sistema microprocessado para automação residencial...
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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