módulos Relay Switch 2x1,5kW e Dimmer OEM que utilizam

comunicação Z-Wave – Figura 10 – e a câmera FI8918W que utiliza comunicação IP – Figura

11. Os procedimentos de adição dos módulos Z-Wave são apresentados no ANEXO C, já a

adição da câmera IP é apresentada no ANEXO D.

Figura 10 - Adicionando dispositivos Z-Wave na central HCL.


Figura 11 - Adição câmera IP Foscam FI8918W


28

4.2 ARQUITETURA DO PROTÓTIPO

Após os procedimentos e configurações apresentados no item 4.1, a arquitetura do

protótipo pode ser visualizada na Figura 12.

Figura 12 - Arquitetura do protótipo.


A partir da Figura 12 pode-se observar quais os tipos de comunicação que cada

dispositivo utiliza e como se dá o acionamento e controle de cada um.

A interface do usuário, um smartphone ou tablet, se comunica com a central HCL via

Wi-Fi através do roteador ASUS N10+. Já a central HCL comunica-se com os módulos Relay

Switch 2x1,5 kW e Dimmer OEM via protocolo Z-Wave. Ela também acessa as imagens da

câmera FI8918W via Ethernet, comunicação esta via cabo de rede.

O modulo Relay Switch 2x1,5 kW controla com comandos liga/desliga as duas

lâmpadas bulbo LED Taschibra 7W, uma em cada saída de de 1,5 kW. Nota-se que a aplicação

deste módulo é vasta, pois possui uma grande capacidade de potência se comparada aos 7W da

lâmpada.

Já o modulo Dimmer OEM, aciona e dimeriza de 0 a 100% a lâmpada incandescente

OSRAM 60W. Essa função, além de criar um ambiente aconchegante, economiza energia

quando não aciona a lâmpada em 100% de sua potência, pois limita a corrente eletronicamente

e não dissipa a energia em forma de calor para isso.

29

4.3 UTILIZAÇÃO DO PROTÓTIPO

Com um aplicativo muito amigável - ilustrado na Figura 13 - a utilização do sistema é

dinâmica e muito simples. É possível verificar o estado de cada dispositivo do sistema, ligar e

desligar cada um, acionar cenas e até mesmo movimentar câmeras IP que contam com sistema

Pan/Tilt (movimento horizontal e vertical).

Figura 13 - Aplicativo para do sistema Fibaro para iPad.


Ponto mais interessante da automação residencial, as cenas – ou cenários – possibilitam

que o usuário crie um ambiente, ou situação previamente configurada na sua central. Esta cena

pode ser qualquer evento que utilize dois ou mais dispositivos a partir de um único comando.

Este tipo de evento, permite que o usuário utilize de forma mais dinâmica seu imóvel, evitando

também desperdícios energéticos. Pode-se até utilizar cenas para a segurança, pois existem

dispositivos e sensores de segurança com comunicação Z-Wave que podem ser adicionados no

sistema e, também é possível integrar o sistema de alarme existente.

As cenas podem ser ativadas via botão físico, virtual, via informações do tempo,

informações de alarme, etc. A Figura 14 apresenta o painel de configurações de cenários.

30

Figura 14 - Painel de configuração de cenários.


O sistema também permite o controle externo à residência - ou acesso remoto - de todos

os dispositivos que o compõe. Através do acesso remoto, é possível o usuário verificar toda a

residência e seus dispositivos à distância, pois o aplicativo recebe o feedback de estado dos

dispositivos e câmeras. Para isso é necessária a criação do login remoto – ilustrado na Figura

15 - e que o usuário possua acesso a uma rede móvel de Internet.

Figura 15 - Configuração de acesso remoto no aplicativo.


31

O sistema oferece ainda um gerenciamento de energia onde fornece relatórios em tempo

real ou por intervalo de tempo determinado. É uma funcionalidade muito interessante, pois pode

auxiliar o usuário na economia e melhor uso dos recursos elétricos do imóvel. A Figura 16 foi

gentilmente cedida pela empresa WITHOUSE e ilustra o painel de gerenciamento energético

de um sistema real. Através dele, é possível analisar em Quilowatt-hora (kWh) ou até mesmo

valor monetário – no caso do Brasil a moeda é o real (R$) – onde e quando existe pico de

consumo, qual o ambiente que consome mais ou menos, etc. As possibilidades e aplicações

destes dados de consumo são inúmeras.

