He 2015-04-automação

AUTOMAÇÃO
RESIDENCIAL
Módulo 4
Patrocínio:
Apoio:
Promoção:
Instrutor: Paulo Henrique Dal Bó

AGENDA DO CURSO
MÓDULO 4
• Projeto integrado para obras novas;
• Conceito de pré-automação;
• Projeto e instalação para reformas (retrofit);
• Automação residencial e eficiência energética.

• Um projeto integrado deve contemplar pelo menos os quadros
de elétrica, automação e sistemas ou VDI (voz, dados e imagem);
• Devemos rever os conceitos de infraestrutura pois, muitos
projetos de hoje continuam adotando infraestrutura de décadas
passadas;
• É preciso tentar prever as necessidades atuais e futuras para a
implantação dos mais diversos sistemas residenciais;
• Conduítes e caixinhas não custam caro!
PROJETO PARA OBRAS NOVAS
CONCEITO DE PROJETO INTEGRADO

• Reunião com cliente para a criação de uma “lista de desejos”;
• Os sistemas a serem implantados hoje e as futuras expansões;
• Infraestrutura a ser adotada: conduítes, eletrocalhas, etc;
• Cabeamento a ser adotado: par trançado, multivias, etc.
PRINCIPAIS PASSOS PARA O PROJETO

• Localização e dimensionamento dos quadros: elétrica,
automação e sistemas;
• Posicionamento de caixas de passagem, se necessário;
• Adequação do projeto elétrico (quantitativo de cargas);
• Planta de pontos das cargas automatizadas (iluminação,
persianas/cortinas, tomadas comandadas, bombas, etc.);

• Planta de pontos de acionamentos (pulsadores, keypads, touch
screens, sensores, etc.);
• Elaboração de uma “Tabela de Entradas e Saídas”;
• Elaboração de uma “Lista de Materiais”;
• Documentação para a obra – “Projeto Executivo”;
• Documentação após a instalação – “As Built”.

• Tem como objetivo abrigar equipamentos relativos a instalação
elétrica, tais como:
• Barra(s) de neutro;
• Barra de terra;
• Dispositivo à corrente Diferencial-Residual (DR);
• Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS);
• Disjuntor geral;
• Disjuntores dos circuitos (iluminação, tomadas, etc.).
QUADRO DE ELÉTRICA

• Tem como objetivo abrigar equipamentos relativos ao sistema de
automação, tais como:
• Fontes de alimentação;
• Módulos de entradas (pulsadores, keypads, sensores, etc.);
• Módulos de saídas “on/off” (relés);
• Módulos de saídas “dimerizadas” (dimmers);
• Interfaces de comunicação (serial, Ethernet, Wi-Fi, etc.);
• Canaletas, trilhos, bornes, cabeamento interno, etc.
QUADRO DE AUTOMAÇÃO

• Tem como objetivo abrigar equipamentos relativos aos sistemas
de voz (telefonia), dados (rede local e Internet) e imagem (TV
aberta, satelital e à cabo), tais como:
• Dispositivos de proteção: elétrica e telefonia;
• Central telefônica (PABX);
• Cable Modem ou Modem ADSL, Roteador e Switch;
• Divisores de frequência para o cabeamento coaxial;
• Patch Panel do cabeamento estruturado (manobra).
QUADRO DE CONECTIVIDADE DE SISTEMAS

INFRAESTRUTURA ELÉTRICA CONVENCIONAL
Quadro de
Elétrica
Interruptores

INFRAESTRUTURA ELÉTRICA PARA AUTOMAÇÃO
Quadro de
Automação
Quadro de
Elétrica
Pulsadores/
Keypads

INFRAESTRUTURA ELÉTRICA PARA SISTEMAS
Quadro de
Sistemas
Quadro de
Automação
Quadro de
Elétrica
Tomada
(RJ-45/F)
Pulsadores/
Keypads

Quadro de
Sistemas
Quadro de
Automação
Quadro de
Elétrica
Interruptores
ou
Pulsadores/
Keypads
Tomada
(RJ-45/F)
INFRAESTRUTURA ELÉTRICA HÍBRIDA

• Para sistemas centralizados, todos os cabos que acionam as
cargas (“retorno”), devem ser levados para o quadro de
automação;
• Para sistemas distribuídos ou stand-alone, todos os cabos que
comutam as cargas (“retorno”), devem ser levados para o
controlador respectivo;
• A topologia implementada será em estrela.
LANÇAMENTO DE CABOS - CARGAS

• Para sistemas centralizados, todos os cabos de acionamentos,
devem ser levados para o quadro de automação;
• Para sistemas distribuídos ou stand-alone, todos os cabos de
acionamentos, devem ser levados para o controlador respectivo;
• Neste caso, a topologia implementada será em “estrela”;
• Dependendo do sistema, o cabeamento será lançado como um
“barramento” aonde os acionamentos serão interligados.
LANÇAMENTO DE CABOS - ACIONAMENTOS

