UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR

CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

GERENCIAMENTO E AUTOMAÇÃO DE ILUMINAÇÃO VISANDO A ECONOMIA DE ENERGIA

Área de Automação

por

Nilson Burg

Adhemar Maria do Valle Filho, Dr. Orientador

Itajaí (SC), novembro de 2010

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR

CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

GERENCIAMENTO E AUTOMAÇÃO DE ILUMINAÇÃO VISANDO A ECONOMIA DE ENERGIA

Área de Automação

por

Nilson Burg Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação. Orientador: Adhemar Maria do Valle Filho, Dr.

Itajaí (SC), novembro de 2010

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AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus por ter me iluminado durante esta caminhada, e me concedido a saúde e o discernimento para aprender e vencer mais esta etapa de minha vida. Aos meus pais porque souberam me educar me preparar para os desafios da vida. Agradeço ao Leoniz e ao professor Valim, pela colaboração para com a conclusão deste trabalho. Ao meu orientador, Adhemar, por ter aceitado esse desafio e colaborado com todo o desenvolvimento do mesmo. Ao instegrantes da minha banca, Zeferino, Fabrício e Luy, por colaborarem com o meu crescimento e consequentemente com um trabalho melhor elaborado. Agradeço à minha esposa por permanecer ao meu lado incentivando e fornecendo todo o apoio necessário. Aos meus colegas de aula por todos os trabalhos que fizemos juntos colaborando para o crescimento de todos ao longo da faculdade. A todas as pessoas envolvidas direta ou indiretamente no meu percurso na faculdade. Aos meus colegas: Axel, Vailati, Moisés, Mário, Francis, Paulo, Webber, Marcos, Wippel, Cristian, Fabrício, Elton, Gustavo, Braz, Daniel, Dario, Maicom, Debatin, Diogo, Rafael, Jeferson, João, Lennon, Udo, e tantos outros que fizeram desse período, uma fase não somente de aprendizado, mas também de diversão, novas amizades, e crescimento como pessoa.

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SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS................................................................... v�

LISTA DE FIGURAS ................................................................................ vi�LISTA DE TABELAS .............................................................................. vii�RESUMO .................................................................................................. viii�ABSTRACT ................................................................................................ ix�

INTRODUÇÃO ........................................................................................... 1�

1.1� PROBLEMATIZAÇÃO ..................................................................................... 1�1.1.1� Formulação do Problema ................................................................................. 1�1.1.2� Solução Proposta ............................................................................................... 2�1.2� OBJETIVOS ........................................................................................................ 3�1.2.1� Objetivo Geral ................................................................................................... 3�1.2.2� Objetivos Específicos ........................................................................................ 3�1.3� METODOLOGIA ................................................................................................ 4�1.4� ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................... 6�2� FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................ 7�

2.1� SISTEMA E REQUISITOS ................................................................................ 7�2.2� SOLUÇÕES SIMILARES ................................................................................ 11�2.2.1� Automação de iluminação residencial........................................................... 11�2.2.2� Sistema Scenario - Linha Classic ................................................................... 11�2.2.3� Controle para iluminação Actilume Philips ................................................. 13�2.2.4� Tabela comparativa com as soluções similares ............................................ 14�2.3� TECNOLOGIAS USADAS .............................................................................. 14�2.3.1� Porta serial ....................................................................................................... 14�2.3.2� Porta Paralela .................................................................................................. 16�2.3.3� PIC .................................................................................................................... 18�2.3.4� Sensor de Presença .......................................................................................... 20�2.3.5� Sensor de Iluminação ...................................................................................... 21�2.3.6� Iluminação do Ambiente ................................................................................ 22�2.3.7� Controlador Lógico Programável ................................................................. 23�2.3.8� Armazenamento dos dados ............................................................................ 26�3� PROJETO ............................................................................................. 28�3.1� DEFINIÇÃO DO ESCOPO .............................................................................. 28�3.2� ANÁLISE DOS REQUISITOS ........................................................................ 28�3.2.1� Requisitos Funcionais ..................................................................................... 28�3.2.2� Requisitos Não Funcionais ............................................................................. 29�3.2.3� Regras de Negócio ........................................................................................... 29�3.2.4� Diagrama de Casos de Uso ............................................................................. 30�

