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1. DOMÓTICA UFCD 6091

2. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Já há alguns séculos houve necessidade de implementar algumas estratégias à medida em que os cálculos foram-se complicando e aumentando o seu tamanho. Sentiu-se a necessidade de um instrumento que viesse auxiliar, surgindo assim há cerca de 2.500 anos, o ÁBACO . Este era formado por fios paralelos e contas ou arruelas deslizantes que, de acordo com a sua posição, representavam a quantidade a ser trabalhada. ÁBACO.

3. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Assim a automação teve seu surgimento ainda nos primórdios da Humanidade, ausente de uma data que se caracterize como marco . Considera-se automatização qualquer processo que auxilie o Ser Humano nas suas tarefas do dia-a-dia , sejam elas comerciais, industriais, domésticas ou no campo.

4. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Mais tarde com a Revolução Industrial alavancada no século XVIII propiciou ainda mais a Automação no mundo, surgida a partir da mecanização, ao qual utilizamos até hoje em muitos processos produtivos. Tear automatizado TEAR JACQUARD

5. O TEAR JACQUARD NÃO SÓ REVOLUCIONOU A INDÚSTRIA TÊXTIL MAS FOI O PRIMEIRO COMPUTADOR DO MUNDO O tear Jacquard é uma das invenções mais importantes da história e o primeiro tear mecânico inventado foi projetado pelo francês Joseph Marie Jacquard , em 1801, por isso é conhecido como tear Jacquard. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO

6. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Foi uma completa revolução têxtil que mecanizou o complicado trabalho manual do tecelão, onde os fios da urdidura deviam ser movidos para cima e para baixo com as mãos. O próprio Jacquard disse que seu pai levava uma semana para bordar dez centímetros de tecido.

7. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Ele introduziu um cartão perfurado, substituindo o tecelão e um ajudante, e a máquina repetia as formas geométricas programadas no cartão, barateando os tecidos.

8. Informática A Informática nasceu tendo como objetivo ajudar o Ser Humano nos seus afazeres do dia-a-dia; auxiliando, otimizando, controlando e servindo-nos em tudo o que for necessário. Quando os primeiros computadores foram inventados, possuíam um alto custo , portanto, estes equipamentos foram inicialmente utilizados em grandes corporações.

9. DOMÓTICA Com o avanço tecnológico e, o os custos baixos de produção destes equipamentos, foram criando-se ao longo do tempo melhores produtos, otimizados e adaptados às mais diversas áreas do comércio, indústria, educação, comunicação, governo, dentre tantas existentes.

10. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO A automatização é o processo pelo qual utilizam-se dispositivos automáticos, eletrónicos e inteligentes para dar-se a automação dos processos em questão.

11. HISTÓRICO DA AUTOMAÇÃO Desta forma pode-se automatizar Indústrias Automação Industrial responsável pelo controle das máquinas produtivas em operação.

12. AUTOMAÇÃO PREDIAL Predial Automação Predial responsável pelo controle das tarefas comuns aos condôminos de um edifício residencial ou comercial, trata de assuntos tais como: elevadores, iluminação, área de lazer e trabalho cooperado, entre outros.

13. AUTOMAÇÃO COMERCIAL Comércio Automação Comercial responsável pelo controle e gerenciamento dos stoques e nas finanças e provendo agilidade nas operações comerciais através de códigos de barras, magnéticos ou por ondas de rádio.

14. Sistemas de Automação Tendo isto em vista, o Homem busca cada vez mais a sofisticação, comodidade e segurança, auxiliada pelos computadores e sistemas inteligentes; desde os atuais controles de veículos em trânsito controlados por computador via satélite aos sistemas de automação de suas próprias casas, trazendo assim a tecnologia para seus lares como fonte ininterrupta de vigilância e comodidade dos afazeres domésticos.

15. DOMÓTICA Transformar casas em confortáveis refúgios capazes de oferecer segurança e economia de custos é uma das vantagens da automação residencial. Foco Domótica (do francês Domotique, da junção Domus "casa" com Immotique "automático")

16. DOMÓTICA Domótica consiste na instalação de uma solução integrada que permita o Controlo, Monitorização e Programação, Local, Centralizado ou Remoto , de uma forma personalizada e simplificada, de equipamentos Elétricos, Mecânicos e de Segurança, maximizando a Segurança, Eficiência e Conforto, com o objetivo de melhorar a Qualidade de Vida nos Edifícios.