HOME RUN WIRING SCHEME
/ STAR TOPOLOGY
TOPOLOGIA EM ESTRELA

EXEMPLO DE LIGAÇÃO DE PULSADORES (4X2)
Cabo Multivias
(4 vias)
VISTA TRASEIRA
CAIXA P17 (4X2)
Pulsador P17.1
Pulsador P17.2
Pulsador P17.3

EXEMPLO DE LIGAÇÃO DE PULSADORES (4X4)
VISTA TRASEIRA
CAIXA P17 (4X4)
Cabo Multivias
(4 vias)
Cabo Multivias
(4 vias)
Pulsador P17.1
Pulsador P17.2
Pulsador P17.3
Pulsador P17.4
Pulsador P17.5
Pulsador P17.6

DAISY CHAINING SCHEME /
BUS TOPOLOGY
TOPOLOGIA EM BARRAMENTO

VISTA TRASEIRA
CAIXA K17 (4X2)
K17.1 K17.2
K17.3 K17.4
K17.5 K17.6
K17.7 K17.8
+ - A B
Alim.
DC
Rede
RS-485
VISTA FRONTAL
Cabo de 2 pares trançados
(4 vias)
EXEMPLO DE LIGAÇÃO DE KEYPADS (RS-485)

CONCEITO DE PRÉ-AUTOMAÇÃO
PROJETO PARA PRÉ-AUTOMAÇÃO
• Pré-automatizar significa preparar a instalação para receber uma
automação futura, oferecendo de imediato alguns benefícios em
relação a uma instalação convencional;
• Pode-se dizer que a pré-automação é um upgrade da instalação
elétrica convencional;
• É um facilitador para a adoção futura da automação;
• A construtora ou o integrador entregam uma infraestrutura capaz
de receber automação e o futuro morador decide como, quando e
o que automatizar em sua residência.

PREMISSAS DE PROJETO
• Deve-se prever uma “área técnica” em parede ou um espaço,
para receber os quadros de elétrica e automação;
• O quadro de automação deve ter uma dimensão adequada para
atender a quantidade de cargas a serem automatizadas;
• O quadro de automação deve estar interligado ao quadro de
elétrica, para receber os circuitos que alimentarão as cargas;
• As cargas serão acionadas através dos relés de impulso;
• Os pulsadores farão os acionamentos dos relés de impulso.

PREMISSAS DE PROJETO
• Tubulações separadas para as cargas e para os acionamentos;
• Tubulação em topologia “estrela”, com cabos partindo do quadro
de automação até as cargas e até as caixas de acionamento nos
ambientes;
• Caixas de acionamento com 4”x2” recebem um cabo de pré-
automação e caixas com 4”x4” recebem dois;
• Os cabos de pré-automação possuem bitola de 0,5 mm², e
atendem a Norma NBR-5410 no quesito “cabos de controle”.

QE
Pulsadores
F
N R
Teto
Piso
R
Cabo de Pré-automação
LEGENDA: F = FASE DO CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO
N = NEUTRO DO CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO
R = RETORNO DA ZONA DE ILUMINAÇÃO
QE = QUADRO DE ELÉTRICA
QA = QUADRO DE AUTOMAÇÃO
Retorno da
Zona de Iluminação
Circuito de
alimentação da
iluminação
QA Relé de Impulso
DIAGRAMA BÁSICO DE INSTALAÇÃO

LIGAÇÃO E FUNCIONAMENTO DO RELÉ DE IMPULSO
pulsador
carga

BENEFÍCIOS
• O diferencial da pré-automação em relação a uma instalação
elétrica convencional está em proporcionar ao futuro morador a
flexibilidade de decidir, quais ambientes serão automatizados;
• Implanta uma infraestrutura de instalação que pode ser
migrada facilmente para os principais sistemas de automação
residencial, sem impactos na instalação legada pela construtora
(reformas).

• Para uma reforma, o projeto segue basicamente os mesmos
passos de um projeto para uma obra nova;
• Deve-se determinar o grau de interferência que o cliente
pretende fazer na obra;
• Sistemas sem fio são bem aceitos para projetos de reforma
pois requerem um grau de interferência menor na obra;
• Como os módulos que compõe as redes sem fio são rádios, eles
precisam estar alimentados constantemente para que possam
receber e transmitir os comandos.
PROJETO PARA REFORMAS (RETROFIT)

