UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO GERENCIAMENTO E AUTOMAÇÃO DE ILUMINAÇÃO VISANDO A ECONOMIA DE ENERGIA Área de Automação por Nilson Burg Adhemar Maria do Valle Filho, Dr. Orientador Itajaí (SC), novembro de 2010

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO GERENCIAMENTO E AUTOMAÇÃO DE ILUMINAÇÃO VISANDO A ECONOMIA DE ENERGIA Área de Automação por Nilson Burg Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação. Orientador: Adhemar Maria do Valle Filho, Dr. Itajaí (SC), novembro de 2010

AGRADECIMENTOS Agradeço em primeiro lugar a Deus por ter me iluminado durante esta caminhada, e me concedido a saúde e o discernimento para aprender e vencer mais esta etapa de minha vida. Aos meus pais porque souberam me educar me preparar para os desafios da vida. Agradeço ao Leoniz e ao professor Valim, pela colaboração para com a conclusão deste trabalho. Ao meu orientador, Adhemar, por ter aceitado esse desafio e colaborado com todo o desenvolvimento do mesmo. Ao instegrantes da minha banca, Zeferino, Fabrício e Luy, por colaborarem com o meu crescimento e consequentemente com um trabalho melhor elaborado. Agradeço à minha esposa por permanecer ao meu lado incentivando e fornecendo todo o apoio necessário. Aos meus colegas de aula por todos os trabalhos que fizemos juntos colaborando para o crescimento de todos ao longo da faculdade. A todas as pessoas envolvidas direta ou indiretamente no meu percurso na faculdade. Aos meus colegas: Axel, Vailati, Moisés, Mário, Francis, Paulo, Webber, Marcos, Wippel, Cristian, Fabrício, Elton, Gustavo, Braz, Daniel, Dario, Maicom, Debatin, Diogo, Rafael, Jeferson, João, Lennon, Udo, e tantos outros que fizeram desse período, uma fase não somente de aprendizado, mas também de diversão, novas amizades, e crescimento como pessoa. ii

SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS... v LISTA DE FIGURAS... vi LISTA DE TABELAS... vii RESUMO... viii ABSTRACT... ix INTRODUÇÃO... 1 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO... 1 1.1.1 Formulação do Problema... 1 1.1.2 Solução Proposta... 2 1.2 OBJETIVOS... 3 1.2.1 Objetivo Geral... 3 1.2.2 Objetivos Específicos... 3 1.3 METODOLOGIA... 4 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO... 6 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA... 7 2.1 SISTEMA E REQUISITOS... 7 2.2 SOLUÇÕES SIMILARES... 11 2.2.1 Automação de iluminação residencial... 11 2.2.2 Sistema Scenario - Linha Classic... 11 2.2.3 Controle para iluminação Actilume Philips... 13 2.2.4 Tabela comparativa com as soluções similares... 14 2.3 TECNOLOGIAS USADAS... 14 2.3.1 Porta serial... 14 2.3.2 Porta Paralela... 16 2.3.3 PIC... 18 2.3.4 Sensor de Presença... 20 2.3.5 Sensor de Iluminação... 21 2.3.6 Iluminação do Ambiente... 22 2.3.7 Controlador Lógico Programável... 23 2.3.8 Armazenamento dos dados... 26 3 PROJETO... 28 3.1 DEFINIÇÃO DO ESCOPO... 28 3.2 ANÁLISE DOS REQUISITOS... 28 3.2.1 Requisitos Funcionais... 28 3.2.2 Requisitos Não Funcionais... 29 3.2.3 Regras de Negócio... 29 3.2.4 Diagrama de Casos de Uso... 30 iii

3.2.5 Telas do Sistema... 31 4 Desenvolvimento... 35 4.1 CONTROLE... 35 4.2 AQUISIÇÃO DE DADOS... 38 4.3 ARMAZENAMENTO DE DADOS E RELATÓRIOS... 43 4.4 TESTES E ANÁLISES... 45 4.5 VALIDAÇÃO E DOCUMENTAÇÃO... 48 5 CONCLUSÕES... 50 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 52 DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO... 55 UC01 ACESSA O SISTEMA... 55 UC02 ACESSA CONSULTA RELATÓRIO... 55 UC03 ACESSA CONSULTA RELATÓRIO COMPLETO... 56 UC04 ACESSA CONSULTA STATUS DA ILUMINAÇÃO... 57 UC05 ACESSA CONFIGURAÇÃO... 58 iv

