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Automação Predial Conceitos e Aplicações Prof. Jamson Justi O sistema de automação predial (building automation), por sua modularidade e flexibilidade, geralmente é usado em contextos diferentes daqueles típicos da instalação residencial; No contexto de automação predial fala-se em automação em: lojas, supermercados, escolas, estruturas comerciais em geral, hotéis, etc.; Automação Predial e Residencial: Generalidades Uma das vantagens da automação predial é a Gestão (economia) da iluminacão, do aquecimento e do condicionamento dos ambientes; Exemplo 1: Em um escritório de grande porte, os comandos de luz podem ser executados com sensores e atuadores que se ligam/desligam dependendo da presença de pessoas no ambiente; Exemplo 2: Em hotéis, é possível alimentar eletricamente o quarto apenas com a entrada do cliente e desalimenta ́-lo automaticamente logo depois de sua saída. Podemos gerir e monitorar uma recepção por meio de um PC; Automação Predial e Residencial: Generalidades 3 Tudo aquilo que serve para automação residencial serve também para a predial; Exemplos: 1. Automatizar o comando de luz e persiana; 2. Criar cenários para uma reunião de negócios ou para a vitrine de uma loja de alta moda; 3. Monitorar o funcionamento e o consumo elétrico de um frigorífico; 4. Por um vídeo, pode-se controlar uma área inteira de um estacionamento e tudo aquilo que compete à seguranc ̧a do local; 5. Em hospitais é possível melhorar o conforto dos pacientes, em particular aqueles com deficiência motora. Pode-se de fato sinalizar a chamada à enfermagem, controlar o sistema de condicionamento do ar, entre outros benefícios. Automação Predial e Residencial: Generalidades 4 5 Principais diferenças entre automação Predial e Residencial Fonte: Prudente, 2017 6 Mansão residencial conectada em rede com um cabeamento interno particular chamado em inglês BUS (barramento) e Detector Infravermelho 1. Alarme; 2. Comandar abertura de portão; 3. Ligar lâmpada pela presença de pessoas. Fonte: Prudente, 2017 Sensor de infravermelho No Brasil a automação residencial (AR) surgiu como herança da Home Automation (EUA); Os primeiros sistemas no País vieram de fabricantes americanos; Na europa Domótica Definição, histórico e evolução Domus (casa) Robótica (controle automatizado) + 7 O que é automação residencial “É um processo que, usando diferentes soluções e equipamentos, possibilita ao usuário usufruir o máximo de qualidade de vida na sua habitação” Muratori, J. R; Dal Bó, P. H 8 Definição, histórico e evolução Há um esforço conjunto entre fabricantes de equipamentos, profissionais qualificados e associações com o objetivo de difundir a automação residencial; Automação residencial agrega valor na vida cotidiana dos moradores e valoriza o imóvel; O que era luxo antigamente é hoje uma realidade, o que era caro demais está se tornando acessível, mas ainda há muito o que se esclarecer. 9 Definição, histórico e evolução Pode-se fazer uma comparação com a evolução dos carros, o que antes era luxo, hoje é item de série (direção hidráulica, freios ABS, injeção eletrônica, vidro, trava e espelhos elétricos); As residência e prédios também estão em evolução, qualquer pessoa hoje consegue adquirir uma TV Full HD de 42 polegadas; têm-se também os portões automatizados, porteiro eletrônico, câmeras de monitoramento via internet; Também não podemos nos esquecer da sustentabilidade. 10 Definição, histórico e evolução Para muitos é status. Graças ao surgimento de novas empresas e fabricantes, os custos foram reduzidos consideravelmente; Automação residencial significa conforto; 1. Caminhos de iluminação ao chegar em casa; 2. Desligar toda iluminação ao ir dormir; 3. Sistema de irrigação liga sozinho se não choveu no dia anterior; 4. Controle de temperatura da água do Boiler. 1.Introdução à automação residencial 1.2 Benefícios alcançados 11 Há uma redução do consumo energético na residência ou do prédio; Estudos mostram que as lâmpadas quando limitadas em 90% da sua capacidade não causam nenhuma alteração visual (fluxo luminoso), portanto há uma ecnonomia de 10% de energia, além disso a dimerização das lâmpadas aumentam e muito o tempo de vida útil da mesma; Também deve-se pensar em pessoas com deficiência: comandos por voz, sensores de presença, proximidade, sensor de queda para enviar uma msg automatica para familiares ou parentes; Benefícios alcançados 12 Alguns dos fatores que levam pessoas a decidirem por automatização residencial: 1. Status; 2. Praticidade e conforto; 3. Segurança; 4. Economia de energia; 5. Valorização do imóvel; 6. Integração dos sistemas. 