Modulo de Domótica

Formador: Eng. Paulo Oliveira

Casas Inteligentes – Domótica Introdução A palavra “domótica” tem a sua raiz na palavra latina “domus” (casa) e na actual

“robótica” (controlo automatizado de algo). Não é, porém, este sentido etimológico e

lato que interessa, mas sim o sentido restrito, o qual poderá ser entendido como o de

uma ciência que se dedica à aplicação e integração de meios informáticos e tecnológicos

de processamento electrónico ao meio doméstico.

Trata-se, pois, de uma ciência recente que, se ainda não está completamente

consolidada, tornar-se-á em breve, seguramente, uma referência obrigatória no que

respeita à construção de casas, que vulgarmente se costuma designar por “Casas

Inteligentes”. Estas resultarão, cada vez mais, da contribuição conjunta de profissionais

de áreas tão diferentes como a construção civil, arquitectura e electrónica.

Mas como podemos então definir o conceito de inteligente?

Inteligente é aquele que é capaz de realizar funções lógicas (que podem ser dadas por

uma série de condições pré-estabelecidas), mas também o que tem capacidade de

aprender, sugerindo automaticamente cenários de iluminação, climatização, som

ambiente, etc., em função dos cenários mais utilizados por cada utilizador, adaptando-se

desta forma à evolução natural das preferências de cada um.

Resumidamente, podemos dizer que uma casa (ou mesmo um edifício destinado a

habitação) não se torna “inteligente” só pelo facto de utilizar um (qualquer, mesmo que

avançado) sistema de domótica. A “inteligência” de uma casa e do seu espaço

envolvente está na integração adequada do(s) sistema(s) de domótica utilizado(s) com

os diversos dispositivos e sistemas existentes:

Sistemas de iluminação, sistemas de segurança contra situações de risco como incêndio,

inundações, intrusão, gases tóxicos, etc., sistemas de vigilância vídeo com comunicação

digital remota, sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado, sistemas de rega

automática, sistemas de comunicação de dados, voz e acesso à internet, e todos e

quaisquer outros sistemas necessários ao normal funcionamento da casa. A

implementação de uma gestão técnica descentralizada garante não só a completa

monitorização do estado de toda a casa (desde quadros eléctricos de distribuição e

comando, quadros eléctricos socorridos, estados de alarmes e condições críticas, etc.)

mas também o estabelecimento automático de ordens entre diferentes sistemas. A

integração completa-se mediante a parametrização dos sistemas utilizando um único

protocolo de comunicação, ou com a utilização de “gateways” entre os diferentes

protocolos.

Para tal é necessário garantir sempre um estudo prévio da casa (do edifício habitacional

ou empreendimento em causa), analisando-o, para que desde a fase de projecto até à sua

entrada em funcionamento efectiva, se implementam os sistemas necessários para

garantir a satisfação dos requisitos e expectativas iniciais “sonhadas” pelos seus

habitantes.

Contrariamente ao que pensam alguns leigos, a domótica não é apenas “mais uma infra-

estrutura necessária” nas casas de hoje, sem pensarem em qualquer integração da

mesma com os demais sistemas.

Existem, contudo, ainda no mercado diversas empresas que promovem em termos de

marketing o nome de “casas inteligentes”, quando apenas utilizam alguns automatismos

isolados, sem qualquer possibilidade de integração ou expansão. O resultado provoca a

desconfiança e saturação entre clientes particulares ou profissionais, ainda à procura de

elementos de referência numa tecnologia que ainda não conhecem.

Uma casa inteligente é aquela que promove a transferência de dados de um sistema para

outro – esta forma de pensar actual dos grandes grupos de desenvolvimento tecnológico

tem desta forma evoluído para sistemas integrados para edifícios, com o objectivo de

oferecer sistemas de controlo em que, para serviços diferentes num edifício, a sua

organização e integração tem como fundamento a obtenção de operações comuns.

Breve História da Domótica O desenvolvimento da electrónica e, em particular, da micro-electrónica, trouxe-nos

muitas novas tecnologias, pequenas maravilhas de hoje, e algumas provavelmente

obsoletas num futuro próximo. A electrónica, uma indústria de equipamentos de topo há

poucos anos, é hoje uma indústria de consumo.

Há pouco mais de 25 anos, Steve Wozniak (co-fundador da Apple Computer), predisse

que a generalização do PC conduziria à Automação Doméstica, ou seja, que o PC iria

ter como um dos usos centrais, a gestão das nossas casas. Pela mesma altura, Bill Gates

(co-fundador da Microsoft), imaginou um futuro em que cada casa tinha um PC. Não

estamos longe da predicção de Bill Gates, porquanto o PC já é um instrumento

indispensável, principalmente nas novas gerações, e além disso em muitos casos, já não

se trata de um computador por casa, mas de um computador por pessoa.

Já há algumas décadas que se constroem “Edifícios Inteligentes”, designadamente sedes

de bancos e de grandes empresas. A aplicação de estruturas “inteligentes” no sector

residencial, limitou-se nos últimos anos a casas de luxo, em que um grande sistema todo

centralizado geria as diversas funções da casa. Com o aparecimento de novos sistemas

modulares a indústria começou a expandir-se para um mercado mais extenso de classe

média e média-alta. Entretanto, nos últimos 10 anos esta indústria iniciou finalmente um

crescimento sustentado que permitiu formação de uma massa crítica conducente à sua

afirmação num mercado mais vasto que inclui todo o tipo de residências, dados os seus

baixos custos de instalação e utilização. Hoje, a domótica é, mais do que um luxo ou

extra, uma necessidade.

Domótica em Portugal

A Domótica surgiu em Portugal há 20-25 anos. O objectivo era construir casas/edifícios

inteligentes com interacção de todas as funções de automação numa estrutura central

única e pensada de raiz.

Devido à diversidade de sistemas, protocolos de comunicação e correspondentes

incompatibilidades ao nível da integração, o mercado não seguiu os parâmetros normais

de evolução progressiva, tendo-se verificado uma especialização das soluções por

segmentos de aplicação. Por exemplo, os hotéis, grandes edifícios e centros comerciais

foram os primeiros a receber equipamentos específicos de gestão técnica centralizada.

Em contrapartida, o segmento habitacional não assimilou os conceitos de automação,

reportando para um futuro próximo aquele que viria a tornar-se um importante valor

acrescentado do segmento imobiliário.

Entretanto, projectos imobiliários inovadores, entre os quais se destacam aqueles

derivados da Expo-98, trouxeram para o mercado novos valores e novas apetências do

ponto de vista do consumidor. Um pouco por todo o país, outros projectos se lhe

seguiram e, neste momento o que outrora era inovação começa a tornar-se norma.

Actualmente este segmento de mercado está a dar grandes sinais de receptividade a este

tipo de soluções, reflectindo o despertar dos utilizadores finais para a necessidade e

utilidade da gestão técnica personalizada dos vários aparelhos e equipamentos já

disponíveis e acessíveis na grande generalidade das habitações portuguesas.

O aparecimento recente de vários projectos urbanísticos que integram funções

essenciais de domótica levou, por parte dos construtores, a começarem a encarar a

automação doméstica como uma mais-valia na apresentação do seu produto aos seus

potenciais clientes, agindo sobretudo como factor de diferenciação.

Elementos que compõem um sistema domótico

Qualquer sistema domótico está composto com os seguintes elementos:

• Controladores: São os que actuam sobre o sistema, quer de forma automática,

por decisão tomada por uma central domótica previamente programada, que por

PC, teclados, ecrãs tácteis, botões, comandos à distancia por infravermelhos IR,

por radiofrequência RF, por telefone, SMS ou por PC de forma local ou por

internet. Estes elementos emitem ordens que necessitam de um meio de

transmissão.

• Meio de transmissão: Em função da tecnologia aplicada existem diferentes

meios, fibra óptica, BUS dedicado, Rede eléctrica, linha telefónica, TCP/IP ou

por ar.

• Actuadores: São os que recebem as ordens e as transformam em sinais de aviso,

regulação ou comutação. Os actuadores exercem acções sobre os elementos da

casa.