17. DOMÓTICA No sistema de Domótica, o controlo pode ser: - De uma forma direta, são utilizados botões personalizados, ou botões da marca/modelo definidos, um ou mais painéis de controlo, Tablets e Smartphones, ou até mesmo a TV. - De uma forma indireta, pode ser utilizada a 2ª função nos botões, controlo por grupo, controlo por cenários, e programação horária. - Todo o sistema pode ser controlado Remotamente via Internet

18. DOMÓTICA A infra-estrutura para o sistema de Domótica tem requisitos diferentes dos de um edifício tradicional, que é necessário assegurar antes da execução de roços/tubagem . A implementação do sistema de Domótica, é efectuada em coordenação com o Electricista da obra. Uma Solução de Domótica é pessoal e personalizável , e é normalmente definida caso-a-caso, tendo por base a planta da moradia e as funcionalidades que se pretendem implementar.

19. DOMÓTICA A Domótica permite o Controlo, Monitorização e Programação, LOCAL, CENTRALIZADO, ou REMOTO de: - Iluminação Interior e Exterior (tradicional e LED) - Iluminação DALI - Motores, Estores e Cortinas - Alimentações e Tomadas - Climatização - Som ambiente / Multiroom - Monitorização (Consumos, ambientes e eventos) - Rega

20. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL Doméstica Automação Residencial responsável pelo controle e gerenciamento dos afazeres domésticos, provendo maior segurança e comodidade no lar.

21. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL Cronologicamente, o desenvolvimento dos sistemas de automação residencial surge depois de seus similares nas áreas industrial e comercial . Por óbvios motivos econômicos e de escala de produção, os fabricantes e os prestadores de serviços, num primeiro momento, voltam-se a aqueles segmentos que propiciam maior rapidez no retorno de seus investimentos.

22. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL Sistemas Autónomos - podemos ligar ou desligar um subsistema ou um dispositivo específico de acordo com um ajuste pré-definido. Porém, neste esquema, cada dispositivo ou subsistema é tratado independentemente, sem que dois dispositivos tenham relação um com o outro. Para este sistema, geralmente é utilizado o protocolo com tecnologia conhecida com X-10, bastante popular nos Estados Unidos, é utilizada com cabeamento convencional

23. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL X10 A X-10 não é muito estável e às vezes não garante um feedback da informação que foi mandada. Se eu dou um comando para o dispositivo apagar a luz do quarto, por exemplo, não há como saber se ele conseguiu realizar essa tarefa", explica Barboza da IBM…

24. X10 Estes enviam sinais digitais codificados, através da rede elétrica, que são recebidos pelos módulos que se colocam nas lâmpadas ou aparelhos que se pretende controlar.

25. O QUE É A KNX? KNX é a NORMA ou PROTOCOLO mundial para todas as aplicações de controlo de residências e edifícios, abrangendo desde a iluminação e controlo de estores até aos sistemas de segurança, aquecimento, ventilação, ar condicionado, vigilância, alarme, controlo de água, gestão energética, medição inteligente, bem como eletrodomésticos, áudio/video e muito mais.

26. KNX A Konnex Association, detentora da norma KNX, foi criada a 14 de abril de 1990 como sendo uma organização internacional, sem fins lucrativos e tendo como principais objetivos a promoção, desenvolvimento e certificação do KNX para a implementação de sistemas de automação de habitações e edifícios.

27. O QUE É A KNX? MAIOR COMODIDADE, MAIS SEGURANÇA, MAIOR EFICIÊNCIA ENERGÉTICA: EXISTE UMA PROCURA CRESCENTE E CONTINUADA DE SISTEMAS DE GESTÃO DE EDIFÍCIOS (DOMÓTICA).

28. IMOTICOS No campo da automação , os autômatos ou atuadores, assim como seus softwares de programação, são mais complexos e poderosos . Por isso, precisam ser supervisionados por um especialista ou, no mínimo, que tenha conhecimento dos sistemas instalados, caso detectem algum tipo de alerta.

