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

  • 6

    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

  • 7

    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

  • 8

    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

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