• Sensores: São os que fazem a aquisição de dados e têm como principal função o

entendimento do sistema. Estes dados podem ser ordens directas aos actuadores

ou podem ir previamente a uma central domótica, que em função da

programação que previamente lhe foi introduzida dará uma ordem final ao

actuador correspondente. Exemplos de sensores são os detectores de fuga de

agua de gás, fumo e ou fogo, concentração de monóxido de carbono, intrusão,

etc.

Principais Funcionalidades da Domótica

As funções domóticas permitem-nos satisfazer um número considerável de

necessidades. Definem-se então, três grandes classes de funções segundo o tipo de

"serviço" a que elas se dirigem, as quais são divididas em sub-funções elementares, que

podem ser mais facilmente analisadas:

Função de Gestão Esta função tem áreas comuns com a função de controlo. A função de gestão tem

como objectivo automatizar um certo número de acções sistemáticas. As

automatizações realizam-se segundo: uma programação, um controle dos consumos e

uma manutenção. As acções sistemáticas desta função relacionam-se principalmente

com o conforto.

Iluminação – controlo e regulação

Embora a domótica seja muito mais do que um sistema de controlo de

iluminação, é nesta função que muitas vezes assume a sua face mais visível. Nos

espaços de passagem, a iluminação pode ser accionada através de detectores de

movimento, sendo regulável o nível de luminosidade mínima e o tempo de

funcionamento após detecção.

Para máximo conforto, o fluxo luminoso dos aparelhos de iluminação

comandados pelos detectores pode alternar em dia e noite, para que durante o período

nocturno (entre as 1h00 e as 7h00, por exemplo), o fluxo luminoso seja o mínimo

suficiente para a circulação.

Nas divisões, a iluminação pode ser activada pela simples presença de alguém,

mediante um programa pre-estabelecido, como por exemplo:

• Quarto – durante o período de dia a iluminação só liga nas teclas de comando, desde

que a luminosidade ambiente seja suficiente para a circulação normal. Quando a

luminosidade é reduzida, a entrada de alguém implica a ligação automática da

iluminação com um fluxo luminoso baixo. Se a pessoa pretender aumentar o fluxo de

iluminação ou apagar a luz, basta para isso que carregue numa tecla, tal como o faria

numa instalação tradicional. Neste caso, o sistema mantém a iluminação escolhida até

que esta seja anulada, e recolocada em automático;

• Salas, cozinha e piscina – funciona de forma idêntica aos quartos, mas com maior

riqueza de cenários. Por exemplo, numa sala, pode escolher ao entrar que o sistema

accione automaticamente um cenário que é o mais utilizado. Caso queira optar por

outro, terá então que pressionar uma tecla tal como faria numa instalação tradicional.

Aquecimento – energias, controlo e regulação

Quando se pensa em conforto dentro de um edifício pensamos obrigatoriamente

também em climatização. A integração tecnológica de um sistema de domótica permite

gerir o funcionamento do sistema de climatização, tendo em conta as informações

relativas aos restantes sistemas. Por exemplo:

• Alarme – a climatização pode depender não só da temperatura interior mas também do

facto da central de alarme estar ou não armada. Por exemplo, quando a central de

alarme é armada o aquecimento comuta imediatamente para um patamar de

funcionamento mínimo, ou simplesmente é colocada fora de serviço;

• Janela – quando o sistema de domótica detecta a abertura de uma janela, desliga

imediatamente o aquecimento nessa divisão, permitindo assim a redução do consumo de

energia que de outra forma seria desperdiçada;

• Central meteorológica – o sistema de aquecimento actua não só em função da

temperatura interior vs temperatura pretendida, mas tem em conta o valor da

temperatura exterior, antecipando a influência que esta iria ter no seu desempenho.

A regulação do sistema de climatização depende do tipo de climatização

escolhido. Em edifícios de habitação, os mais usuais são os sistemas de aquecimento

central utilizando radiadores dispersos no edifício, ou utilizando pisos radiantes. Os

sistemas de arrefecimento mais usuais são os de ar condicionado, que assim servem

também para aquecimento, embora seja crescente a percentagem de habitações que

utilizam o tecto radiante, onde uma serpentina é colocada sob o tecto, percorrida por

água a uma temperatura ligeiramente inferior à temperatura ambiente.

O controlo da temperatura é efectuado automaticamente a partir de medições

dispersas pelo edifício, ou segundo instruções dadas pelo utilizador através de

termostatos, teclas, telemóveis ou consolas com software de supervisão.

Nas instalações mais dispendiosas as medições podem ser feitas divisão a

divisão, enquanto que o mais usual é termos medições nas zonas mais nobres e mais

importantes do edifício, como, por exemplo, salas e quartos.

Os programas automáticos são escolhidos e alterados pelo utilizador, sendo

normalmente constituídos por ciclos de funcionamento horário, diário/semanal, levando

em conta o estado da central de alarme e a temperatura exterior.

O sistema de supervisão, software de apoio à exploração do sistema, representa

um papel fundamental na afinação dos sistemas de climatização. Registando e

apresentando em gráfico a evolução da temperatura em cada divisão onde existem

termómetros, cabendo aos técnicos decidir da importância de uma intervenção sobre as

regulações mecânicas ou das eventuais alterações à própria programação.

Cortinas, Toldos e Estores

O controlo da abertura e fecho de estores é uma funcionalidade típica dos

sistemas de domótica, devendo o seu funcionamento ser parte integrante de todo o

sistema. Assim, o controlo da abertura e fecho de estores deve ser acompanhado pelo

efectivo controlo da posição respectiva, sendo regulado por factores tão diversos como:

• Ciclo diário/semanal

• Intrusão

• Quebra de vidros

• Luminosidade máxima

• Luminosidade constante

• Comandos gerais locais e remotos

• Comandos à distância

• Simulação de presença, etc.

Exemplo: nos espaços com controlo de luminosidade constante, uma sala de exposições,

um gabinete, etc., a posição dos toldos é ajustada automaticamente em função da

incidência solar.

Rega – controlo, regulação e automatização de processos em função de

condições ambientais

Os sistemas de domótica podem associar o controlo da rega, tanto de espaços

interiores como exteriores, o controlo do funcionamento de espelhos de água, fontes e

repuxos, introduzindo na sua gestão dados relativos aos restantes sistemas. Assim, a

rega será efectuada segundo procedimentos que estabelecem regras em função da

temperatura e humidade do ar, vento, luminosidade, etc. Outros factores podem no

entanto associar-se, inibindo a rega em caso de falha do abastecimento de água, em caso

de detecção de presença, ou em caso de uma zona do jardim estar em manutenção e não

precisar de ser regada.

A introdução de adubos líquidos pode ser automática em função de um

programa semanal, mensal ou anual, com o registo histórico de todos os doseamentos

por tipo de produto, de forma a auxiliar a tomada de decisões relativas à dosagem dos

produtos.

Todos os valores são registados, permitindo assim quantificar consumos e custos

por mês, e melhorar a gestão dos processos associados à gestão do jardim.

Piscinas – controlo da qualidade da água, vigilância e segurança

O controlo do funcionamento das piscinas através do sistema de domótica

permite a selecção da capacidade de desinfecção e filtração da água, ajustando-a às

necessidades de cada momento, em função do tipo e intensidade de utilização. Por

exemplo: se após uma tarde de uso intenso, eventualmente com muitas crianças, a água

revelar necessidade de cuidados especiais, com um simples toque numa tecla o sistema

inicia um programa de tratamento da água de forma intensiva. No dia seguinte, a piscina

está pronta a ser utilizada em condições máximas de segurança e conforto. Permite

também monitorizar a temperatura da água, registando-a para análise do comportamento

do sistema de aquecimento, e monitorizar e registar a evolução dos valores de cloro

livre e do pH.

Em caso de anomalia, ou de variação dos valores de pH e cloro para fora dos

intervalos fixados como aceitáveis, é gerado um alarme e anunciada a falha nos displays

e consolas de supervisão.

Sendo as piscinas locais extremamente perigosos para as crianças, podemos

vigiar a sua utilização através do sistema de vigilância de vídeo digital, a partir de

qualquer ponto da casa, ou remotamente via internet.