29. INMOTICA A Inmotics dispõe de tecnologias aplicadas ao controlo e automatização inteligente de edifícios não destinados a habitações de pequeno espaço. É utilizado em universidades, hospitais e em todos os edifícios terciários, facilitando a gestão eficiente do uso de energia , além de proporcionar segurança, conforto e comunicação entre o supervisor especializado e o sistema.

30. DIFERENÇAS ENTRE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL E INMOTICS Como no campo da energia solar, é importante determinar as diferenças entre os painéis solares térmicos e fotovoltaicos, exatamente o mesmo acontece com a automação residencial e a inmótica .

31. DOMOTICA VS INMOTICA A automação residencial Domótica (do francês Domotique(Domus, do latim Casa), Immotique "automático": é definida como o conjunto de tecnologias aplicadas ao controle e automação inteligente de uma casa individual . Isso nos permite ter uma gestão mais eficiente do uso de energia, proporcionando segurança e conforto, além de facilitar a comunicação entre o usuário e o sistema.

32. ESCALA DO SISTEMA O tamanho também é característico dos sistemas de automação residencial . Sensores e atuadores geralmente são de pequeno porte , como micromódulos, módulos em calha DIN, módulos plug conectados à rede Wi-Fi... A ideia é que eles possam ser adaptados a sistemas domésticos sem gerar grande impacto visual.

33. ESCALA DO SISTEMA Se quisermos aplicar esta tecnologia de controle e automação a espaços maiores como hotéis, centros de estudos, complexos desportivos, empresas ou todo tipo de grandes edifícios, sistemas de automação residencial aparecem .

34. ESCALA DO SISTEMA Em relação aos sistemas inmóticos, podemos encontrar dispositivos bastante grandes que geralmente estão localizados em painéis de controle elétrico em salas de máquinas ou similares. Seu acesso é com autorização prévia se necessário. Isso dá segurança às empresas e evita riscos de acidentes inesperados devido à má gestão.

35. APLICATIVOS Sem dúvida, a tecnologia facilita nossas vidas, tornando as tarefas cotidianas mais fáceis e rápidas. Os aplicativos representam uma parte fundamental da automação residencial e da automação predial . Caracterizam-se por serem acessíveis, práticos e fáceis de usar.

36. APLICATIVOS Quando se inicia um projeto de instalação de automação residencial para controle residencial, encontramos sensores e atuadores mais simples, orientados para funções específicas. Entre eles podemos encontrar atuadores cegos, controle de luz, sensores de temperatura para ar condicionado, entre outros.

37. APLICATIVOS Em relação aos sistemas de automação residencial , as aplicações diferem dos sistemas de automação residencial, pois são ampliadas em número e forma. Para simplificar todas as funções que devem ser realizadas em um edifício, todas as tarefas dos sensores e atuadores são centralizadas. Aplicações como a regulação de aquecimento e arrefecimento em armazéns, regulação de ventilação em ar condicionado em escritórios de trabalho ou estudo, controlo de iluminação , controlo de estores automatizados, água quente sanitária para máquinas, câmaras e alarmes ...

38. 4. INSTALAÇÃO Cada sistema de automação residencial ou automação predial é diferente e podemos encontrar vários tipos e protocolos: Com fio, sem fio, PLC, Wi-Fi, Bluetooth ou infravermelho . Embora em essência, eles são todos muito semelhantes, mas com linguagem diferente. Do ponto de vista de onde reside a inteligência do sistema, diferenças claras na arquitetura podem ser vistas na operação de sistemas domóticos e inmóticos :

39. 4. INSTALAÇÃO Em sistemas de automação residencial , atualmente existe uma tendência de implementação de Wi-Fi na maioria dos dispositivos que usamos em casa. Televisão, ar condicionado , iluminação LED , tomadas inteligentes, reprodutores de áudio/vídeo , todos eles com arquitetura distribuída ou mista em alguns casos. A verdade é que com o tempo, os sistemas cabeados nas residências estão a desaparecer , dando lugar aos wireless.

40. PREÇOS E CUSTOS Para usufruir das vantagens oferecidas pelas novas tecnologias em casa ou num edifício, é muito importante pensar cuidadosamente nas instalações que melhor se adequam às nossas necessidades . Entre eles, segurança, conforto ou economia têm um papel importante na decisão final.