LISTA DE ABREVIATURAS ABNT BIOS CI CLP CPU DLL ECP EPP GUI KBps KWh LDR LX OOP PIC SGDB SPP SQL TCC UML UNIVALI USB W Associação Brasileira de Normas Técnicas Basic Imput/Output System Circuito Integrado Controlador Lógico Programável Unidade Central de Processamento Dinamic Link Library Extended Capabilities Port Enhanced Paralel Port Graphical User Intetrface Kilo Bytes por segundo Kilo Watt hora Light Dependent Resistor LUX (medida de luminância) Object Oriented Programming Programmable interface control Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Standard Paralel Port Structured Query Language Trabalho de Conclusão de Curso Unified Modeling Language Universidade do Vale do Itajaí Universal Serial Bus Watt (medida de potência) v

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Iluminação... 7 Figura 2. Sensores... 8 Figura 3. Esquema de Ligação Scenario... 12 Figura 4. Sensor e Controlador Actilume... 13 Figura 5. Porta Serial... 15 Figura 6. Comunicação Serial... 16 Figura 7. Porta Paralela... 16 Figura 8. Pinagem da Porta Paralela... 17 Figura 9. PIC 16F 628ª... 19 Figura 10. Sensores de Presença... 21 Figura 11. Sensor de Luz LDR... 22 Figura 12. Controlador Lógico Programável (CLP)... 24 Figura 13. Funcionamento do CLP... 25 Figura 14. Portas Lógicas... 25 Figura 15. Símbolos de Programação LADDER... 26 Figura 16. Casos de Uso do Aplicativo... 31 Figura 17. Tela Principal... 32 Figura 18. Tela de Relatórios... 33 Figura 19. Tela de Relatório Campo Data... 34 Figura 20. Tela de Configuração do Sistema... 35 Figura 21. Esquema da interface de controle... 38 Figura 22. Interface de controle... 38 Figura 23. Interface de aquisição de dados... 40 Figura 24. Esquema elétrico da interface de aquisição de dados... 41 Figura 25. Tabelas do banco de dados... 44 vi

LISTA DE TABELAS Tabela 1. Análise de Ociosidade da Iluminação... 2 Tabela 2. Levantamento de custo do projeto... 10 Tabela 3. Orçamento da interface de teste... 10 Tabela 4. Comparativo entre as soluções... 14 Tabela 5 - Configuração porta paralela... 18 Tabela 6. Instruções do PIC 16F 628A... 19 Tabela 7. Comandos enviados à porta paralela... 36 Tabela 8. Informações de entrada... 42 vii

RESUMO BURG, Nilson. Gerenciamento e automação de iluminação. Itajaí, 2010. 68p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2010. As empresas conhecem o desafio que é oferecer um produto sustentável a preços competitivos. A redução de custos é algo que está cada vez mais presente no dia a dia. Reduções de custo, mudanças de projetos ou mesmo a redução de gastos com matéria-prima criados sobre um produto aumentam a sua competitividade e geram menos agressão à natureza. Produtos que seguem essa linha de pensamento podem fazer parte dos chamados produtos verdes ou produtos ambientalmente corretos. Dentre as principais formas de redução de custo para colocar um produto na linha dos produtos ambientalmente corretos estão: a economia de papel utilizando arquivos digitais ou papel reciclado, utilização de equipamentos com maior eficiência energética, racionalização no uso de equipamentos eletrônicos como computadores e impressoras, redução dos desperdícios, racionalização no uso da iluminação, entre outros. O presente trabalho aborda a questão de economia na iluminação através do controle desta por um microcomputador, com o auxílio de sensores de presença e de iluminação. Neste computador serão armazenadas todas as informações referentes aos tempos e horários de uso da iluminação de determinada área, fornecendo assim vários subsídios para o gerenciamento e controle das mesmas, como relatórios e estimativas de custo. Palavras-chave: Economia. Iluminação. Automação. viii