Utilizando os sensores de movimento, eventualmente já existentes para a

segurança contra intrusão, podemos ser avisados da aproximação das crianças através de

sinais acústicos e de avisos nos displays.

Gestão de Energia

A exigência da optimização dos consumos energéticos é uma realidade que implica não a

ausência do consumo, mas sim a sua gestão e quando necessário a sua racionalização. Se isto é

verdade quando temos alimentação eléctrica a partir do distribuidor, quando estas preocupações

se prendem apenas com factores económicos e ecológicos, é muito mais verdade quando

estamos dependentes de sistemas de emergência como UPS ou grupos electrogéneos de socorro.

Função de Controlo

A função de controlo dá ao utilizador, por um lado, informações sobre o estado

de funcionamento dos equipamentos e das instalações que os integram, e por outro lado,

cria um registo dos diversos parâmetros e eventualmente, fornecem comandos

correctivos. Como tal, conta com controlos instantâneos e memorizados. Esta função

tem como objectivo actuar sobre os dispositivos de regulação das instalações, com a

finalidade de que as tarefas programadas sejam respeitadas. As funções de controlo,

associadas com um algoritmo ou com uma unidade de tratamento da informação,

conduzirão às funções de comando.

Segurança

A segurança constitui uma preocupação crescente, sendo cada vez maior o

número de interessados na domótica que colocam o assunto “Segurança” no topo das

suas prioridades. A evolução das sociedades actuais não deixa antever quaisquer

melhorias neste aspecto, pelo que é natural haver ainda lugar para um aumento da

importância deste assunto.

A domótica ao integrar as diversas tecnologias em torno de um único sistema

permite elevar os padrões de segurança, utilizando todo o potencial das tecnologias

instaladas segundo critérios de utilidade objectiva. Nestas páginas irá ser apresentado

apenas as vantagens da domótica na gestão da segurança de um edifício, prescindindo

de uma abordagem exaustiva das características e pormenores dos sistemas

convencionais.

Alarme

As centrais de alarme apresentam hoje um nível tecnológico apreciável,

oferecendo novas funcionalidades, como por exemplo:

• Activação/desactivação remota por telefone, rádio ou sensor de proximidade (porta-

chaves ou cartão de crédito);

• Sinalização local de ocorrência através de contactos de tensão;

• Comunicação com sistemas de domótica, como por exemplo, o EIB ou o X10.

Na escolha da central deve ter em conta o tipo de sistema: tradicional com

cablagem, ou sem fios.

Perante a detecção de uma ocorrência, o sistema de domótica é informado pela

central de segurança.

Por exemplo: Em caso de intrusão no espaço exterior, a central sinaliza a

ocorrência que vai implicar uma actuação do sistema de domótica, que poderá limitar-se

a enviar um aviso remoto e actuar a sirene, ou poderá também ligar os projectores

exteriores (se for de noite), ligar o sistema de rega, fechar todos os estores, ligar a

iluminação interior por forma a simular presença, emitir uma simulação sonora da

chegada da polícia ou de um ataque canino ou, se os houver, soltar automaticamente os

cães, etc.

Se a central tiver capacidade de comunicação através do protocolo do sistema de

domótica, então a interacção é perfeita.

Todo o potencial de comunicação de e para o edifício como sejam o telemóvel, o

PDA, o comando remoto por infra-vermelhos ou rádio, os interfaces locais, etc., são

utilizáveis pela central de alarme através do sistema de domótica. Assim, em qualquer

ponto do edifício ou do exterior, um utilizador pode saber qual o estado da central,

activar/desactivar uma ou mais zonas, acrescentar um novo dispositivo de segurança,

etc.

No mesmo exemplo, o utilizador do edifício ao ser informado da ocorrência de

uma intrusão, pode remotamente verificar o que se passa através do sistema de

vigilância de vídeo, e se entender acrescentar medidas de coacção, ou caso entenda

tratar-se de um falso alarme, anular as medidas entretanto executadas.

Intrusão

A intrusão é a ocorrência mais perturbadora de todas. Todos tememos pela ideia

de estranhos na nossa ausência, violarem a nossa privacidade, invadindo o nosso

espaço, roubando e destruindo a nossa propriedade. Assim, a cada dia que passa vão-se

multiplicando as preocupações às quais o mercado tenta responder com as mais variadas

soluções.

Desde a utilização de estores de segurança, vidros à prova de bala e portas

blindadas, à colocação de barreiras e detectores de intrusão, com ou sem medição

volumétrica, detectores de quebra de vidros, detectores de abertura de janelas, portas,

estores ou clarabóias, tudo serve para dificultar ao máximo a tarefa de quem um dia

queira entrar em nossa casa sem permissão.

Para além da utilização das tradicionais sirenes, um sistema de domótica permite

articular as funcionalidades da casa de forma a tentar evitar a intrusão, e se esta

acontecer, de modo a minimizar os riscos para quem nela se encontra. Entre as

funcionalidades mais comuns temos:

• Abertura e fecho automático e criterioso de portas e estores, facilitando a saída do

intruso mas limitando a possibilidade de movimentação no interior;

• Simulação da presença por actuação concertada e aparentemente aleatória de

iluminação e estores;

• Intimidação por iluminação automática das áreas invadidas e fecho automático de

estores, e pela colocação nas televisões da imagem do intruso.

A simples recepção de pessoas desconhecidas em casa, por exemplo nas

entregas ao domicílio, é um factor de perigo acrescido. A resposta encontra-se na

construção de áreas privadas onde o acesso pode ser concedido remotamente. Trata-se

de pequenas áreas com portas para o exterior e interior, onde a abertura das portas pode

ser efectuada a partir do interior da casa, remotamente a partir de um telemóvel ou

internet ou a partir do exterior com controlo de acesso.

Desta forma, quem pretender efectuar uma entrega vai limitar-se a entrar nesta

área, não podendo em momento algum estabelecer contacto pessoal. A comunicação

necessária faz-se pelo sistema de vídeo, onde todos os movimentos são registados. Esta

comunicação pode ainda estabelecer-se da área privada para o interior da casa ou para

um telemóvel.

Através do sistema de domótica do edifício, torna-se possível articular a gestão

dos recursos com as restantes funcionalidades da casa como a autonomia de energia,

combustível e água, a vigilância vídeo, a intercomunicação, etc., optimizando assim a

eficácia da utilização do refúgio.

Fuga de gás

Com a distribuição generalizada de gás no território continental, a utilização

desta forma de energia mais limpa e económica, acarretou novas preocupações

relacionadas com a segurança, ainda agravadas pelo facto de o gás canalizado ser

inócuo. São muitas as aplicações deste combustível a nível doméstico, verificando-se no

aquecimento, na preparação de alimentos e até na secagem de roupa.

Se a qualidade do projecto e a qualidade do instalador são os factores de

segurança mais relevantes, em caso de fuga é fundamental dispormos de meios de

detecção com corte automático de abastecimento, e aviso local e remoto da ocorrência.

Por precaução, em caso de ausência prolongada dos habitantes, por exemplo um período

de férias, o edifício deverá permitir o corte do abastecimento.

Antecipando o regresso, o abastecimento será automaticamente restabelecido

para que o aquecimento central volte a aquecer o edifício, naturalmente no caso de o gás

ser o combustível utilizado.

Nível e fuga de combustível líquido

Em alternativa ao gás, normalmente em edifícios com expectativa de consumos

elevados de energia ou onde o gás canalizado não exista, é cada vez mais frequente a

opção por combustíveis líquidos derivados do petróleo, como por exemplo, o gasóleo. O

armazenamento destes combustíveis deve ser cuidadosamente estudado, nomeadamente

o tipo de reservatório, o local de instalação, a necessidade de ventilação, a capacidade

de detecção de fuga e o volume da bacia de retenção (nunca inferior ao volume do

próprio depósito).

Em caso de fuga, a ocorrência deve ser imediatamente assinalada local e

remotamente, em simultâneo com a colocação fora de serviço da caldeira.