13 Benefícios alcançados O tipo de sistema a ser utilizado está diretamente ligado: 1. Estágio do andamento da obra; 2. Capital que se pretende investir; 3. Adoção de tecnologia adequada a essa instalação. 14 Benefícios alcançados O mercado brasileiro está aos poucos adquirindo características muito próximas às de mercados mais evoluídos; Há um novo profissional denominado de “Integrador de Sistemas Residenciais”; No exterior esse profissional é chamado de Systems Integrator / Electronic Systems Contractor; Há necessidade de vários profissionais envolvidos (pequena empresa). Estágio atual do mercado 15 Desenvolvedores / Licenciadores de Tecnologia Fabricantes / Importadores Distribuidores / Revendas Projetistas / Integradores / Instaladores Cliente final (consumidor ou empresa construtora) 16 Estágio atual do mercado Empresas de software; Alianças de fabricantes em torno de um protocolo; Laboratórios de eletrônica e/ou robótica/mecatrônica; Universidades. Desenvolvedores / Licenciadores de Tecnologia 17 Estágio atual do mercado Grandes grupos multinacionais; Empresas menores importadoras; Fábricas nacionais; Fabricantes / Importadores 18 Estágio atual do mercado Distribuem e revendem equipamentos para projetos domóticos: 1. Automação da Instalação elétrica Controladores inteligentes, softwares de controle e supervisão, relés, interfaces e temporizadores. Sensores diversos, detectores de gás e fumaça, de inundação e outros. Distribuidores / Revendas 19 Estágio atual do mercado 2. Gateways e softwares específicos para integração fornecimento de interfaces necessárias a integração com os sistemas domóticos, licenças de software de integração, IHM com aplicativos para tablets, smarphones e outras. 3. Gestão de energia Sistemas gerenciadores de consumo, medição de consumo de água e gás, equipamentos para proteção elétrica e de geração de energias alternativas. 20 Estágio atual do mercado 4. Acessórios e complementos: Motorização de persianas; Pisos aquecidos; Aspiração central a vácuo; Desembaçadores de espelhos; Irrigação automatizada; Fechaduras elétricas; Equipamentos de controle de acesso (leituras biométricas, teclados); Media centers; Ativos de rede (switches, roteadores); Telefonia e interfonia (convencional e IP) 21 Estágio atual do mercado Integradores compreende projetos, especificação, fornecimento, instalação, programação e pós-venda dos sistemas de AR; São através deles que as indústrias inserem seus produtos no mercado consumidor. Projetistas / Integradores / Instaladores 22 Estágio atual do mercado Há um novo profissional no mercado que pode ser tanto uma pequena empresa como um autônomo (O integrador de sistemas residenciais): Elabora o projeto integrado, baseado nas definições do empreendimento (caso de condomínios) ou nas necessidades deuma família especifica (residência unifamiliar); Acompanha a execução da obra com o intuito de validar o seu projeto; Especifica fiação, equipamentos, softwares e interfaces de integração; Comercializa os equipamentos ou participa da contratação dos terceiros envolvidos; Supervisiona e/ou executa a instalação; Supervisiona e /ou executa a programação e os testes (start up); Garante o desempenho final do sistema integrado. Estágio atual do mercado Geralmente o Integrador de sistemas provêm de bases tecnológicas: Engenharia de Controle e Automação; Engenharia Mecatrônica; Engenharia Elétrica; Engenharia Eletrônica; Ou mesmo profissionais que são da área de áudio ou similares que passaram a oferecer automação residencial em sua oferta de produtos. 24 Estágio atual do mercado Clientes usuários finais e construtores. Sendo que os usuários finais exigem atendimento personalizado e os construtores são clientes institucionais nos quais o apelo de fatores subjetivos como segurança ou o maior conforto da família é superado por uma análise objetiva de custo/benefício. Cliente final (consumidor ou empresa construtora) 25 Estágio atual do mercado Teoria do ciclo de vida e adoção (para produtos e serviços de alta tecnologia) Classificação de Geoffrey Moore O Hábito dos consumidores mudou ao longo dos anos: Trabalha em casa; Tem acesso ao ensino a distância; Comercio eletrônico comercializado em larga escala; Acesso praticamente irrestrito a formas de entretenimento interativo (videojogos, conteúdo