• Alguns sistemas sem fio instalam seus módulos (atuadores das
cargas) nas caixas de acionamento originais da instalação;
• Em uma instalação elétrica convencional, teoricamente, no ponto
de acionamento (caixa 4x2 ou 4x4) temos apenas a “fase” e o
“retorno” da carga. Desta forma, precisamos lançar um cabo de
“neutro” para que seja possível alimentar o módulo sem fio;
• Felizmente, temos o “neutro” na carga e um caminho direto para
a passagem deste cabo. Alguns sistemas podem ser alimentados
(ligação com o neutro) utilizando o próprio cabo de retorno.
Porém, neste caso, a carga deve ser uma lâmpada de filamento.
ADEQUAÇÕES - MÓDULOS SEM FIO NO ACIONAMENTO

ADEQUAÇÕES - MÓDULOS SEM FIO NO ACIONAMENTO
QE
Pulsadores ou
Interruptores
com Micro Módulo
OU
N
R
C
R
Piso
LEGENDA: C = FASE DO CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO
Módulo com
Pulsador Integrado
ou Keypad
Teto
N

EXEMPLO - MÓDULOS SEM FIO NO ACIONAMENTO
MICRO MÓDULO
MÓDULO COM PULSADOR
INTEGRADO OU KEYPAD

• Alguns sistemas sem fio instalam seus módulos diretamente nas
cargas (caixas ortogonais das luminárias);
• Em uma instalação elétrica convencional, teoricamente, na carga
(luminária) temos apenas o “neutro” e o “retorno” da própria carga.
Desta forma, precisamos ter neste ponto um cabo de “fase” para
que seja possível alimentar o módulo sem fio;
• Para tal, na caixa de acionamento pode-se unir os cabos de
“fase” e “retorno” e, desta forma, fazer com que a “fase” chegue
até o módulo sem fio. Nestes casos, o acionamento é feito através
de keypads sem fio, que são alimentados por bateria.
ADEQUAÇÕES - MÓDULOS SEM FIO NA CARGA

ADEQUAÇÕES - MÓDULOS SEM FIO NA CARGA
QE
Ligação entre a
Fase e o Retorno
N
R
C
R
Teto
Piso
LEGENDA: C = FASE DO CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO
Keypad Sem Fio
(com bateria)

EXEMPLO - MÓDULOS SEM FIO NA CARGA

REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
• Desligamento de cargas ociosas (iluminação, ar condicionados,
aquecedores, bombas, etc.);
• Programação horária para ligar/desligar cargas;
• Cena “Desliga Tudo” (Master Off);
• Dimerização de lâmpadas.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

• É feita através do controle da potência entregue para a carga,
variando-a de 0 a 100% pode-se dimerizar lâmpadas:
• incandescentes, halógenas e dicróicas (filamentos);
• fluorescentes com reatores dimerizáveis (1-10V);
• LEDs dimerizáveis.
• Para efetuar o controle de potência em lâmpadas de filamento,
são empregados triacs, que são componentes semicondutores
nos quais há o controle na condução de energia para a lâmpada.
DIMERIZAÇÃO DE LÂMPADAS

100% 75% 50%
25% 0%
Curva Azul =
Tensão da Rede
Curva Amarela =
Tensão na Carga
FORMAS DE ONDA DA DIMERIZAÇÃO DE LÂMPADAS

• É a quantidade total de luz emitida por uma fonte em sua tensão
nominal de funcionamento;
• A unidade de medida é o lúmen (lm).
EFICIÊNCIA LUMINOSA
• É a relação entre o fluxo luminoso total emitido por uma fonte de
luz e a potência por ela consumida;
• A unidade de medida é o lúmen/watt (lm/W).
FLUXO LUMINOSO

Fonte: OSRAM
TIPOS DE LÂMPADAS X EFICIÊNCIA LUMINOSA

Fonte: Portaria MME/MCT/MDIC no 1.007/2010
NÍVEIS MÍNIMOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
DE LÂMPADAS INCANDESCENTES (127V)

POTÊNCIA
REGULADA PELO
DIMMER
POTÊNCIA
CONSUMIDA PELA
LÂMPADA
POTÊNCIA
ECONOMIZADA NA
LÂMPADA
90% 90% 10%
75% 75% 25%
50% 50% 50%
25% 25% 75%
• A potência consumida na lâmpada é diretamente
proporcional a potência regulada pelo dimmer.
LÂMPADAS INCANDESCENTES
DIMERIZAÇÃO X ECONOMIA DE ENERGIA

LÂMPADAS INCANDESCENTES
LUMINOSIDADE X CONSUMO X DURABILIDADE
REDUÇÃO DO
NÍVEL DE
LUMINOSIDADE
POTÊNCIA
CONSUMIDA NA
LÂMPADA
POTÊNCIA
ECONOMIZADA
NA LÂMPADA
AUMENTO DA
VIDA ÚTIL DA
LÂMPADA
90% 90% 10% 2 vezes
75% 80% 20% 4 vezes
50% 60% 40% 20 vezes
25% 40% 60% > 20 vezes
• A redução do nível de luminosidade NÃO é proporcional a
potência economizada na lâmpada pois, a relação fluxo
luminoso por potência consumida não é linear.