Caso exista um sistema alternativo de aquecimento, o sistema de domótica irá accioná-

lo evitando a diminuição dos níveis de conforto.

A monitorização do nível de combustível relacionado com a evolução do

consumo de energia permite calcular a autonomia, e assinalar a necessidade de compra

de mais combustível caso esta seja inferior ao limite estabelecido.

A informação de necessidade de compra pode ser simultânea com o envio por e-

mail, sms ou fax da nota de encomenda ao fornecedor habitual.

Quando este apresentar a factura, a quantidade do combustível facturado poderá

ser confrontada com a quantidade efectivamente fornecida, calculada pelo sistema

através da diferença de nível antes e após o enchimento.

Inundação

As inundações quando ocorrem, trazem normalmente associadas prejuízos

elevados com reparações e reposições de pavimentos, tectos, máquinas, tapetes, etc.

Para além dos prejuízos económicos directos, temos de contabilizar também os

prejuízos devidos ao tempo desperdiçado e devidos aos transtornos provocados pela

impossibilidade de utilização do edifício.

A detecção de inundações, normalmente instaladas nas casas de banho, cozinhas,

casa das máquinas das piscinas, etc., permite ao sistema efectuar o corte automático da

água e emitir um aviso local e remoto da ocorrência. O abastecimento da água só é

reposto quando a anomalia é identificada e resolvida, garantindo-se assim a máxima

protecção.

As fugas de água com caudais extremamente reduzidos devem-se a fugas no

autoclismo ou torneiras, ou a fugas na tubagem. Embora insignificantes do ponto de

vista do valor da água, ao longo do tempo podem provocar prejuízos muito elevados em

paredes, tectos ou louças sanitárias. A sua detecção é efectuada através da quantificação

de água gasta durante os períodos em que não deva haver consumos, ou seja na ausência

das pessoas e descontando a água gasta na rega e na reposição da água da piscina. Em

caso de detecção de fuga, o sistema repete o procedimento da detecção de inundação,

embora só deva cortar o abastecimento por opção do utilizador.

Incêndio

Qualquer sistema de segurança permite a detecção de incêndio, por detecção de

fumo ou temperatura, e activa as sirenes em simultâneo com o envio de alarmes

remotos.

Um sistema de domótica permite em caso de incêndio actuar sobre os

equipamentos eléctricos, por exemplo, abrindo imediatamente os estores para facilitar a

saída de fumos, e desligando todos os equipamentos imprescindíveis, devendo os

restantes ter a sua alimentação eléctrica estabelecida por cabos com elevada resistência

ao fogo. Permite ainda multiplicar as formas de envio dos alarmes remotos, através do

recurso ao envio de e-mail, fax, mensagens sms, etc..

Vigilância

Ao ser instalado um sistema de vigilância no interior ou exterior de um edifício é

necessário ter em conta diversos factores. Depois de clarificado o objectivo do sistema,

há que optar pelo tipo de câmara, tipo de controlo, e tipo de registo.

A escolha do número e tipo de câmaras, bem como da respectiva montagem,

deve ter em conta as seguintes questões:

• É necessário usar câmaras a preto e branco ou cor? Ou ambas?

• Quais as áreas a necessitar de cobertura?

• Qual o período de funcionamento das câmaras e qual a autonomia que pretendo?

• Quantas câmaras são necessárias?

• Quais os tipos de locais onde vão ser instaladas, interior, exterior, à intempérie, etc..

• É necessário usar câmaras “wireless”?

Relativamente aos registos, actualmente o registo digital é o mais utilizado, já

que relativamente aos registos analógicos, são cada vez mais autónomos, mais eficazes

e cada vez mais económicos.

Nos registos digitais, a configuração do sistema e a manipulação das imagens

torna-se totalmente intuitiva, permitindo com toda a facilidade a execução de arquivos

digitais em CD ou DVD.

Por outro lado, estes sistemas utilizam totalmente os recursos das novas

tecnologias, permitindo a visualização remota das imagens, e a consulta remota dos

registos através de um vulgar “browser”. Outra característica importante destes sistemas

é a capacidade de enviar, via e-mail o registo de qualquer ocorrência, anexando para tal

as respectivas imagens.

As ocorrências podem ser definidas através de entradas de sinais, por exemplo,

sinal de intrusão a partir da central de alarme, ou podem ser definidas automaticamente

a partir da detecção de movimento pela análise digital das imagens.

Gestão Técnica

A gestão técnica deve garantir a eficiente monitorização do estado de

funcionamento e anomalias de todos os aparelhos de protecção eléctrica. Para isso, é

necessário projectar e equipar os quadros eléctricos dos dispositivos necessários para

que o sistema de domótica conheça o estado de funcionamento dos diversos aparelhos

de protecção, e em caso de disparo, avaria ou intervenção técnica, possa actuar em

conformidade com os procedimentos estabelecidos.

Podemos estabelecer três níveis diferentes de prioridades, divididas da seguinte

forma:

• Nível 1: a ocorrência origina um alarme generalizado com mensagens para todos da

lista – usado, por exemplo, nos aparelhos de protecção dos sistemas de segurança,

aparelhos de protecção contra descargas atmosféricas, ou aparelhos de protecção dos

circuitos dos frigoríficos e arcas congeladoras.

• Nível 2: a ocorrência origina um alarme parcial com mensagens apenas para parte da

lista – usada, por exemplo, nos aparelhos de protecção de circuitos de iluminação não

essenciais para a segurança.

• Nível 3: a ocorrência apenas origina um registo no sistema de supervisão, sem

qualquer notificação de alarme – usado, por exemplo, em aparelhos de protecção a

circuitos de iluminação decorativa.

A boa gestão técnica de uma instalação eléctrica é fundamental para assegurar o

bom funcionamento eléctrico de todos os equipamentos instalados, e consequentemente

das suas funcionalidades. Normalmente, a gestão técnica está integrada no resto do

sistema, existindo um único software de supervisão e gestão de todo o edifício.

Software de supervisão

À imagem do que acontece em qualquer sistema de automação industrial, na

automação de edifícios deve existir um software de supervisão que permite a alteração

de parâmetros de conforto e segurança, consulta de eventos, análise de gráficos de

tendência, etc.

Local e remotamente, o utilizador pode consultar os registos dos alarmes

técnicos ou de segurança, visualizar as imagens captadas no edifício, ou visualizar a

evolução das temperaturas no interior e exterior ou o teor de cloro residual na água

potável ou na água da piscina, etc. Através desta ferramenta, ao utilizador é permitido

adaptar o seu sistema de domótica às necessidades e rotinas diárias, em tarefas como:

• Simulação de presença

• Controlo de acessos

• Cenários de conforto

• Programas horários de climatização

• Horário diário/semanal de despertar

• Ciclos de rega

• Ciclos de tratamento da água da piscina, etc.

O aspecto de um software de supervisão deve ser amigável e intuitivo, não

carecendo de formação específica para o manuseamento das suas funções principais.

Existem diversas interfaces possíveis:

• PC, fixo ou portátil;

• PC com display táctil;

• Consola táctil com comunicação com o sistema de domótica;

• PDA, computador de mão;

Com gestão de utilizadores e controlo de passwords, o software de supervisão é

uma ferramenta extremamente eficaz, optimizando a utilização racional dos recursos

tecnológicos dos edifícios.

Função de Comunicação

As capacidades de telecomando e de programação, aliam-se às potencialidades

técnicas da interactividade. A interactividade designa, por um lado, uma característica

da comunicação que é uma mesma condição da domótica: "trata-se de promover

sistemas, que pela padronização, podem comunicar entre si por intermédio de redes

auxiliares", e por outro lado, indica que o espaço do ambiente não será somente

interactivo, mas também "convivencial".

Difusão sonora / Intercomunicação

Os sistemas de difusão sonora mais vulgares são constituídos por uma rede de

comunicação onde transmitem digitalmente os dados: música, voz, sinais, etc.

A evolução tecnológica do analógico para o digital permitiu a inclusão de um grande

número de funcionalidades, como por exemplo:

• Intercomunicação;

• Vigilância de bebés;

• Estabelecimento de chamadas telefónicas dentro do sistema e para fora do sistema;

• Vídeo porteiro, etc.

