Este projeto propõe um sistema de automação residencial para controlar a iluminação e abertura de janelas de forma inteligente. O projeto foi dividido em três subprojetos: central de controle, iluminação e janelas/cortinas. O sistema utiliza sensores e um microcontrolador para regular a intensidade da luz e a abertura das janelas de acordo com a luminosidade do ambiente.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS COMPUTACIONAIS
ENGENHARIA DE AUTOMAÇÃO
ATIVIDADE DE INTEGRAÇÃO CURRICULAR - AIC II
PROF. MSC. EMANUEL DA SILVA DIAZ ESTRADA
PROF. MSC. RODRIGO ZELIR AZZOLIN
AJUSTE INTELIGENTE DE
ILUMINAÇÃO – AI²
Ana Paula Sterz, Braian Maciel,
Bruno Torres, Everson Brum, Jusoan Mór,
Letieri Ávila, Luciane Baldassari, Marcelo Saraiva,
Mariela Oliveira, Thiago Dobke, Thiago Fonseca,
Willian Borges, Ygor Aguiar.
RIO GRANDE
DEZEMBRO 2011

2. Ana Paula Sterz, Braian Maciel,
Bruno Torres, Everson Brum, Jusoan Mór,
Letieri Ávila, Luciane Baldassari, Marcelo Saraiva,
Mariela Oliveira, Thiago Dobke, Thiago Fonseca,
Willian Borges, Ygor Aguiar
AJUSTE INTELIGENTE DE ILUMINAÇÃO – AI²
Projeto de Ajuste de Iluminação
Inteligente da disciplina
Atividade de Integração
Curricular II, ministrada pelo
Prof. Msc. Emanuel Estrada e
Prof. Msc. Rodrigo Azzolin na
Universidade Federal do Rio
Grande – FURG.
RIO GRANDE
DEZEMBRO 2011

3. SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 4
2. OBJETIVOS....................................................................................................... 4
3. PROJETO .......................................................................................................... 5
3.1 Proposta de Projeto ............................................................................................. 5
3.2 Proposta dos Subprojetos ................................................................................... 6
3.2.1 Central de Controle ................................................................... 6
3.2.2 Iluminação ................................................................................ 6
3.2.3 Janelas ..................................................................................... 6
4. ETAPAS DO PROJETO .................................................................................... 7
5. IMPLEMENTAÇÃO DO PROJETO ................................................................. 10
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................... 10
7. CRONOGRAMA .............................................................................................. 11
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁGICAS ................................................................ 11
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4. 1. INTRODUÇÃO
A Automação Residencial nos dias de hoje está facilitando cada vez mais a
vida das pessoas. Com a chegada de novas tecnologias é possível levar facilidade e
conforto para os moradores.
Os sistemas de controle domésticos (Home Control System – HCS) estão se
tornando cada vez mais comuns e parte integrante de habitações modernas. O
controle computadorizado de alarmes, sistemas de climatização e outras aplicações
para habitações é uma característica bem vinda para residências. Muitas
tecnologias vêm se desenvolvendo dentro do vasto leque de opções que
compreende a automação residencial. Algumas já se tornaram mandatárias em
todos os tipos de ambientes, como os sistemas para controle de iluminação,
presentes em casas, apartamentos e escritórios, além de grandes empresas,
teatros, hotéis e hospitais. Seu papel fundamental é proporcionar mais conforto,
economia e segurança (KELLY, 1997).
Também pode ser definido como um conjunto de técnicas que podem ser
aplicadas sobre um processo objetivando torná-lo mais eficiente, ou seja,
maximizando a produção com menor consumo de energia, menor emissão de
resíduos e melhores condições de segurança, tanto humana e material quanto das
informações inerentes ao processo.
2. OBJETIVOS
Este projeto teve como objetivo simular uma automação da luminosidade de
uma residência, controlando a abertura de janelas e cortinas e a intensidade
luminosa de lâmpadas.
O sistema facilitará a vida do usuário, beneficiando-o com conforto e
comodidade, além de evitar desperdício de consumo elétrico, pois evita que
lâmpadas permaneçam ligadas em ambientes que não possuam ninguém.
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5. 3. PROJETO
Através de uma central de controle constituída por um microcontrolador 8051
da Atmel, um painel de comando para escolha dos parâmetros e sensoriamento
distribuído, foi automatizado o sistema de iluminação do interior de ambientes.
Para melhor viabilização do projeto, este foi desenvolvido primeiramente em
ambiente simulado (Proteus®), onde todas etapas e partes do projeto foram feitas
separadamente em blocos e posteriormente formarão o projeto final do sistema.
Para a implementação real do projeto, será utilizada uma maquete de um
ambiente.
A fim de facilitar o desenvolvimento, dividiu-se o sistema de ajuste de
iluminação em três grupos:
Central de controle
Equipe: Bruno Torres, Everson Brum, Jusoan Mór, Thiago Fonseca e Ygor Aguiar
Iluminação
Equipe: Ana Paula Sterz, Braian Maciel, Letieri Ávila e Luciane Baldassari
Janelas/Cortinas
Equipe: Marcelo Saraiva, Mariela Oliveira, Thiago Dobke e Willian Borges
3.1 Proposta de Projeto
O projeto foi elaborado por um sistema automático de controle de iluminação
em interiores, buscando um nível adequado de iluminância em cada ambiente
conforme a NBR-5413, priorizando a eficiência energética através do
aproveitamento de fontes renováveis (luz solar) e sensoriamento.
As motivações que levaram ao grupo a escolha desse projeto foi a
possibilidade de o mesmo ser implementado e desenvolvido em projetos futuros ou
até mesmo em pesquisas posteriores.
5