multimídia); Monitoramento remoto; Redes sociais, incluindo troca de imagens, vídeos e comunicação on-line. O consumidor moderno 27 O primeiro tipo de cliente de AR é o consumidor familiar, já o segundo tipo de cliente é a empresa Construtora ou Incorporadora; A Construtora ou Incorporadora visa atração de compradores, sendo assim: Diferenciação do seu produto no competitivo mercado imobiliário; Maior velocidade de vendas e, se possível, maior rentabilidade na venda das unidades habitacionais; Destaque da sua marca de uma empresa inovadora e sintonizada com a modernidade. A construção civil inovadora 28 Nos Estados Unidos são aproximadamente 5 milhões de residências automatizadas e um mercado de US$ 1,6 bilhão em 1998 a US$ 3,2 bilhões para o ano de 2002 e previsão de US$ 10,5 bilhões em 2008; Hoje em dia se estima que o mercado europeu de produtos de automação residencial e predial fica em torno de 300 milhões de euros, com grande potencial de crescimento; No Brasil, segundo a Aureside (Associação Brasileira de Automação Residencial), estima-se um potencial de 2 milhões de residências apenas para o Estado de São Paulo e faturamento de US$ 100 milhões em 2004; 29 Um mercado Potencial A tecnologia BUS surgiu na década de 1980 nas instalaçoes elétricas prediais; No sistema BUS cada equipamento torna-se inteligente, como um interruptor por exemplo, capais de detectar os sinais do barramento, e enviar pelo mesmo barramento para um atuador (Ex.: lâmpada) 30 Características Gerais de um Sistema BUS Nessa nova tecnologia, o termo Fieldbus (BUS de campo) descreve uma rede de comunicac ̧ão a barramento do tipo serial multidrop bidirecional digital que permite conectar vários tipos de dispositivos, como sensores, atuadores etc. Atualmente, os sistemas BUS para automação residencial e predial são subdivididos em duas grandes categorias: Sistema BUS proprietário Sistema BUS padrão 31 Os Sistemas Fieldbus 32 Diferença de cabeamento entre a instalação tradicional e a tecnologia BUS BCU/Interface Para poder executar determinadas operações em via automática, é necessário ter: um componente que escuta uma certa situação predefinida; um componente que transmite essa informação a um outro componente; Um componente ao qual é transmitida a informação e que efetue uma operação consequencial. Em poucas palavras, precisa-se de: um sensor, botão, chave; um meio de transmissão; um atuador. 33 Componentes de uma Instalação Domótica 34 Componentes de uma Instalação Domótica Exemplo um sensor de luz detecta uma diminuição de luz natural, como o pôr do sol; transmite esse sinal por meio do cabo BUS; um atuador recebe esse sinal, que, elaborado, fecha, por exemplo, um relé, e a luz seliga. 35 Componentes de uma Instalação Domótica Exemplo um sensor de umidade detecta o excesso de umidade de um valor predefinido; transmite esse sinal por meio do cabo BUS; Um atuador recebe esse sinal, que, elaborado, fecha, por exemplo, um relé que liga um ventilador. 36 Componentes de uma Instalação Domótica As informações que viajam no cabo BUS são do tipo digital, mas, para que as informaç̧ões que partem de um comando cheguem exatamente naquele atuador, é necessário que as informações digitais sejam codificadas precisamente. O conjunto de regras de codificação digital e vínculos de software para a comunicação e transmissão de dados entre o comando e um atuador específico é chamado de protocolo. A velocidade de transferência das informações digitais varia segundo o sistema escolhido, a unidade de medida e o bps (bits por segundos). O protocolo varia conforme a pesquisa da empresa produtora ou ainda o consórcio ao qual a empresa é associada. 37 Definição de Protocolo 39 Arquitetura de uma Instalação Domótica Safety extra low voltage (20/30 V) 40 A BCU pode ser instalada tanto no interior de um dispositivo quanto externamente, tipo placa eletrônica dedicada (Interface) Arquitetura de uma Instalação Domótica 41 Exemplo aplicativo de uma instalação Domótica Power line; IF Infravermelho; Linha BUS; Rádiofrequência; Fibra ótica. 42 Os meios de transmissão da linha de sinal em uma instalação Domótica Prudente, Francesco; Automação predial e residencial: uma introdução. 1º ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. Muratori, José Roberto.; Dal Bó, Paulo Henrique. Automação residencial: conceitos e aplicações. 2º ed. Belo Horizonte: Editora Educere Ltda, 2014. 43 Referências Contato Prof. Jamson Justi Tel.: (65) 98100-8630 E-mail: jamsonjusti@ufmt.br 44