Em cada zona o utilizador pode escolher a fonte sonora central que pretende

escutar, ou optar por introduzir uma fonte sonora local. Pode também escolher o volume

sonoro, afinar os graves e os agudos, programar a hora de despertar, o período de

adormecer, etc.

Embora normalmente os resultados obtidos sejam satisfatórios, há que ter

especial cuidado na escolha dos altifalantes cuja má qualidade pode implicar resultados

finais muito pobres.

A integração destes sistemas, nos sistemas de domótica permite a difusão

automática de avisos de alarme, sob a forma de mensagem de voz.

Comandos locais

A interface mais tradicional num edifício é o comando local, resumindo-se quase

sempre a teclas de uma ou duas funções básicas: ligar e desligar.

Nos sistemas de domótica, as interfaces são tipicamente mais evoluídas,

constituídas por teclas de elevado design e segurança, incluindo termóstatos digitais,

sensores de infravermelhos, displays digitais, etc. Outro tipo de interfaces são os painéis

tácteis, cada vez mais comum a cores, com apresentação gráfica dos estados dos

circuitos (ligado, desligado, aberto, fechado, etc.), e com a evolução das diversas

variáveis analógicas como, por exemplo, nível de gasóleo na caldeira, temperatura

interior e exterior, cloro na água da piscina, etc.

Estes painéis comportam-se como autênticos interfaces Web e multimédia,

possibilitando a visualização de imagens vídeo das câmaras de vigilância, de um leitor

de DVD, a leitura de ficheiros de música, o acesso à internet e à gestão do correio

electrónico.

Comandos à distância (no local)

A utilização de comandos à distância é tão natural que a sua presença

rapidamente se tornou indispensável para tarefas simples como mudar de canal na TV,

saltar de música no Hi-Fi, ou filme no leitor de DVD. Outras tarefas seguem-se como o

controlo de estores, cortinas ou toldos, o controlo de iluminação ou do sistema de

climatização.

A nova geração de aparelhos para comandos à distância vem dotada de

capacidade de no mesmo terminal serem programadas todas as funções dos restantes

comandos, estabelecendo cenários predefinidos que integram simultaneamente funções

multimédia, de conforto e segurança.

Comandos remotos (fora do local)

A necessidade de utilização de comandos remotos está a tornar-se cada vez mais

vulgar, permitindo aos utilizadores dar ordens de actuação de circuitos como ligar

iluminação, actuar sistemas de rega, ligar/desligar sistemas de aquecimento ou de ar

condicionado, ligar o micro-ondas, entre outros.

O controlo remoto de uma casa pode hoje em dia ser efectuado via telemóvel,

internet, etc.

A casa por sua vez pode comunicar com os seus utilizadores em situações

críticas como o são a actuação de alarmes (intrusão, incêndio, inundação, etc.) ou o

disparo de disjuntores de circuitos importantes como o frigorífico, arca frigorífica, etc.

enviando dados completos do ocorrido. Em certas circunstâncias, o sistema pode enviar

fotos digitais do local da ocorrência, anexadas a mensagens de e-mail geradas

automaticamente.

Rede Informática

Quer para a utilização da supervisão quer para o acesso à internet é

imprescindível hoje em dia pensar-se na ligação de mais do que um computador em

nossa casa, mediante a criação de uma rede de dados, permitindo desta forma que

diferentes computadores partilhem ficheiros e aplicações entre si, mas também que

tenham acesso à internet de forma partilhada, pagando assim apenas uma ligação e não

várias. Existem duas formas essencias de ligar os computadores em rede numa casa:

• criando uma rede com fios designada Cablagem Estruturada;

• ou uma Rede sem Fios (WLAN ou Wireless Local Area Network).

Rede sem Fios

Uma rede sem fios (também designada por WLAN ou Wireless Local Area

Network) é um meio flexível de comunicação de dados implementado como alternativa

(ou, por vezes como uma extensão) a uma rede cablada LAN dentro de uma casa ou de

um qualquer edifício.

As redes sem fios transmitem os dados sobre o ar, utilizando ondas

electromagnéticas, minimizando desta forma a necessidade de ligações físicas por cabo.

A vantagem principal de uma rede sem fios está no facto de garantir a conectividade de

dados, com a mobilidade dos utilizadores (por exemplo, aceder à internet com um

computador portátil sentado num banco de jardim, enviar um e-mail com um PDA

enquanto apanha sol junto à piscina, verificar o estado de um alarme ou acender luzes

no interior da casa calmamente no seu jardim) e, através de configurações simplificadas

permitem a criação de LAN móveis. Desta forma permite-se o acesso à rede em tempo

real em qualquer lugar dentro da sua casa ou no espaço exterior circundante à mesma.

As redes wireless oferecem grandes vantagens de produtividade, serviço, conveniência e

custo, relativamente às soluções de cablagem estruturada. A instalação de uma rede sem

fios pode ser muito rápida e fácil pelo facto de se evitar a necessidade de passar cabos

por paredes e tectos e, desta forma, não ser necessário pensar neste ponto durante a

construção de uma casa. Tem a vantagem adicional de chegar onde os cabos não

chegam (jardim, piscina, etc.).

As redes sem fios têm um investimento em equipamento de rede wireless

superior ao de uma rede cablada. Contudo, o custo global da instalação e as despesas do

tempo de vida da rede podem ser significativamente mais baixos, trazendo assim

grandes benefícios de longo prazo em ambientes dinâmicos e com grande mobilidade.

Estas redes sem fios podem ser construídas de forma escalável, evoluindo de

redes para poucos utilizadores (no caso de uma casa ou de uma pequena empresa) até

redes com infra-estruturas complexas para centenas de utilizadores que cobrem áreas

mais vastas (grandes edifícios de escritórios, condomínios fechados, espaços de lazer e

multiusos, complexos turísticos junto à faixa costeira em que é mesmo possível o acesso

à rede a partir de um barco ou iate em distância até aos 3 ou 4 Km do empreendimento).

Acesso à internet

Hoje em dia, com mais de 600 milhões de utilizadores da internet a nível

mundial e em Portugal com 50% da população ligada, é perfeitamente vulgar termos em

casa pelo menos um computador com acesso à internet.

Em alguns condomínios fechados e edifícios de apartamentos destinados ao

segmento com maior poder de compra começam também já a existir casas com pré-

instalação de rede em cablagem estruturada com ligações em fibra óptica entre os

principais edifícios e blocos de vivendas que, por sua vez, têm contratada uma ligação

permanente à internet que faz já parte do condomínio.

No mercado, em empreendimentos habitacionais destinados ao segmento médio-

alto (sobretudo em casas destinadas a executivos), começa a ser também vulgar a

colocação em cada casa não apenas de um ponto de rede mas antes a distribuição em

rede nas principais divisões (ex: escritório, salas, quartos, cozinha) todos ligados a um

concentrador (HUB) de comunicações e por sua vez este estar ligado a um equipamento

de comunicações (Router) que permita o acesso à internet (Router RDIS, de Cabo ou

mesmo ADSL), permitindo desta forma que, simultaneamente, diferentes utilizadores

(ou mais do que um computador) partilhem uma mesma ligação à internet e sem

acréscimo de custos.

Futuramente estão previstos também outros tipos de ligação à internet como a

ligação via televisão digital interactiva e a ligação via empresa fornecedora de energia

eléctrica (EDP em Portugal), sendo a comunicação de dados efectuada sobre as normais

linhas de energia eléctrica.

Principais Sistemas

Actualmente, existem disponíveis numerosas soluções comerciais. Podem ser

utilizados sistemas inicialmente desenvolvidos nos Estados Unidos, como o X10, o

CEBus (Consumer Electronics Bus), o SMART HOUSE e o LonWorks, ou sistemas

inicialmente desenvolvidos na Europa, como o BatiBUS, o EIB (European Installation

Bus) e o EHS (European Home Systems).