ABSTRACT The companies know the challenge of offering a sustainable product at competitive price. The cutting cost efforts are more and more present in our lives. Cost reduction, project changes or even the reduction in raw material expenses during a product development process increase the competitiveness and cause less aggression to the nature. Products that follow this line of thinking are part of a group called green products or environmentally friendly products. Among the main ways for manufacturing a green product with less cost are: the paper economy using digital files or recycled paper, the utilization of equipment with greater energy efficiency, rational use of electronic equipments as computers and printers, wastefulness reduction, rational lighting usage, and others. The focus of the present work is the question of the illumination economy through control by a microcomputer, with the aid of presence and illumination sensors. In this computer all information about the time of usage of specific areas will be stored, supplying subsidy for the managing and control of those areas, with written reports and cost estimative. Keywords: Economy. Lighting. Automation. ix

INTRODUÇÃO A competitividade entre empresas provoca a busca por novas posturas administrativas. A minimização dos gastos, por exemplo, pode ocorrer em várias áreas: gerência dos resíduos, controle da poluição, otimização da energia, entre outros. Levando-se em consideração a quantidade de equipamentos elétricos de uma empresa média, qualquer alteração no consumo de energia que seja permanente, mesmo pequena, no final de cada mês pode representar um montante significativo de economia. Observa-se que a energia contribui para uma parcela acentuada nos gastos da empresa, principalmente se a empresa é da área da metalurgia. Para as empresas a iluminação pode gerar um custo elevado com energia se esta não for utilizada corretamente, sobretudo em setores com grandes áreas para serem iluminadas e que necessitam de lâmpadas mais potentes para atingir o nível de luminosidade específico. Geralmente essas áreas não têm nenhum controle de iluminação ou divisões por setores de trabalho para serem iluminados, de maneira que as lâmpadas de alto consumo de energia, não permaneçam ligadas sem necessidade. 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO 1.1.1 Formulação do Problema Apesar de já existirem muitos dispositivos automatizados para controlar a iluminação, como por exemplo, as fotos-células, que de acordo com a luminosidade do ambiente acionam o acendimento da lâmpada, não foi encontrado nenhum dispositivo que faça o controle de uma área através de um computador de maneira simples, eficiente e de baixo custo, armazenando informações para diversos fins, visando a economia de energia. Analisada uma situação em particular na expedição de uma empresa da área da metalurgia, onde toda a iluminação do setor permanece acesa durante todo o expediente de trabalho que se estende por dois turnos, de segunda a sábado, notou-se que muitas vezes algumas áreas ficam iluminadas desnecessariamente durante um longo período. Esta situação se deve ao fato de que no setor com cinco corredores de estoque e uma área de embalagem trabalham geralmente 6 pessoas, muitas vezes juntas.

Segundo uma análise realizada neste setor, em uma determinada área durante 5 dias conforme Tabela 1, identificou-se que em média 12 por cento do tempo total de uso da iluminação é ociosa. Sendo que na área analizada, essa ociosidade chega a 20 por cento do tempo total sem movimentação. Todo esse tempo em que a iluminação fica ativada desnecessariamente pode gerar um gasto com energia elevado desnecessariamente. Um cálculo simples foi feito sobre as lâmpadas deste setor. No setor existem 65 lâmpadas de 400 W cada, somando 26.000W de consumo por hora. Considerando que fiquem acesas 17 horas por dia, somariam 442.000W por dia. Como o valor gasto hoje por KWh é de R$: 0,38, e no mês tem 22 dias úteis, obtém-se um total de gasto de R$: 3965,12. Caso seja implantado um sistema que reduza em 10 por cento o consumo de energia com iluminação, ao final do mês será reduzido em R$: 396,51 o gasto com iluminação somente neste setor. Tabela 1. Análise de Ociosidade da Iluminação Dia Tempo lidado (horas) Tempo ocioso (horas) segunda-feira 15 2 terça-feira 15 3 quarta-feira 15 1,5 quinta-feira 15 2 sexta-feira 15 1 total 75 9,5 1.1.2 Solução Proposta Para economizar o máximo de energia e ter um controle satisfatório da iluminação sobre essas áreas, é necessário separar as lâmpadas por grupos, instalar em cada grupo um sensor para medir a luminosidade e informar quando será necessário o auxílio das lâmpadas na iluminação do ambiente (no caso da noite ou locais com pouca iluminação), um sensor de presença para acionar a iluminação somente quando houver a presença de alguém e a primeira condição não estiver atendida e os acionadores para ligar e desligar as lâmpadas quando necessário. O controle será realizado através de um dispositivo micro-processado. Porém, para facilitar o monitoramento, geração de relatórios e análise de dados, optou-se pelo gerenciamento através de 2

um computador, sendo possível gravar todo o histórico de acionamentos para consultas e geração de relatórios futuros visando informações de estimativas de gasto ou tempo de uso da iluminação em um determinado período, ou como ferramenta no auxílio a decisões relativas ao uso e melhorias nessas áreas. A ferramenta que será desenvolvida, foco deste trabalho, terá seu desenvolvimento realizado em linguagem de programação C++ e banco de dados SQL para armazenamento de dados, recebendo as informações para tratamento através das interfaces de comunicação serial, no qual serão conectados os dispositivos de coleta de dados, e enviando as informações para controle através da porta paralela. O aplicativo receberá as informações de presença e luminosidade que, depois de tratadas, em conjunto com os horários pré-estipulados de trabalho, fará o controle de ligamento ou desligamento das lâmpadas de um determinado local, não deixando áreas não usadas com as lâmpadas acesas desnecessariamente. Também, no deslocamento de uma pessoa pelo setor, não será necessário deixar acionado o máximo de iluminação. Porém, se a pessoa pára para fazer algum trabalho naquele local, então é necessário aumentar a luminosidade. De acordo com a potência das lâmpadas, o tempo em que as mesmas ficaram desligadas fora do normal (o normal seria o tempo total em que todas as lâmpadas ficavam acionadas antes da implantação desta ferramenta conforme colocado na análise descrita anteriormente) e o custo da energia, se obtêm uma estimativa de economia em moeda corrente muito precisa. 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral O objetivo geral deste trabalho é desenvolver um sistema que processe informações recebidas por uma interface, armazene estes dados, gere relatórios para análise e gerenciamento e comande dispositivos através de uma interface visando à economia de energia elétrica. 1.2.2 Objetivos Específicos Para atender o objetivo geral, foram definidos os seguintes objetivos específicos: Pesquisar e analisar soluções similares; Determinar os requisitos exigidos pelo sistema; 3

Compreender o funcionamento dos dispositivos a serem usados; Estudar as ferramentas e tecnologias computacionais necessárias para a construção do sistema; Definir o escopo do sistema; Modelar o sistema; Implementar o sistema, incluindo hardware e software; Testar e validar a implementação do sistema e Documentar o desenvolvimento e os resultados obtidos com o sistema. 1.3 Metodologia Para completar e satisfazer todos os objetivos listados neste trabalho foi adotado a seguinte metodologia: A análise e pesquisa de soluções similares foi feita através da internet, por sites de busca, com o objetivo de encontrar artigos científicos, trabalhos, projetos ou quaisquer produtos que tratem do mesmo assunto ou tenham finalidade semelhante. Posteriormente a pesquisa se estendeu a outros sites, em português ou inglês, que tratam de coisas relacionadas a este assunto. Também foi consultado um profissional na área elétrica da empresa analisada, a fim de desenvolver a idéia buscando sugestões para o trabalho, esclarecer alguns pontos e também conhecer mais sobre esta área. A determinação dos requisitos do sistema foi feita através da análise dos recursos disponibilizados ao sistema, das ferramentas escolhidas, da estrutura a ser montada para os testes, da área a ser coberta, do número de entradas e saídas usadas, e da verificação e medição da luminosidade. Os requisitos também levaram em consideração o objetivo principal da solução proposta neste trabalho. Para compreender o funcionamento dos dispositivos usados, foram estudados suas formas de comunicação e os recursos que eles disponibilizam através de manuais, livros e internet. Também 4

foi detalhada a forma com que o computador fará a comunicação e troca de informações com estes dispositivos, sendo que estas informações foram obtidas através das formas de consulta já citadas. Na fase de estudo das ferramentas e tecnologias computacionais necessárias para a construção deste sistema, foi feita uma recapitulação do que se estudou durante toda a faculdade através dos trabalhos, apostilas, livros e material guardado, além de aprimorar e aprofundar os conhecimentos de programação utilizando as ferramentas específicas para a realização deste trabalho. Estas ferramentas foram melhor exploradas através do estudo e consulta ao material obtido. Nesta fase também foram estudadas mais a fundo as formas de comunicação com os dispositivos e a forma com que as ferramentas trabalham com estas interfaces para usá-las corretamente na etapa de desenvolvimento. O escopo foi definido de acordo com a solução proposta, satisfazendo o problema exposto e conforme o objetivo geral. Para definir o escopo, considerou-se o estudo e análise dos dispositivos usados. Para preenchimento dos requisitos e regras de negócio do escopo deste trabalho foi utilizada a ferramenta Enterprise Architect, a mesma ferramenta usada no decorrer do curso. Foram desenvolvidos os diagramas do sistema utilizando-se o Enterprise Architect, de acordo com a notação UML (Unified Modeling Language). Conforme os estudos realizados, requisitos e especificações, foi desenvolvido os diagramas do sistema. Na fase de implementação do sistema será feita a conexão do computador com os dispositivos. Serão realizados testes de comunicação e será criado o banco de dados para armazenamento das informações, que servirão para a geração dos relatórios e a implementação do sistema, conforme o escopo e a modelagem já definidos. Na fase de testes e validação, será montada uma estrutura para simular o ambiente com uma sessão de controle e ativação da iluminação. Serão conectados um sensor de presença, um sensor de iluminação e o dispositivo para acionamento de uma lâmpada. Será simulado o uso do sistema no claro e no escuro, com presença e sem presença, verificando assim o funcionamento correto do sistema. Esse teste será realizado várias vezes para armazenamento de dados para estatísticas. Em seguida serão gerados os relatórios para análise dos testes. Caso ocorra qualquer problema, o mesmo será analisado, corrigido e o relatório gerado novamente, até o correto funcionamento do sistema. 5

Por fim, na fase de documentação, será descrito todo o processo de desenvolvimento, montagem do sistema, testes e validações com detalhes, os seus resultados e conclusões retirados através dos relatórios emitidos pelo próprio sistema, além da análise sobre o sistema em funcionamento. 1.4 Estrutura do trabalho Este trabalho está dividido em três capítulos. O primeiro capítulo trata da formulação do problema e como ele será resolvido durante os estudos, bem como as formas de pesquisa e fundamentação teórica. No segundo capítulo, apresenta-se a fundamentação teórica, onde são definidos os requisitos do sistema e são colocadas todas as questões ligadas a este trabalho como: material utilizado, tecnologias, ferramentas para o desenvolvimento e o funcionamento de cada uma; fazendo assim compreender o funcionamento completo do sistema proposto além apresentar algumas soluções similares e um comparativo entre elas e o sistema proposto para maior esclarecimento. No terceiro capítulo está a parte do projeto, na qual é especificada a descrição do escopo, análise de requisitos funcionais, não funcionais e regras de negócio. Também são tratados os casos de uso e as telas. Ainda neste capítulo será descrito todo o desenvolvimento deste projeto, desde a montagem das interfaces até a fase de testes e validação da ferramenta, explanado aspectos importantes e decisivos para a conclusão deste trabalho. Por fim, as conclusões encerram o trabalho, com algumas explanações e considerações retiradas no decorrer do andamento deste projeto até sua finalização. 6

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 SISTEMA E REQUISITOS Para determinar os pré-requisitos do sistema, é necessário entender como ele funcionará por completo, ou seja, todos os dispositivos, interfaces e ferramentas usadas para o seu desenvolvimento. Como exemplo, foi utilizada a estrutura exposta na Figura 1, que retrata uma situação de iluminação específica e na Figura 2, é exposto a arquitetura de sensores necessária para atender este local. Figura 1. Iluminação

Figura 2. Sensores O primeiro a ser tratado é o sensor de presença. O mesmo, quando acionado, indica a presença de alguém ou a movimentação de alguma coisa (veículos como carrinhos ou empilhadeiras, por exemplo) na sua área de cobertura, enviando assim um sinal para o computador através de um cabo instalado entre o sensor e a porta de comunicação serial do computador onde estará instalado o software de gerenciamento e controle. O mesmo acontece com o sensor de luminosidade, que envia o sinal para o computador quando a iluminação do ambiente for abaixo da exigida pelo sistema. A ligação dos sensores de luminosidade e de presença pode ser feita de algumas formas. Neste trabalho, optou-se por construir uma interface de comunicação entre os sensores e o computador. Esta interface, além de todos os componentes eletrônicos, possui como peça principal o CI (Circuito Integrado) PIC (Programmable interface control) que será responsável por receber as informações dos sensores, processá-las e fazer o envio para a porta serial do computador da maneira mais viável. Mas, para entender melhor como se dará essa comunicação, é preciso saber o que é e como funciona esse CI e também a porta serial do computador. 8

O acionamento da iluminação será feito através de contactores. Estes, por sua vez, serão acionados por um CLP (Controlador Lógico Programável) que receberá todas as informações do computador através da porta paralela de comunicação, pois esta porta consegue usar até oito fios para o envio dos comandos e acionará os contactores de acordo com a informação recebida em conjunto com o programa utilizado no mesmo. Também teria a opção de acionar os contactores através de relês de acionamento, o que diminuiria o custo caso for instalado para controlar até oito áreas. Com a utilização dos relês, o sistema estaria mais limitado, mas além do custo menor, não seria necessário a programação e utilização do CLP, pois os relês são acionados diretamente pelas saídas de dados da porta paralela, que são oito. O controle das interfaces será realizado através de um software desenvolvido em linguagem C++. Este software coleta as informações enviadas pelos sensores através da porta serial e envia um sinal através da porta paralela para o CLP, o qual é responsável pelo acionamento da iluminação. Para ser feita a devida comunicação entre o software e as interfaces de aquisição de dados e controle, utilizando a porta paralela, é necessário que o aplicativo utilize alguma DLL (Dinamic Link Library) ou Driver de Sistema, que tenha acesso à porta paralela, pois o programa não tem permissão de acesso direto a este hardware. Quem faz todas as requisições de hardware é o SO (Sistema Operacional), neste caso o Windows. Esse problema será resolvido usando a DLL inpout32.dll, a DLL alowio.dll ou o driver de sistema Userport.sys que permitem o controle desta porta. Esses arquivos adicionados ao programa permitem a correta transmissão de dados utilizando a porta paralela. Para a geração do aplicativo é necessário a utilização de uma ferramenta de programação. Neste projeto é utilizada a ferramenta C++ Builder da Borland e para o armazenamento de dados a ferramenta MySQL. Foram feitos dois orçamentos, o primeiro (Tabela 2) considerando o uso de relês de acionamento, caso o sistema possua até oito áreas de controle e a opção utilizada neste trabalho, o segundo foi considerado o uso do CLP para o acionamento da iluminação, neste caso é substituído os relês pelo CLP, considerando o valor do CLP em torno de R$ 420,00, mas este componente não foi usado para o desenvolvimento do trabalho, e foi colocado apenas como outra opção para o controle da iluminação. No orçamento está descrito o custo aproximado da implantação do sistema, onde são listados os componentes usados neste projeto considerando a instalação e controle de duas áreas. Não foi listado um computador no orçamento, pois pode ser reaproveitado um computador de 9

consulta qualquer que possua o SO Windows XP ou superior, que é pré-requisito para ser instalado o sistema de gerenciamento e controle de iluminação. Caso o ambiente não disponibilize desta ferramenta, deve ser adicionado ao orçamento um computador comum completo que custa em média R$: 1.000,00. Este computador pode ser utilizado para diversas outras funções. Neste orçamento não foi considerado a fiação a ser utilizada e a mão-de-obra para a instalação da mesma, pois para cada situação a metragem de fios e a mão-de-obra são diferentes e para esta situação em específico a estrutura será montada em laboratório para testes. Na Tabela 3 está descrito o orçamento dos componentes para a interface de teste em laboratório. A mesma será utilizada para os testes e validação da ferramenta e também para a apresentação deste trabalho. Tabela 2. Levantamento de custo do projeto Decrição Valor Quantidade Valor total Contactor R$ 25,00 2 R$ 50,00 ReLê R$ 62,70 2 R$ 125,40 Sensor de presença R$ 25,00 2 R$ 50,00 Sensor de iluminação R$ 30,00 2 R$ 60,00 Placa eletrônica R$ 14,00 1 R$ 14,00 Acoplador óptico R$ 1,35 6 R$ 8,10 Resistor de carbono R$ 0,02 6 R$ 0,12 Capacitor eletrolítico R$ 0,06 4 R$ 0,24 PIC R$ 11,20 1 R$ 11,20 CI MAX232 R$ 1,90 1 R$ 1,90 Capacitor cerâmico R$ 0,05 2 R$ 0,10 Conector serial R$ 1,20 1 R$ 1,20 Conector paralelo R$ 2,50 1 R$ 2,50 Total do orçamento: R$ 324,00 Tabela 3. Orçamento da interface de teste Decrição Valor Quantidade Valor total LED 5mm R$ 0,75 8 R$ 6,00 Resistor 470 Ohms R$ 0,12 8 R$ 0,96 Placa eletrônica R$ 14,00 1 R$ 14,00 Conector paralelo R$ 2,50 1 R$ 2,50 Total R$ 23,46 10

Conforme gastos informados na parte de problematização, é estimado o custeio do projeto entre quatro e seis meses, devido aos outros custos de instalação envolvidos. Na seqüência do trabalho será especificado cada dispositivo ou interface a ser usado para melhor entendimento e compreensão do sistema proposto nesse trabalho, bem como os sistemas a serem utilizados e algumas informações sobre a área de iluminação a qual também é envolvida. 2.2 SOLUÇÕES SIMILARES 2.2.1 Automação de iluminação residencial Este projeto desenvolvido por alunos da PUCPR teve como objetivo simular a automação das luzes de uma residência. Com a implantação deste projeto, os usuários podem selecionar alguns tipos de iluminação pré-determinados. Através de uma interface com o computador, onde é possível selecionar o tempo de funcionamento da iluminação externa ou ainda contar com a função automático, onde se evita que lâmpadas permaneçam ligadas em cômodos que não possuem a presença de nenhuma pessoa, esta função é realizada com a ajuda de sensores de posição. Após o usuário selecionar a opção desejada na interface, a mesma é enviada para o micro controlador que fará o acionamento respectivo. Como característica deste projeto pode-se citar a economia de energia gerada, bem como uma otimização na iluminação decorrente da configuração personalizada efetuada pelo usuário do sistema. O software é inteligente, contando a quantidade de pessoas no ambiente, gerando um controle de iluminação mais preciso. Este projeto está limitado à automação e não serve para a análise de dados, pois não registra informações relevantes além de não dispor de nenhum relatório para acompanhamento das configurações e do uso efetivo (MASNEL; COSTA, 2010). 2.2.2 Sistema Scenario - Linha Classic 11

O sistema Scenario é um dispositivo formado por um módulo micro processado e um keypad usado como interface e é utilizado em conjunto com sensores de presença e temporizadores. Esse módulo controla a alimentação de retorno dos circuitos de cargas elétricas através de canais de potência e através do keypad o usuário faz o controle e configuração do módulo. Cada circuito de carga elétrica corresponde a uma zona, e cada canal do módulo controla uma zona, sendo 8 (oito) zonas ao total, ilustrado na Figura 3. O sistema pode ser expansível a 30 (trinta) módulos e 90 (noventa) teclados (Tecnologia, 2010). Figura 3. Esquema de Ligação Scenario Fonte: Tecnologia, 2010 Sua principal característica é a economia pelo uso racional da energia. Possui o diferencial de ser acessado via controle remoto universal e a possibilidade de integração com sistemas de Home-Theater. Isso além do fato de ter a possibilidade de instalação em ambientes residenciais e industriais (Tecnologia, 2010). O que se pode observar é que esse sistema não possui nenhum tipo de estatística de uso ou qualquer tipo de relatório para análise e acompanhamento de sua utilização. Não se pode configurar muitas restrições interessantes como horário de funcionamento. 12

2.2.3 Controle para iluminação Actilume Philips O dispositivo para controle de iluminação Actilume da Philips, primeiro sistema plug and play para controle de iluminação, é simples e fácil de instalar. Desenvolvido para escritórios, escolas, entre outros, oferece o máximo de economia e conforto, comanda a iluminação de acordo com a presença e regula a iluminação (através de um dimmer), quando a luz natural do ambiente não é suficiente. Esse sistema se baseia em um sensor e uma unidade de controle (Figura 4) instalados na luminária, juntamente com um reator específico com interface digital. Este sensor possui três funções: sensor de luz, de movimento e infravermelho para uso com controle remoto. A iluminação também pode ser controlada manualmente por um interruptor pulsador do tipo campainha. O Actilume é um produto verde devido à alta taxa de economia de energia e a superação em 10% ou mais se comparado com sistemas similares ou anteriores (Philips, 2010). Figura 4. Sensor e Controlador Actilume Fonte: Philips, 2010 Pontos positivos do produto: a fácil instalação, custo baixo e a alta eficiência. 13