64ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

Protótipo de Sistema de automação residencial sem fio de baixo custo

Luiz Henrique Diniz Ferreira 1 Giovane Azevedo 2

1. Aluno do Colégio Técnico da UFMG 2. Prof. Dr. Orientador - Colégio Técnico da UFMG

INTRODUÇÃO:

Sabemos que hoje em dia existem vários modelos de controle residencial inteligente e sem fios, entretanto o nosso objetivo neste projeto é implementar esses circuitos de forma mais barata e eficaz possível para que a área de domótica se popularize cada vez mais. Os projetos ja existentes comercialmente requerem não apenas a compra de um produto mas muitas vezes a contratação de um técnico para instalar e configurar os dispositivos que serão automatizados no local, então pensamos em fazer um projeto que seja dinâmico e ao mesmo tempo de extrema facilidade de instalação. Para que o projeto ficasse mais intuitivo pensamos em produzí-lo da seguinte maneira: A pessoa iria adquirir uma placa de Server e quantas placas de Client quisesse ao longo do tempo. Para a interface do computador desenvolvemos um software de controle da placa Server. O software funcionaria da seguinte maneira ao detectar que uma placa foi ligada pela primeira vez, o usuário entraria com uma senha que ficaria gravada na placa esta senha serviria tanto para acesso ao software quanto para a comunicação entre as placas que explicaremos mais adiante. A placa Client seria adquirida sem configuração pré estabelecida, mas assim que ela fizer contato pela primeira vez com o Server através de um cabo, este transmitirá a senha gerada no computador para a placa Client e ambas estarão pareadas, então basta que o usuário atráves de um conjunto de interruptores no Client configure qual será a identificação deste.

METODOLOGIA:

A base das placas Client e Server são microcontroladores ATmega8 programados em linguagem C, assim como o software de controle do Server. O Server será composto de: 1 Módulo para conversão usb/serial que também será responsável por alimentar todo o circuito. 1 Microcontrolador ATmega8 e seu circuito gerador de clock. 1 Conector físico para fazer o pareamento com fio e transmitir os dados de protocolo para as placas Client. 1 Módulo transmissor de Rádiofrequência para comunicação com os Clients. A senha e o programa do microcontrolador serão salvos na suas memórias flash e EEPROM para que mesmo que a alimentação seja interrompida os dados permaneçam intactos. A placa Client será composta de: 1 Microcontrolador ATmega8 e seu circuito gerador de clock. 1 Conector físico para receber as configurações de protocolo do Server pela primeira vez. 1 Módulo receptor de Radiofrecia para receber os dados do Server 1 Fonte sem transformador ligada na tomada, já que o consumo é baixo podemos usar um circuito RC nesta fonte. 1 Circuito para controlar a tomada à partir do sinal processado pelo microcontrolador, este circuito será composto de triacs e optoacopladores de baixo consumo. 1 Circuito de chaves para determinar qual será o número da tomada a ser controlada. Assim que o comando para ligar uma determinada tomada for enviado ao Server pelo cabo usb o Server irá transmitir o comando até a respectiva tomada que atenderá ao comando para ligar ou desligar.

RESULTADOS:

Como o circuito é um projeto que em condições normais de operação (dentro de uma residência) não sofre grandes interferências do meio externo as variáveis a serem analisadas são apenas parâmetros de operação do circuito, destas as principais são: Distância de máxima comunicação: aproximadamente raio de 80 metros, esta distancia é considerada boa pois a maioria das residências que iriam aderir a um projeto de baixo custo não são maiores que isso. Comprimento da antena:17,5 cm este comprimento foi considerado ideal para a potência máxima mas a antena será retrátil permitindo maior portabilidade. Frequência do transmissor e receptor: 433 Mhz, é uma faixa que não interfere em outros serviços RF pois esta situada na parte de 216 a 470 mhz para serviços diversos. Delay na comunicação: 15ms este delay é irrelevante pois ao levarmos em consideração o tempo de resposta humano o comando aciona antes de percebermos. Consumo Server 50mA e consumo Client 75mA: Consumos adequados pois o fornecimento da porta USB pode chegar a 500mA e a fonte do Client pode suportar bem esta corrente. Corrente máxima de saída do Client 10ª: Esta corrente varia de acordo com o triac que for colocado na saída então ajustamos um com 10ª que é suficiente para controlar aparelhos eletrodomésticos e lâmpadas. Custo aproximado Server R$ 40,00 Custo aproximado Client R$ 30,00: Estes custos podem variar pois não houveram pesquisa de mercado na compra dos componentes mas se produzido em série os custos caem.

CONCLUSÃO:

Concluímos que a produção do sistema pode se tornar viável de acordo com os objetivos pois com baixo custo construímos um projeto que pode atender às pessoas mais entusiasmadas que desejem automatizar os seus lares e quem sabe começarmos a ver por aí casas mais comuns controladas de várias maneiras, via computador ou web. O projeto também possui uma interface intuitiva e autoexplicativa mas para o usuário esta acompanharia um manual simples e com poucos passos para configuração e aproveitamento total da capacidade do sistema sem necessitar da visita de um técnico ou gastar horas configurando sistemas complexos. Finalmente concluímos que o sistema se torna simples, de produção barata e que atende aos propósitos iniciais do projeto.

Palavras-chave: Automação Residencial, Microcontrolador, Rádiofrequência.