De todos ir-se-á abordar principalmente o X10 e o EIB visto serem estes objecto

de interesse para o módulo de domótica

Sistema X-10

Entre 1976 e 1978, a empresa Pico Electronics, sediada em Glenrothes (Escócia)

tentou desenvolver um sistema de automação doméstica que utilizasse a rede eléctrica

como meio de comunicação e que permitisse controlar de forma remota os aparelhos e

luzes de uma qualquer habitação.

Com vista a obter o apoio financeiro necessário para o desenvolvimento e

distribuição dos seus produtos, a Pico Electronics associou-se à BSR em 1978, o que

resultou na criação da X-10 Ltd, que desenvolveu o sistema X-10, tal como hoje se

conhece. Os fundadores da X-10 Ltd estabeleceram os seguintes princípios no que diz

respeito à manufactura e comercialização dos seus produtos:

• Os produtos deveriam possuir circuitos integrados com objectivos de desempenhos

específicos, isto é, adequados à aplicação;

• A manufactura desses produtos deveria ser barata e feita em grandes quantidades;

• Os produtos deveriam ser introduzidos no mercado a preços bastante acessíveis.

Posteriormente foi estabelecido um acordo com a Sears, Roebuck and Company,

e com a Radio Shack. Em 1979 a X-10 Ltd começou a distribuir o sistema X-10 a estas

duas empresas que, por sua vez, o introduziram com sucesso no mercado.

O financiamento dos produtos X-10 foi feito pela BSR, desde 1978 até Julho de

1984, mas a partir deste momento, devido a dificuldades financeiras sentidas pela BSR,

o mesmo passou a ser efectuado pela X-10 (USA) Inc. (subsidiária da BSR-USA), a

qual passou controlar todo o marketing do X-10. Em 1987 a X-10 Ltd comprou a parte

correspondente à BSR e assumiu todas as actividades de marketing do X-10. Foi

também em 1987 que a X-10 Ltd estabeleceu a sua primeira fábrica em Shenzhen, perto

de Hong Kong, na província Guangdong da China. Por volta do início da década de 90,

a capacidade de produção deixou de ser adequada, pelo que, em 1993, a X-10 Ltd

mudou-se para uma nova fábrica, também em Shenzhen, o que triplicou a sua

capacidade de produção.

Controladores e Módulos

A linha de automação doméstica criada pela companhia X-10 Ltd baseia-se em

dois componentes básicos: controladores e módulos receptores. A comunicação entre

estes dispositivos é feita pela rede eléctrica – os primeiros enviam sinais (comandos),

que são recebidos pelos segundos.

Os módulos receptores são simples adaptadores que se ligam entre o dispositivo

a controlar (por exemplo, um aparelho electrodoméstico ou uma lâmpada) e a rede

eléctrica.

Existem duas classes básicas de módulos receptores: os módulos de lâmpadas e

os módulos de aplicativos. Os primeiros permitem ligar/desligar e efectuar o dim/bright

(diminuição/aumento do nível de intensidade luminosa) das lâmpadas incandescentes.

Os segundos usam um relé para ligar/desligar qualquer aplicativo que a eles se encontre

ligado, pelo que permitem controlar motores, lâmpadas fluorescentes, etc.

Os controladores enviam comandos pela rede eléctrica para os módulos a fim de

controlar os dispositivos que lhes estão ligados. Tais controladores podem ser simples,

isto é, possuir um número reduzido de comandos, ou então ser mais complexos, com

relógio integrado e acesso telefónico. Em geral, qualquer controlador pode ser usado

para controlar qualquer módulo. Além disso, os mesmos módulos podem ser

controlados por mais do que um controlador.

Posteriormente à criação de controladores e módulos que comunicavam

exclusivamente através da rede eléctrica, foram desenvolvidos outros, cuja infra-

estrutura de comunicação se baseia em radiofrequência ou infravermelhos e que permite

implementar funções que não se adequam a uma comunicação via rede eléctrica.

Muitos dos controladores são operados manualmente pelo utilizador. Ao pressionar os

botões existentes no controlador, o utilizador selecciona o módulo e a acção (função) a

ser executada.

Por exemplo, para acender uma lâmpada endereçada pelo módulo 8, o utilizador

pressiona o botão 8, seguido pelo botão "ON". Cada botão, ao ser pressionado, faz com

que o controlador transmita um pacote de informação pela rede eléctrica. Assim, por

exemplo, para acender uma lâmpada são transmitidos dois pacotes: o primeiro,

identificando o módulo a controlar; o segundo, enviando a função a ser executada.

O sistema X-10 possui um conjunto básico de funções (ou comandos) que

podem ser executados pelos módulos de lâmpadas e de aplicativos (os módulos de

aplicativos apenas podem executar três das funções existentes no conjunto). A Tabela

A-1 e A-2 representa o conjunto básico de funções.

A selecção de um módulo é feita recorrendo ao seu endereço. Os endereços X-

10 são constituídos por duas partes: código de casa (House Code) com 4 bits e código

de unidade (Unit Code), também com 4 bits. A primeira corresponde a um determinado

circuito de comando e tem 16 posições possíveis (de A a P), enquanto que a segunda

corresponde a uma zona de um determinado circuito de comando e tem também 16

posições possíveis (de 1 a 16).

Em geral, numa determinada casa, é atribuído o mesmo código de casa aos

controladores e aos módulos, sendo o código de unidade utilizado para seleccionar cada

um desses módulos em particular. O código de casa é usado para separar módulos que

podem estar instalados em casas ou apartamentos adjacentes, mas que partilham a

mesma rede eléctrica. Podem-se utilizar vários códigos de casa na mesma casa desde

que não se verifique interferência com casas vizinhas. Os códigos de casa e de unidade

são atribuídos aos módulos e aos controladores mediante o uso de selectores rotativos

Tal como foi mencionado anteriormente, para seleccionar o módulo e para que

seja, por ele, executada uma função específica, devem enviar-se dois pacotes que

correspondem a dois tipos de comandos: comandos de endereços e comandos de

funções. Os primeiros identificam os módulos que se pretendem controlar e os segundos

a função a desencadear pelo módulo.

Quando o controlador envia um comando de endereço, os módulos com esse

endereço passam a estar receptivos ao comando de função que está para chegar. Deste

modo, assim que o recebem, executam a ordem.

Comunicação no X-10

O protocolo de comunicação X-10 consiste no envio de sinais binários pela rede

eléctrica, usando uma portadora em amplitude (Amplitude Shift Keying - ASK) a 120

KHz. As transmissões X-10 são sincronizadas com a transição pelo zero da frequência

da linha de potência AC (50Hz), uma vez que o ponto de passagem por zero possui

menos ruído e está sujeito a menor interferência por parte de outros dispositivos ligados

à rede eléctrica.

A presença de uma modulação em amplitude de 120KHz durante 1ms, na

passagem por zero da onda sinusoidal, é usada para representar os símbolos binários

que são transmitidos: o 1 e o 0. O primeiro é representado pela presença da modulação

em amplitude de 120KHz, enquanto que o segundo é representado pela sua ausência. Os

receptores são sincronizados para receber a portadora 120KHz, a cada passagem por

zero da onda de 50Hz.

Figura A-1 – Modulação em amplitude de 120KHz na passagem por zero da linha de

potência AC de 50Hz. Qualquer passagem por zero pode ser utilizada, tanto no sentido

positivo como no sentido negativo.

A primeira passagem por zero pode ser uma transição positiva ou negativa e

depende unicamente de quando ocorre a primeira modulação em amplitude no início da

mensagem, uma vez que os receptores usam as primeiras modulações em amplitude

para começar a contar os bits da mensagem.

Devido às necessidades de potência por parte do equipamento comercial, são

geralmente utilizados sistemas de distribuição de energia de três fases, pelo que cada

onda AC corresponde a cada uma das fases do sistema de distribuição de energia.

Assim, se o transmissor estiver numa fase e o receptor numa das outras duas, as

mensagens não são recebidas por falta de sincronismo entre aqueles, no que diz respeito

às passagens por zero. Para resolver este problema, a modulação em amplitude de

120KHz é transmitida três vezes, para coincidir com as três passagens por zero das três

fases do sistema de distribuição de energia.

