UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO JOAO DEL REI

CAMPUS ALTO PARAOPEBA

ENGENHARIA MECATRNICA

Tpicos Especiais em Engenharia 2

Jonathan Martins de Almeida Moreira - 114450054

Rone Cesar da Silva Fonseca - 104450042

Ouro Branco, Minas Gerais.

Junho de 2015

Introduo

Nos prximos 20 anos, o consumo de energia l aumentar 45% em eletricidade, 62% em gs

natural e 33% em petrleo, segundo o Department of Energy (Departamento de Energia) (em

ingls) (DOE). O DOE tambm diz que as fontes de energia no conseguiro atender demanda

das prximas duas dcadas. Para os consumidores, isso significa pagar preos mais altos pela

eletricidade, gs natural e petrleo.

Embora muitos estejam engajados em formas de aumentar suas fontes de energia, alguns

pesquisadores tm trabalhado em novas tecnologias de baixo consumo. Entre estas tecnologias,

esto as janelas inteligentes. Esse tipo de janela poderia economizar bilhes de dlares nos custos

de aquecimento, resfriamento e de luz eltrica (pesquisas indicam que aproximadamente 12% de

toda a energia usada nos Estados Unidos seja consumida pelas janelas residenciais).

Existem muitas tecnologias que podem ser usadas numa janela inteligente: A termotropia;

fotocromia ou fotocromtica; cristais lquidos; exposio de partculas suspensas; eletrocromia e

hidretos refletivos. Os tratamentos de limpeza de janelas podem se tornar uma dor de cabea. No

que diz respeito a isso, as janelas inteligentes so uma alternativa fcil: nenhuma persiana para

limpar ou cortinas caras que precisem de tratamento profissional. As janelas inteligentes iro no

s diminuir a sua conta da lavanderia a seco, como tambm podero diminuir a sua conta de

eletricidade. Quando o sol do vero est banhando sua casa com seus raios, as coisas podem ficar

bem quentes, fazendo o seu ar condicionado trabalhar mais. Voc pode usar as janelas inteligentes

para bloquear esse calor excessivo. Ao bloquear a radiao UV, as janelas inteligentes conseguem

proteger os quadros e a moblia da sua casa ou escritrio.

Tecnologia em janelas sustentveis

A empresa atuar no ramo de pesquisa e desenvolvimento de janelas com tecnologia para

otimizao de sistema de refrigerao de edifcios com fachada de vidro. Os clientes sero

empresas de construo civil, arquitetos e donos de apartamentos de luxo.

Funcionamento

A gua absorve os raios infravermelhos, o que faz com que se uma pessoa ficar atrs da

janela ver a luz do sol, mas no sentir o calor.

Para que a gua no atinja altas temperaturas e transmita o calor para dentro do edifcio, as

janelas so ligadas a um acumulador geotrmico, um sistema de canos que transporta a

gua a uma profundidade de "20 metros".

Aps percorrer a estrutura, o calor transmitido para o solo. Apesar de esta tecnologia poder

ser usada em edifcios "normais", as maiores economias de energia so percebidas em

edifcios com fachada de vidro, onde a economia na conta de luz relacionada ao ar

condicionado pode chegar a 70%.

Figura 1 - Acumulador Geotrmico

Figura 2 Vidro

Figura 3 Caixilharia

Planejamento Projeto

A Estudo de materiais

B - Treinamento

C Pesquisa de materiais e componentes

D Modelagem e design do produto

E Compra de equipamentos

F Prototipagem da tecnologia

G Pesquisa de novas tecnologias

H Montagem do acumulador geotrmico

I Montagem (fabricao) do vidro inteligente

J Testes de eficincia e qualidade

K Instalao de janelas

L Instalao do acumulador geotrmico

M Acabamento final

Atividade Precedente Pessimista Mdia Otimista Desvio padro

A - 10 8 5 7.83 0.694

B A 4 3 2 3 0.111

C B 5 2 1 2.333 0.444

D B 9 6 4 6.166 0.694

E C 2 2 2 2 0

F D,E 16 11 9 11.5 1.361

G F 10 9 8 9 0.111

H F 14 12 10 12 0.444

I G 15 14 12 13.833 0.25

J I,H 4 3 2 3 0.111

K J 6 4 3 4.166 0.25

L J 1 1 1 1 0

M K,L 4 3 2 3 0.111

Anexo

Circuito eletrnico para controle da bomba dagua pela temperatura.

O circuito recebe o setpoint do usurio e a temperatura atual do termopar, fazendo a

comparao entre os dois valores. Se os valores forem diferentes ento o circuito aciona a

bomba circulando a agua nas janelas.

Os dados so recebidos nos pinos 1 e 2 da porta P2, a lgica de comparao feita pelas

NANDs do CI7400, acionando o transistor BC546 que aciona o RELE K1 que liga a bomba

atravs dos pinos da porta P3. A alimentao do circuito feita atravs dos pinos da porta

P2.

Materiais Utilizados:

Componente Valor

Resistores 1/8 watt 5%

R1, R2 100k Marrom, Preto, Amarelo, Ouro

R3, R4 1M Marrom, Preto, Verde, Ouro

R5 4.7K Amarelo, Violeta, Vermelho, Ouro

R6 680 Azul, Cinza, Marrom, Ouro

Capacitores

C1 100n Capacitor cermico ou Polister

C2 10F/25v Capacitor eletroltico polarizado

Semicondutores

D1 1N4004 Diodo retificador

UC1 CD4011 -Circuito integrado CMOS

LED1 Led 5mm qualquer cor Se preferir pode ser omitido

Q1 BC548 ou equivalente- Transistor NPN de uso geral

Diversos

P2 Conector para fonte de alimentao

P1 Conector para os fios do sensor

P3 Conector para bomba dgua

K1 G5LE Rel

O esquemtico e a placa de circuito impresso pode ser visto nas imagens abaixo: