sistema microprocessado para automação residencial...

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

CAMPUS DE CURITIBA

CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELTRICA

GUILHERME BURDINSKI TAVARES

GUSTAVO HENRIQUE BRESSAN BATISTA

WILLIAN PRESTES DE RAMOS

SISTEMA MICROPROCESSADO PARA AUTOMAO

RESIDENCIAL BASEADO EM POWER LINE COMMUNICATION VIA

PROTOCOLO X-10

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

CURITIBA

2013

GUILHERME BURDINSKI TAVARES

GUSTAVO HENRIQUE BRESSAN BATISTA

WILLIAN PRESTES DE RAMOS

SISTEMA MICROPROCESSADO PARA AUTOMAO

RESIDENCIAL BASEADO EM POWER LINE COMMUNICATION VIA

PROTOCOLO X-10

Proposta de Trabalho de Concluso de Curso de Graduao, apresentado disciplina de Metodologia Aplicada ao TCC do curso de Engenharia Industrial Eltrica nfase em Eletrotcnica e Engenharia Industrial Eltrica nfase em Automao do Departamento Acadmico de Eletrotcnica (DAELT) da Universidade Tecnolgica Federal do Paran (UTFPR), como requisito parcial para obteno do ttulo de Engenheiro Eletricista. Orientador: Prof. Me. Amauri Amorin Assef

CURITIBA

2013

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1.1- Receptores X-10 ..................................................................................... 10 Figura 1.2 - Exemplo de uma rede Domtica ............................................................ 11 Figura 1.3 - Envio de bits pela tenso AC ................................................................. 12 Figura 1.4 - Representao de uma transmisso no padro X-10 ............................ 12

LISTA DE TABELAS

Tabela 1.1 - Comparao dos principais protocolos de comunicao via rede eltrica .................................................................................................................................... 8 Tabela 1.2 - Cdigos de comandos no padro X-10. ................................................ 13 Tabela 1.3 - Exemplo de Transmissores e Receptores do sistema X-10. ................. 14

LISTA DE SIGLAS

ANEEL Agncia Nacional de Energia Eltrica

AURESIDE Associao Brasileira de Automao Residncia

Bit Estado logico 1/0

Burst Pico de sinal

CEBus Consumer Electronic Bus

Datasheet Folha de dados tcnicos do fabricante

Dimmer Regulador de intensidade de luz

DIP Domotics Integration Project

EHS European Home Systems

EIB European Installation Bus

EUA Estados Unidos da Amrica

FGV Fundao Getlio Vargas

Header Sequncia de bits iniciais do frame

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

LonWorks Local Operating Network

LTDA. Limitada

PLC Power Line Communications

TCC Trabalho de Concluso de Curso

UTFPR Universidade Tecnolgica Federal do Paran

Wireless Rede sem fio

X-10 Protocolo de Comunicao

SUMRIO

1 INTRODUO ..................................................................................................... 6 1.1 TEMA ............................................................................................................. 6

1.1.1 Delimitao do tema ................................................................................ 6 1.2 PROBLEMA E PREMISSAS ........................................................................ 15 1.3 OBJETIVOS ................................................................................................. 15

1.3.1 Objetivo Geral ........................................................................................ 15 1.3.2 Objetivos especficos ............................................................................. 16

1.4 JUSTIFICATIVA ........................................................................................... 16 1.5 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS ..................................................... 17 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO ..................................................................... 18 1.7 CRONOGRAMA ........................................................................................... 19 1.8 REFERNCIAS ............................................................................................ 20

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1 INTRODUO

1.1 TEMA

1.1.1 Delimitao do tema

Segundo dados divulgados do Censo Demogrfico brasileiro, realizada pelo

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (IBGE) em 2010, vm ocorrendo

mudanas no perfil demogrfico e nos hbitos da populao brasileira, destacando-

se o aumento da expectativa de vida, a reduo do nmero de filhos, o aumento da

mo-de-obra feminina no mercado de trabalho e o aumento da violncia nos

grandes centros urbanos, fato este que acarreta no sentimento de amedrontamento

da sociedade atual. A ideia de que viver em coletividade oferece segurana, h

muito tempo foi extinta. Em contraponto, cada vez mais natural, o sentimento de

insegurana e de busca pelo isolamento como formas de proteo contra a violncia

presente, especialmente, nos grandes centros urbanos.