41. DOMÓTICA PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO EIB - KNX O Konnex (KNX), foi criado a 14 de Abril de 1999, a partir dos protocolos Batibus, EIB e EHS. Tem como objetivo criar um único standard europeu para automação das casas e edifícios, que seja capaz de competirem qualidade, prestação de serviços e preços com outros protocolos norte americanos.Esta tecnologia baseia-se no protocolo EIB – Europe anInstallation Bus, complementada com novos mecanismos deconfiguração e meios físicos de comunicação.

42. INTRODUÇÃO ‹#› O Konnex (KNX), foi criado a 14 de Abril de 1999, a partir dos protocolos Batibus, EIB e EHS. Tem como objectivo criar um único standard europeu para automação das casas e edifícios , que seja capaz de competir em qualidade, prestação de serviços e preços com outros protocolos norte americanos. Esta tecnologia baseia-se no protocolo EIB – European Installation Bus, complementada com novos mecanismos de configuração e meios físicos de comunicação.

43. CARACTERÍSTICAS ‹#› O protocolo EIB-KNX é um protocolo aberto normalmente implementado como um sistema descentralizado. A gestão descentralizada consiste em cada dispositivo ter o seu próprio controlo, comunicando directamente entre si, sem necessidade de hierarquia ou supervisão da rede.

44. CARACTERÍSTICAS ‹#› É possível sempre que necessário implementar aplicações centralizadas para gestão do sistema. A gestão centralizada consiste na ligação à rede de uma aplicação de controlo para gerir o sistema. Esta aplicação corre normalmente num computador que pode ser ligado à rede a partir de qualquer localização, permitindo assim uma gestão centralizada do sistema.

45. MEIOS DE TRANSMISSÃO ‹#› O sistema EIB inicialmente utilizava como meio de transmissão o par de cobre entrançado, mas após a evolução para o protocolo EIB-KNX (Konnex), passa a suportar diferentes meios, tais como o par de cobre entrançado , a rede eléctrica, a radiofrequência e os infravermelhos. Sendo actualmente o par de cobre entrançado o meio de transmissão mais utilizado.

46. TRANSMISSÃO DE SINAIS ‹#› No cabo de par de cobre entrançado a transmissão de sinais é feita por meio da diferença de tensão entre os dois condutores . As mensagens que transitam no cabo de par de cobre entrançado entre dispositivos são chamadas telegramas . Estes telegramas são constituídos por sequências binárias. Cada telegrama emitido por um determinado aparelho será codificado em binário (ex.: 10010011...), que por sua vez é convertido em sinais eléctricos. O sinal é transmitido de modo simétrico no Bus.

47. TRANSMISSÃO DE SINAIS ‹#› Neste tipo de transmissão um dispositivo pode começar a fazê-lo se encontrar o barramento inactivo (livre), caso contrário, terá de aguardar até este ficar livre. Os dispositivos “escutam” o barramento, enquanto transmitem com o objectivo de detectarem qualquer colisão. Quando um dispositivo tenta impor o estado lógico “1” (estado lógico menos prioritário) e detecta o estado lógico “0”, pára de transmitir para permitir que o dispositivo com a mensagem prioritária o continue a fazer. O dispositivo com a mensagem de prioridade mais baixa (“1”), continua a “escutar” o barramento para que logo que a mensagem prioritária terminar poder então transmitir os seus dados.

48. FUNCIONAMENTO ‹#› Para que os diversos dispositivos EIB-KNX comuniquem entre si, não só precisam de conseguir "falar" uns com os outros, como também precisam de usar a mesma "linguagem". Os dados transmitidos e recebidos devem ter o mesmo significado para ambos os dispositivos. Numa instalação EIB-KNX, cada dispositivo inserido no sistema terá uma designação única. Esta designação é conhecida como endereço físico do protocolo e funciona como o bilhete de identidade do aparelho. O endereço físico tem uma estrutura própria estabelecida : O endereço físico de um produto poderá ser, por exemplo, 2.10.54. Isto significa que o produto será o 54º participante instalado, linha 10 da zona 2.