Figura 16 - Painel de gerenciamento de energia.

Fonte: Acervo WITHOUSE.

Segundo dados da empresa WITHOUSE, após a implantação do sistema de automação

e a análise de todos os dados que ele gera, foi possível uma otimização do uso dos recursos

energéticos e, com isso, uma redução de 5% no consumo energético mensal da empresa.

Medidas como utilizar persianas automáticas que absorvem menos calor, evitando o uso de

aparelhos de ar-condicionado no período da manhã, o desligamento automático de circuitos de

iluminação quando não há pessoas no ambiente, entre outros, foram atitudes que foram

possíveis somente com o uso da automação e os dados que ela gera e fornece.

32

5 CONCLUSÃO

A partir deste trabalho e toda a implementação realizada, pôde-se concluir que o sistema

de automação residencial sem fio extremamente satisfatório para o que se propõe. Tanto no

aspecto de instalação, quanto na relação custo x benefício tem larga vantagem sobre os sistemas

convencionais com cabeamento estruturado.

É um sistema que permite ao usuário trabalhar com uma enorme gama de produtos de

diversos fabricantes em um único projeto. Isto permite, além de proporcionar uma concorrência

saudável, uma personalização incrível ao sistema que se deseja criar.

Nota-se também a facilidade de expansão, como o sistema é modular e não necessita de

infraestrutura previa e que a central utilizada permite até 230 dispositivos Z-Wave conectados.

Isto é muito mais do que o necessário para o controle total de uma residência unifamiliar.

Uma outra vantagem para que opta por sistemas desse tipo, é que o usuário, ao mudar-se

de residência, pode levar com ele todo o sistema de automação e instalar em sua nova moradia.

Para o atual cenário brasileiro, o sistema torna-se extremamente viável. Pois com

investimento inicial aproximado de 4 mil reais, consegue-se implementar um sistema parecido,

agregando muita inteligência e valor ao imóvel, podendo também ser utilizado como um

diferencial no momento da venda, visto que o investimento representa cerca de 2% do valor

total bruto para se construir um imóvel de 150 metros quadrados no estado de São Paulo.

33

REFERÊNCIAS

ANGEL, P. M. Introducción a la domótica; Domótica: controle e automação. Escuela

Brasileño-Argentina de Informática. EBAI. 1993

BLUETOOTH. What is Bluetooth Technology. Disponível em:

<https://www.bluetooth.com/what-is-bluetooth-technology> Acesso em: 28/03/2016

BLUETOOTH SIG. Best Practices Guide for Smart Home Market Success. Disponível em

<http://www.Bluetooth .com/Pages/Smart-Home-Market.aspx>Acesso: 23 de março de 2016

BRUGNERA, MAURO RICARDO. Domótica. Disponível em:

<http://www.unibratec.com.br/jornadacientifica/diretorio/FEEVALE+MRB.pdf> - Acesso

em: 11/12/2015.

FREITAS, C. C. Automação Residencial: uma abordagem em relação as atuais tecnologias

e perspectivas para o futuro. Disponível em

<http://connepi.ifal.edu.br/ocs/index.php/connepi/CONNEPI2010/paper/viewFile/111/128>

Acesso: 03 de maio de 2016

INMÓTICA, A. E. D. – Qué es Domótica – Disponível em: <http://www.cedom.es/sobre-

domotica/que-es-domotica> - Acesso em: 03/06/2016

MEIRELLES, F. S. – Tecnologia da Informação – 27ª Pesquisa Anual do Uso de TI, 2016

– Disponível em: < http://eaesp.fgvsp.br/sites/eaesp.fgvsp.br/files/pesti2016gvciappt.pdf>

Acesso em: 03 de maio de 2016

MURATORI, J. R.; BÓ, P. H. D. – Automação residencial: histórico, definições e conceitos

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