6. 3.2 Proposta dos Subprojetos
3.2.1 Central de Controle
Utilizou-se um microcontrolador 8051 da Atmel como unidade central de
processamento e controle das variáveis de entrada e saída do sistema, onde
através de algoritmo específico serão manipulados e controlados.
Além do microcontrolador é utilizado hardwares de conversão A/D, D/A e
comunicação, filtros contra interferências (ruídos) e uma fonte de alimentação
(127/220VCA saída 12VDC).
A central de controle se encontra num ambiente fechado e protegido contra
fenômenos climáticos, como vento, chuva, umidade e alta temperatura.
3.2.2 Iluminação
O controle de iluminação utiliza lâmpadas LED autobrilho 12VDC para
facilitar o controle de luminosidade através da leitura de sensores específicos (LDR
e Sensores de presença), hardware para manipulação da tensão de alimentação
das lâmpadas e hardware de comunicação e conversão D/A.
3.2.3 Janelas
O controle de iluminação também utiliza o sol como fonte de aproveitamento
da energia renovável. As cortinas se movimentam através da leitura de sensores
específicos (LDR e Sensores de presença) que dependendo da intensidade de luz
dentro do ambiente abrem ou fecham as cortinas. Esse movimento acontece através
de motores de passo controlado por um hardware específico.
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7. Modelo de Estrutura
4. ETAPAS DO PROJETO
O projeto teve início com a divisão das tarefas em três equipes. Cada equipe elaborou
uma pesquisa referente a cada subprojeto. Os grupo elaboram a simulação de cada
subprojeto no Proteus (Figuras) e após, houve a junção de todos os projetos.
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8. Lógica Microcontrolador 8051
Lógica LDRs
8

9. Lógica LEDS
Lógicas Motores de Passo
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10. A partir da simulação concluída, iniciou-se a construção do projeto físico. Abaixo, a
relação dos componentes eletrônicos utilizados:
Qtd. Componente
3 Protoboard
2 4071
2 4081
2 4069
3 Opto Acloplador
3 Relé
33 Resistor (variando de 1kΩ a 10kΩ)
4 LDR
1 Conversor ADC 0808
2 ULN 2003
2 Motor de Passo
2 CI 555
6 Capacitores
36 Leds
O trabalho foi implementado no laboratório de eletrônica da FURG e no laboratório de
eletrônica do IFRS Rio Grande.
5. IMPLEMENTAÇÃO DO PROJETO
Os circuitos foram implementados no protoboard e cada subprojeto foi testado
independente junto ao microcontralador onde foi desenvolvida uma subrotina de testes para
cada subprojeto.
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
O grupo se deparou com muitas dificuldades relacionadas à eletrônica básica e geral,
problema de conexão nos protoboards, falta de componentes eletrônicos e estrutura nos
laboratórios.
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11. Embora tudo isso, o grupo atingiu o objetivo de realizar a comunicação do 8051 com a
parte de potência.
A principal dificuldade encontrada foi alterar o projeto para que o 8051 controlasse o
chaveamento do circuito.
7. CRONOGRAMA
Ago Set Out Nov Dez
Apresentação da Proposta X
Simulação de módulos do projeto X X
Implementação do Projeto X X
Relatório Final X X X
Apresentação do Projeto X
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁGICAS
KELLY, G, Home Automation: Past, Present & Future, Electronics Australia,
Fevereiro, 1997.
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