Mensagens X-10

Cada mensagem X-10 é constituída por 13 bits distribuídos por três campos: 4

correspondentes ao campo código de início (start code), 4 ao campo código de casa

(house code) e 5 ao campo código de unidade (unit code) ou ao campo código de função

(function code). A transmissão completa da mensagem X-10 inclui 11 ciclos de

potência: os dois primeiros representam o código de início, os quatro seguintes, o

código de casa e os 5 últimos, o código de unidade ou o código de função.

A Figura seguinte mostra o formato da mensagem.

O campo código de início, constituído por 4 bits, é usado para alertar os

receptores de que está a chegar uma nova mensagem. Cada bit deste campo é

transmitido num meio ciclo AC, constituindo uma excepção à transmissão padrão dos

símbolos (um ciclo por bit).

O campo código de casa possui o código da casa que varia de A a P. Por fim, o

último campo da mensagem corresponde ao campo código de unidade ou ao campo

código de função. A distinção entre estes dois campos é efectuada através do último bit,

designado por bit de função (function bit). Se este estiver a 0, os 4 bits precedentes

correspondem ao campo código de unidade e contêm o endereço do módulo X-10 a

controlar. Se estiver a 1, os 4 bits precedentes correspondem ao campo código de função

e contêm a função a ser executada pelo módulo X-10.

Existem assim dois tipos de mensagens X-10, correspondentes às combinações

código de casa/código de unidade e código de casa/código de função.

Ao receber a primeira, o módulo X-10 fica apto a poder executar uma função

que lhe será enviada para o mesmo código de casa da primeira mensagem. Esta função é

transmitida na mensagem código de casa/código de função.

É possível endereçar vários módulos, enviando uma mensagem código de

casa/código de unidade correspondente a cada um dos módulos, tornando-os aptos a

receber uma mensagem código de casa/código de função e a executar a respectiva

função.

Pacotes X-10

A mensagem X-10 é sempre transmitida duas vezes, aos pares, num pacote de 26

bits, sem intervalo de ciclos entre as mensagens. Ao transmitir a mensagem duas vezes,

garante-se redundância na transmissão permitindo assim aos dispositivos receptores a

possibilidade de comparar as duas mensagens do pacote. Estes dispositivos podem usar

apenas uma das mensagens ou as duas. Entre a transmissão de cada pacote X-10 há um

intervalo de três ciclos de potência.

Os receptores necessitam de um mínimo de três ciclos de potência a seguir à

recepção de um pacote, para poderem receber o pacote seguinte. Os comandos BRIGHT

e DIM constituem uma excepção, já que na sua transmissão não existem intervalos entre

os pacotes X-10.

Sistema EIB

O sistema EIB (European Installation Bus) é um sistema aberto e de alta

fiabilidade, desenvolvido pela EIBA (European Installation Bus Association). Trata-se

de um sistema operativo distribuído, para controlo de redes, optimizado para o controlo

de casas e edifícios. O seu aparecimento surgiu como resposta às novas necessidades e

desenvolvimentos, entretanto verificados naquele domínio:

• Aumento do uso de sistemas de comando e de vigilância nos edifícios e

habitações modernas;

• Novas exigências de segurança e de conforto, nos mesmos edifícios e

habitações.

Tal evolução produziu uma maior complexidade e morosidade nas instalações

dos equipamentos, bem como um aumento dos riscos (em particular, riscos de incêndio)

e dos custos de instalação. Foi precisamente o aumento excessivo de cablagem e dos

condutores utilizados nas instalações do equipamento que motivou a procura de um tipo

de instalação simples, mais racional e flexível, no fundo o recurso a uma alternativa que

permitisse a descentralização das diferentes funções.

A tecnologia EIB é uma resposta a essa necessidade e baseia-se numa única

linha de comando de expansão radial que possibilita não apenas a transmissão de todas

as funções sem qualquer restrição, mas também a redução do número de cabos, dos

riscos de incêndio, sem aumentar os custos de instalação. Além disso, a técnica do bus é

apropriada para qualquer tipo de edifícios (sejam eles, por exemplo, residências,

escritórios, hotéis ou escolas).

Topologia de rede

O sistema EIB é um sistema distribuído ponto a ponto (cada dispositivo

comunica directamente com os restantes, o que se traduz por uma resposta mais rápida),

que pode conter até 11520 dispositivos repartidos em 15 areas onde cada área contem

12 linhas e cada linha pode ter um maximo de 64 dispositivos.

15 Areas * 12 Linhas * 64 Elementos = 11520 a ligar num sistema EIB

.

Meios de Transmissão

O sistema EIB pode ter como suporte os seguintes meios de transmissão:

• EIB.TP - par entrelaçado (9600 bit/s);

• EIB.PL - rede eléctrica (1200/2400 bit/s);

• EIB.RF - radiofrequência;

• EIB.net2 - (10 Mbit/s em Ethernet);

• EIB.IR - infravermelhos;

• EIB.MMS - permite adicionar serviços multimédia dedicados.

Funções do EIB

Destacam-se algumas funções básicas tendo em conta que estas não são

exclusivas do sistema.

Comutação: O sistema EIB liga ou desliga os receptores de modo automático ou

manual.

Controlo e regulação: Partindo dos valores medidos e dos parâmetros previamente

programados, o sistema EIB controla por automaticamente as funções domóticas.

Avisar: Através de displays de informação, o sistema EIB informa o utilizador dos

parâmetros.

Vigilância: O sistema EIB regista os movimentos e os desvios dos valores físicos em

causa, vento, chuva, fogo, etc.

Alarme: O sistema EIB detecta alterações produzidas e liga sinais de alarme pertinentes.

Telefone: Através do telecontrolo o sistema EIB pode transmitir ou receber ordens de

actuação.

Medir: O sistema EIB mede, processa e indica os valores físicos.

Elementos de controlo

O EIB é um bus de dados descentralizado, que permite a comunicação directa

entre todos os participantes, dirigindo todas as funções através de uma única linha de

bus, isto é, sem necessidade de recorrer a qualquer unidade central. Também possibilita

a alimentação dos mesmos participantes.

Servindo-se apenas de dois fios, o EIB permite ainda interligar todos os componentes da

instalação.

Os participantes do bus são todos os componentes Instabus EIB dotados de

acoplador de bus (componente inteligente de cada participante), equipados com um

microprocessador que possui uma EEPROM parametrizável. Eis alguns desses

participantes:

• Botões de pressão (para efectuar o comando manual) - a sua função é gerar telegramas

na linha de Bus que farão agir os actuadores. Podem possuir 1, 2 ou 4 canais. Cada

botão é parametrizável por canal, podendo os diversos canais de cada botão ter

parametrizações diferentes. Estes botões poderão ser parametrizados para memorizar

cenários (cada um destes pode agrupar num comando simultâneo até 8 grupos

independentes de actuadores: iluminação, persianas, aquecimento, etc), sendo permitido

o comando de um cenário por canal;

SENSORES

Sensores interiores/exteriores - todos os sensores digitais são integrados no

sistema através de entradas binárias que transformam os sinais eléctricos destes em

telegramas para a linha de bus;

REG - Montagem em calha DIN (elementos compactos). REG_MODUL - Montagem em calha DIN (elementos modulares). Actuadores

Os actuadores recebem os telegramas emitidos pelos sensores dividindo-se em

dois grupos os actuadores de comutação e os actuadores de regulação

• Comandos de infravermelhos - consiste em três componentes: emissor, receptor e

descodificador de infravermelhos (descodifica e transforma o sinal eléctrico em

telegramas para a linha de bus);

• Saídas binárias - são contactos livres de tensão, com um acoplador de bus integrado

(EEPROM parametrizável), que operam consoante as informações enviadas através da

linha de bus, actuando directamente sobre os circuitos de potência;

• Entradas binárias - são participantes de bus de forma modular, com acoplador de bus

integrado, que permitem receber informações digitais, de sensores e outra aparelhagem,

transformando-as em telegramas na linha de bus que, por sua vez, farão actuar as saídas

binárias;

• Sistema de montagem rápida - sistema constituído por aparelhagem modular e em

forma de balastro e por unidades lógicas parametrizáveis de montagem em tecto falso.