49. FUNCIONAMENTO ‹#› Existe ainda o conceito de endereçamento de grupo. Um endereço de grupo pode ter duas estruturas distintas: endereçamento de 2 níveis (grupo principal / subgrupo); endereçamento de 3 níveis (grupo principal / grupo intermédio / subgrupo).

50. FUNCIONAMENTO ‹#› Numa comunicação entre um sensor (por exemplo um interruptor) e um actuador (por exemplo uma lâmpada) existe uma sequência de operações. O interruptor estando inicialmente identificado pelo seu endereço físico (endereço de origem), comunica com a lâmpada através do correspondente endereço de grupo (endereço de destino), como é apresentado na seguinte imagem: Se por exemplo, no esquema anterior associarmos ao objecto de comunicação do interruptor o endereço de grupo 1/7/4, em vez de1/3/2, ambos os dispositivos (persianas e lâmpada) receberiam o telegrama. A transmissão da informação é baseada na troca de dados codificados entre objectos de comunicação (caixas de correio), que apenas podem transmitir telegramas com um único endereço de grupo. Do lado oposto, os objectos de comunicação podem subscrever diversos endereços de grupo, o que lhes permite receber telegramas de diferentes origens.

51. FUNCIONAMENTO ‹#› O sistema KNX/EIB está baseado numa topologia descentralizada, na qual sensores e actuadores comunicam entre si através de um par entrançado de baixa tensão de segurança, 24V. Este par proporciona a alimentação para a electrónica dos vários componentes e também transmite a informação entre eles. Quando se acciona qualquer dos botões, envia-se um telegrama ao bus com uma codificação determinada, que é composta basicamente dos dados a transmitir e a direcção do destinatário. Este telegrama será recebido por todos os actuadores do sistema, mas somente o que tiver a direcção do destinatário será o que executa a ordem que vem prescrita. Assim, não é necessário instalar nenhum tipo de elemento central, porque a comunicação é feita entre sensores e actuadores

52. CONFIGURAÇÕES ‹#› A imagem ilustra que o sistema de base do KNX é o EIB e que para todos os modos de configuração, existe um software criado pela KONNEX para configurar os dispositivos KNX/EIB denominado por ETS ( Engineering Tool Software ).

53. CONFIGURAÇÕES ‹#› S-mode ( System mode ) : a configuração do modo sistema usa a mesma filosofia que o EIB, isto é, os diversos dispositivos ou modos da nova instalação, são instalados e configurados por profissionais com ajuda de um software (ETS) especialmente concebido para este propósito. Este é o modo mais utilizado. E-mode ( Easy mode ) : na configuração do modo simples os dispositivos são programados em fábrica para realizar uma função concreta. Mesmo assim devem ser configurados alguns detalhes no local da instalação mediante o uso de um controlador (como uma porta residencial) ou mediante micro interruptores alojados nos dispositivos (semelhante ao X-10 ou outros dispositivos proprietários que há no mercado). A-mode ( Automatic mode ) : na configuração do modo automático, com uma filosofia Plug&Play , nem o instalador nem o utilizador final têm de configurar o dispositivo. Este modo será especialmente indicado para ser usado em electrodomésticos e equipamentos de entretenimento (consolas, set-top boxes, áudio e vídeo).

54. INSTALAÇÃO CONVENCIONAL / EIB-KNX ‹#› Relativamente a uma instalação convencional o sistema KNX/EIB oferece as seguintes vantagens : Redução da linha de 220 V AC a favor de uma linha de baixa tensão de segurança de 24 V, isto implica, entre outra coisas, uma redução do perigo de incêndio, um aumento de segurança da instalação e uma diminuição da radiação electromagnética; Maior simplicidade da instalação. Acaba-se com os complexos emaranhados de cabos eléctricos que necessitam os comutadores, inversores, etc. todos os botões são ligados aos dois fios do bus e a relação entre estes e os actuadores define-se através do software. Facilidade nas ampliações e flexibilidade. Uma instalação convencional permite poucas alterações e necessita sempre de alterar a cablagem perante ampliações ou modificações do uso. Uma instalação do tipo bus permite modificar o seu uso somente com uma reprogramação de alguns componentes e as ampliações são geralmente simples de levar a cabo. Como inconveniente pode-se citar que os componentes são mais caros, logicamente, que os mecanismos convencionais.