• Em uma mesma luminária, estão instaladas duas lâmpadas de
100 W e com redução do nível de luminosidade de 50%.
O consumo destas duas lâmpadas
equivaleria ao consumo de uma lâmpada de
100 W ligada a 100%?
EXEMPLO:
NÍVEL DE LUMINOSIDADE X POTÊNCIA CONSUMIDA

Não, pois cada lâmpada de 100 W teria
60% de potência consumida na lâmpada,
ou seja, consumiria 60W!
• Portanto as duas lâmpadas juntas consumem 120 W, o que
é maior do que os 100 W consumido por uma única lâmpada.
EXEMPLO:
NÍVEL DE LUMINOSIDADE X POTÊNCIA CONSUMIDA

• NBR 14671:2001 Lâmpadas com filamento de tungstênio para
uso doméstico e iluminação geral similar - Requisitos de
desempenho;
• Anexo H (informativo) Influência da tensão elétrica de
energização no desempenho da lâmpada incandescente.
NORMA PARA LÂMPADAS DE FILAMENTO

• A tensão elétrica aplicada a uma lâmpada incandescente
está intimamente ligada ao desempenho da lâmpada em
serviço;
• A tensão elétrica altera a potência dissipada, o fluxo
luminoso produzido, a temperatura de trabalho do filamento, a
eficiência luminosa e a vida útil da lâmpada.
INFLUÊNCIA DA TENSÃO ELÉTRICA NA
DURABILIDADE DE LÂMPADAS INCANDESCENTES

• Em função dos diferentes países de origem das
concessionárias de energia elétrica que eletrificaram o Brasil
na primeira metáde do século XX, existem diferentes tipos de
sistemas de distribuição públicos em baixa tensão;
• As tensões fase-neutro e fase-fase variam de acordo com:
• o sistema de distribuição (trifásico/monofásico);
• a quantidade de condutores utilizados;
• o tipo de ligação do transformador (estrela/triângulo).
DIVERSIDADE DE TENSÕES DE REDE

220V
SISTEMA TRIFÁSICO A 4 CONDUTORES (ESTRELA)
F
F
F
N
220V
127V
220V
127V
127V
127 =
220
3

208V
F
F
F
N
208V
120V
208V
120V
120V
120 =
208
3

380V
F
F
F
N
380V
220V
380V
220V
220V
220 =
380
3

230V
SISTEMA TRIFÁSICO A 4 CONDUTORES (TRIÂNGULO)
F
F
F
N
230V
115V
230V
115V
115 =
230
2

SISTEMA MONOFÁSICO A 3 CONDUTORES
F
F
N
230V
115V
115V
115 =
230
2

• A grande diversidade de tensões de rede é um dos principais
problemas no projeto de lâmpadas incandescentes no Brasil;
• A principal dificuldade está na Grande São Paulo, onde
coexistem, principalmente, redes de 115 V, 120 V e 127 V
(entre fase e neutro), ou seja, um intervalo muito extenso;
• Considerando estes fatos, a NBR 14671 apresenta a tensão
elétrica de 127 V como a única opção de tensão elétrica para
os consumidores na faixa de 110 à 127 V.
DIVERSIDADE DE TENSÕES DE REDE

TENSÃO
ELÉTRICA
(V)
POTÊNCIA
ELÉTRICA
(W)
FLUXO
LUMINOSO
(lm)
EFICIÊNCIA
LUMINOSA
(lm/W)
VIDA
MÉDIA
(h)
127 100 1620 16,2 750
124 96 1488 15,5 1000
120 92 1343 14,6 1600
115 86 1161 13,5 2850
Fonte: NBR 14671:2001
• Quanto maior for a tensão elétrica de projeto escolhida,
maior será o fluxo luminoso e a eficiência luminosa;
• Quanto menor for a tensão elétrica, maior será a vida média
e menor será a potência elétrica (consumo).
DESEMPENHO DE LÂMPADAS INCANDESCENTES EM
DIFERENTES TENSÕES DE UTILIZAÇÃO

• Tecnicamente, os sistemas de automação residenciais podem
contribuir significativamente para a redução efetiva no consumo
de energia elétrica;
• Contudo, trata-se de um processo que envolve não somente a
utilização de novas tecnologias mas também que promova a
conscientização das pessoas quanto a utilização racional dos
recursos oferecidos dentro de uma residência.
• A construção de um planeta sustentável começa com práticas
adequadas de consumo de cada indivíduo dentro da sociedade!
CONCLUSÕES

Instrutor: Paulo Henrique Dal Bó
OBRIGADO!
automacao@homexpert.com.br
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