Este sistema está dotado de cabos e fichas pré-fabricadas, reduzindo substancialmente o

tempo e custos de montagem.

Funcionamento do sistema EIB

O sistema é controlado por eventos. A sua espinha dorsal percorre todo o

edifício ou habitação. Os sensores e actuadores ligam-se à linha de bus. Uma vez

ligados todos os dispositivos, podem trocar informação que é transmitida em série, de

acordo com certas regras (protocolo de bus).

Para isso é necessário que a informação obtida pelos sensores seja armazenada

em pacotes ou telegramas. São estes pacotes que serão enviados, através do bus, a um

ou mais actuadores. Por exemplo, um sensor de luz pode não estar somente programado

para comunicar com certas lâmpadas, mas também para comunicar com as persianas das

janelas, enviando-lhes mensagens para abrirem ou fecharem, de acordo com a luz do

dia.

Para que tudo isto funcione, os sensores e actuadores possuem um endereço

físico. Deve então proceder-se a uma programação das configurações para decidir quais

sensores comunicam com quais actuadores. Isto permite a criação de uma única função

ou uma comunicação em grupo (criação de uma cena).

Em traços gerais o funcionamento de um sistema domótico EIB consiste em

fazer chegar a todos os sensores e actuadores de uma instalação EIB uma tensão de

aproximadamente 29 Vdc. Esta tensão é transmitida por um par entrelaçado de fios de

0.8 mm2 de secção. Os elementos sensores da instalação transmitem através do bus os

telegramas correspondentes às ordens que recebem do exterior (botão de pressão).

Todos os restantes elementos do bus recebem o telegrama mas só reagem os elementos

aos quais o telegrama é destinado (actuador).

Protocolo de Comunicação

Todos os dispositivos do sistema comunicam entre si utilizando sinais binários.

Em função do meio de transmissão ter-se-á diferentes velocidades de transmissão.

Quando se produz no bus EIB uma variação dos níveis de tensão diz-se que este está a

enviar um 0 (zero) lógico quando o sinal retorna a zero e nesse estado permanece diz-se

que o sistema está a enviar um 1 (um) lógico.

A mensagem é, no bus EIB, enviada segundo um mapeamento da informação. O

pacote de informação, que o emissor envia, tem uma série de dados estruturados e

quando chega ao receptor é devolvido numa trama de informação que indica se a

mensagem foi ou não bem recebida. Todos e cada um dos telegramas são divididos nos

campos da figura seguinte.

- Controlo. (8 bits) - Direcção do emissor. (16 bits)

- Direcção do destinatário. (16 bits +1 BIT) - Contador (3 bits) - Longitude. (4 bits) - LSDU (Link Service Data Unit): Informação a transmitir (hasta 16x8

bits) - Byte de comprovação. (8 bits)

Transmissão da informação (Telegrama)

A transmissão da informação do sistema EIB é realizada através de telegramas

para que quando se produz uma acção (por ex: detecção de fumo) o mecanismo

responda enviando um telegrama ao bus. Se o bus não está ocupado começa o processo

de transmissão. Uma vez emitido, o mecanismo comprova se a recepção é correcta. Se a

recepção é incorrecta o envio volta-se a repetir, o que se pode dar até três vezes. Se o

telegrama manda uma mensagem a dizer que o bus está ocupado o dispositivo que envia

o telegrama espera um momento e volta a envia-lo outra vez. Se o mecanismo que envia

o telegrama não recebe acesso ao bus, este, interrompe a transmissão.

Quanto á velocidade de transmissão pode-se afirmar que com 9600 bits por

segundo são enviados ou recebidos 40 a 50 telegramas por segundo.

Para se saber como são estes telegramas veja-se a figura seguinte.

As tramas EIB, denominadas EIB Protocol Data Unit, ou também por

"telegramas", podem ter um tamanho variável e transportar, cada uma, até 14 bytes de

dados (mais recentemente pode ir até 256 bytes).

Instalação da linha e dos seus componentes

A instalação é muito simples, e consta de um par trançado de fios denominado

bus EIB. Por este cabo circula uma tensão de aproximadamente 24Vdc proporcionada

pela fonte de alimentação do bus. Todos os sensores e actuadores também deverão ter

tensão para desempenharem as suas funções no circuito eléctrico.

A estrutura do bus, dento de uma linha, pode ser em linha em estrela ou árvore.

Ao passar o cabo é necessário ter em conta as seguintes regras

• Máxima distancia do bus entre fonte de alimentação e um elemento do bus: 350 m.

• Máxima distancia do bus entre dois elementos da mesma linha: 700 m. • Máxima distancia do bus na mesma linha: 1.000 m

Nos módulos DIM a comunicação entre os módulos é feita através de um bus

adesivo que interligará todos os módulos.

Instalação básica para um circuito de regulação de lâmpadas de halogéneo.

Ferramentas do sistema

Neste sistema são utilizadas as seguintes ferramentas:

• ETS (EIB Tool Software) - usada no projecto e na configuração do sistema. Nela, o

utilizador lida com itens facilmente reconhecíveis e que representam produtos. Todos

estes possuem interfaces mediante as quais podem ser ligados, de forma a constituírem

aplicações distribuídas numa rede EIB;

• ETE (EIB Tool Environment) - plataforma aberta para desenvolvimento de software.

Critérios de Escolha

Quando alguém decide pela primeira vez adquirir um sistema de domótica,

depara-se invariavelmente com dúvidas:

• Quais as diferenças essenciais entre os sistemas que são propostos;

• E qual deles será o mais adequado.

Antes de tomar qualquer decisão, deve ter-se em conta os factores mais

importantes do ponto de vista do consumidor final:

• O sistema de domótica deve garantir total fiabilidade, caso contrário é preferível a

opção tradicional.

• Assim, para além da qualidade de fabrico dos seus componentes, há a acrescentar a

importância da “inteligência” estar distribuída pelos diversos dispositivos, e não

concentrada em apenas um, ou alguns elementos de cujo funcionamento, todos os

restantes dependem. Em caso de avaria de um componente, todos os restantes devem

assegurar um funcionamento perfeitamente normal, à imagem do que acontece num

sistema tradicional.

• O sistema de domótica deve ter capacidade para superar não só os requisitos actuais,

mas principalmente os requisitos futuros. Um sistema que já está limitado nas suas

capacidades no momento da concepção, estará muito ultrapassado quando for utilizado.

• O sistema domótico escolhido deve ter a manutenção garantida por um período nunca

inferior a 20 anos, com custos justos, proporcionais ao custo e desempenho da

instalação.

A escolha de um sistema de domótica é uma decisão importante, que

acompanhará durante décadas a vida do edifício e dos que nele habitam ou trabalham.

Uma vez escolhido, o sistema não deve impor a utilização de uma marca ou fornecedor

únicos, deixando o comprador totalmente à mercê de políticas comerciais que lhe são

totalmente alheias.

Sistemas Abertos

Os sistemas não proprietários abertos como por exemplo o X10 e o EIB,

permitem um leque alargado de escolha de produtos, fabricantes e fornecedores.

Por sua vez, a facilidade de dispersão da tecnologia leva ainda à adesão de novos

fabricantes e fornecedores, aumentando progressivamente a base de sustentação do

protocolo, e oferecendo novas garantias de qualidade aos clientes finais.

Entre os dois sistemas, as principais diferenças são:

• Modo de transmissão da informação:

O sistema EIB utiliza um Bus próprio (2 fios a interligar todos os componentes), com

excepcional garantia de fiabilidade de transmissão, mas com maiores custos de

instalação;

O sistema X10 utiliza os condutores de potência da própria instalação, permitindo

custos mais reduzidos na montagem, mas dificultando a possibilidade de

estabelecimento de instalações mais exigentes como edifícios de uso colectivo ou

edifícios de elevada complexidade tecnológica.

• Dispersão geográfica da sua influência:

Enquanto o sistema X10 se encontra mais divulgado nos EUA, o EIB tem muito maior

divulgação na Europa, essencialmente na União Europeia.