Aliado a estes fatores, mudana nas caractersticas econmicas e sociais,

agregam novas necessidades das moradias das famlias, que de acordo com

pesquisa da Fundao Getlio Vargas (FGV) (2004, p.6), sobre oramentos

familiares, indicativos como: o crescimento por procura por servios de tele entregas,

o aumento das vendas pela internet, assinaturas de planos de banda larga, telefonia

e TV a cabo, bem como os servios remotos de vigilncia, apresentam-se como

fatores que, demonstram que a populao adquiriu, nos ltimos anos, novos hbitos

de consumo. Assim, o mercado imobilirio deve considerar a existncia atual de

uma classe de consumidores mais exigente, que tem procurado produtos e servios

com qualidade e diferenciao, e ainda, que as pessoas tm buscado agregar a

suas moradias, elementos que lhes proporcionam o aumento do conforto e

segurana. Esses fatores refletem-se diretamente nas novas necessidades das

moradias das famlias, devendo ser considerados na concepo dos novos projetos

habitacionais. (DIAS, 2004).

A palavra Domtica a juno da palavra latina Domus (casa) e do termo

Robtica. O significado est relacionado instalao de tecnologia em residncias,

com o objetivo de melhorar a qualidade de vida, aumentar a segurana e viabilizar o

uso racional dos recursos para seus habitantes. O conforto e a praticidade e outras

facilidades oferecidas pelos avanos tecnolgicos nas rotinas dirias domsticas do

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cidado comum, conseguem mudar definitivamente seus hbitos. A Associao

Brasileira de Automao Residencial (AURESIDE) (2005, p. 56), referindo-se

Domtica nas construes, assegura que construir com algum diferencial

atualmente uma ferramenta de marketing para o setor. Os mais jovens buscam

novidade; e os mais idosos segurana, ambos encontrados nos sistemas de

automao residencial. Sinnimos tais como Automao Residencial, Automao

Domstica ou Automatizao Residencial podem ser encontradas. Para

(WORTMEYER; FREITAS; CARDOSO, 2005) automao residencial representa o

emprego de tecnologias ao ambiente domstico, com o objetivo de propiciar

conforto, praticidade, produtividade, economia, eficincia e rentabilidade, com

valorizao da imagem do empreendimento e de seus usurios.

Segundo a Domotics Integration Project (DIP), Domtica ou tecnologia da casa inteligente a integrao dos servios e tecnologias, aplicados a residncias, flats, apartamentos, casas e pequenas construes, com o propsito de automatiz-los e obter aumento em relao segurana e proteo, conforto, comunicao e gerenciamento tcnico.

A incorporao da Domtica ao ambiente residencial composta de uma rede

de comunicao que permite a interconexo de uma srie de dispositivos,

equipamentos e outros sistemas, com o objetivo de obter informaes sobre o

ambiente residencial e o meio em que ele se insere, efetuando determinadas aes

a fim de supervision-lo ou gerenci-lo, desta forma permite o uso de dispositivos

para automatizar as rotinas e tarefas de uma casa.

A Domtica vem a beneficiar a qualidade de vida, sendo prtica e cmoda.

Possibilita o controle de vrios equipamentos de modo remoto, sendo uma

alternativa para melhorar o conforto em uma residncia. Com ela possvel habilitar

ou desabilitar equipamentos eletrnicos, alterar a luminosidade do ambiente,

controlar a temperatura do ar condicionado, realizar abertura de cortinas, janelas,

ser empregado em sistemas de alarme na interligao de seus sensores, dentro

outras.

O meio de transmisso um suporte fsico onde circula a informao trocada

entre os diversos dispositivos da rede de Domtica. Dispositivos como transmissores

e receptores comunicam entre si, ou com unidades centrais inteligentes, sendo

capazes de interpretar os dados recebidos e transmitir sinais, para efetuar

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acionamentos ou ajustes, a determinados equipamentos. Respondendo a suas

necessidades de comunicao, segurana, controle e gerenciamento das

instalaes. Segundo Teruel (2008), os principais meios de transmisso de dados

para integrar os dispositivos que realizam a automao de setores de uma

residncia so: rede eltrica - Power Line Communications (PLC), fibra ptica, rdio

frequncia, infravermelhos, cabo de par tranado e rede sem fio (wireless).

Este projeto ir convergir na soluo da integrao de mdulos de automao

residencial usando a tecnologia PLC. Para que os dispositivos conectados a rede

eltrica troquem informaes (dados) preciso o uso de um protocolo de

comunicao. O