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3.2.5� Telas do Sistema .............................................................................................. 31�4� Desenvolvimento.............................................................................................. 35�4.1� CONTROLE ...................................................................................................... 35�4.2� AQUISIÇÃO DE DADOS ................................................................................ 38�4.3� ARMAZENAMENTO DE DADOS E RELATÓRIOS ................................. 43�4.4� TESTES E ANÁLISES ..................................................................................... 45�4.5� VALIDAÇÃO E DOCUMENTAÇÃO ............................................................ 48�5� CONCLUSÕES .................................................................................... 50�REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................... 52�DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO ..................................................... 55�UC01 – ACESSA O SISTEMA ................................................................................ 55�UC02 – ACESSA CONSULTA RELATÓRIO ...................................................... 55�UC03 – ACESSA CONSULTA RELATÓRIO COMPLETO .............................. 56�UC04 – ACESSA CONSULTA STATUS DA ILUMINAÇÃO ............................ 57�UC05 – ACESSA CONFIGURAÇÃO ..................................................................... 58�

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LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas BIOS Basic Imput/Output System CI Circuito Integrado CLP Controlador Lógico Programável CPU Unidade Central de Processamento DLL Dinamic Link Library ECP Extended Capabilities Port EPP Enhanced Paralel Port GUI Graphical User Intetrface KBps Kilo Bytes por segundo KWh Kilo Watt hora LDR Light Dependent Resistor LX LUX (medida de luminância) OOP Object Oriented Programming PIC Programmable interface control SGDB Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados SPP Standard Paralel Port SQL Structured Query Language TCC Trabalho de Conclusão de Curso UML Unified Modeling Language UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí USB Universal Serial Bus W Watt (medida de potência)

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Iluminação ............................................................................................................................ 7�Figura 2. Sensores ................................................................................................................................ 8�Figura 3. Esquema de Ligação Scenario ............................................................................................ 12�Figura 4. Sensor e Controlador Actilume........................................................................................... 13�Figura 5. Porta Serial .......................................................................................................................... 15�Figura 6. Comunicação Serial ............................................................................................................ 16�Figura 7. Porta Paralela ...................................................................................................................... 16�Figura 8. Pinagem da Porta Paralela .................................................................................................. 17�Figura 9. PIC 16F 628ª ....................................................................................................................... 19�Figura 10. Sensores de Presença ........................................................................................................ 21�Figura 11. Sensor de Luz LDR ........................................................................................................... 22�Figura 12. Controlador Lógico Programável (CLP) .......................................................................... 24�Figura 13. Funcionamento do CLP .................................................................................................... 25�Figura 14. Portas Lógicas ................................................................................................................... 25�Figura 15. Símbolos de Programação LADDER ............................................................................... 26�Figura 16. Casos de Uso do Aplicativo .............................................................................................. 31�Figura 17. Tela Principal .................................................................................................................... 32�Figura 18. Tela de Relatórios ............................................................................................................. 33�Figura 19. Tela de Relatório – Campo Data ....................................................................................... 34�Figura 20. Tela de Configuração do Sistema ..................................................................................... 35�Figura 21. Esquema da interface de controle ..................................................................................... 38�Figura 22. Interface de controle ......................................................................................................... 38�Figura 23. Interface de aquisição de dados ........................................................................................ 40�Figura 24. Esquema elétrico da interface de aquisição de dados ....................................................... 41�Figura 25. Tabelas do banco de dados ............................................................................................... 44�

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Análise de Ociosidade da Iluminação .................................................................................. 2�Tabela 2. Levantamento de custo do projeto ...................................................................................... 10�Tabela 3. Orçamento da interface de teste ......................................................................................... 10�Tabela 4. Comparativo entre as soluções ........................................................................................... 14�Tabela 5 - Configuração porta paralela .............................................................................................. 18�Tabela 6. Instruções do PIC 16F 628A .............................................................................................. 19�Tabela 7. Comandos enviados à porta paralela .................................................................................. 36�Tabela 8. Informações de entrada ...................................................................................................... 42�

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RESUMO

BURG, Nilson. Gerenciamento e automação de iluminação. Itajaí, 2010. 68p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2010. As empresas conhecem o desafio que é oferecer um produto sustentável a preços competitivos. A redução de custos é algo que está cada vez mais presente no dia a dia. Reduções de custo, mudanças de projetos ou mesmo a redução de gastos com matéria-prima criados sobre um produto aumentam a sua competitividade e geram menos agressão à natureza. Produtos que seguem essa linha de pensamento podem fazer parte dos chamados “produtos verdes” ou “produtos ambientalmente corretos”. Dentre as principais formas de redução de custo para colocar um produto na linha dos produtos ambientalmente corretos estão: a economia de papel utilizando arquivos digitais ou papel reciclado, utilização de equipamentos com maior eficiência energética, racionalização no uso de equipamentos eletrônicos como computadores e impressoras, redução dos desperdícios, racionalização no uso da iluminação, entre outros. O presente trabalho aborda a questão de economia na iluminação através do controle desta por um microcomputador, com o auxílio de sensores de presença e de iluminação. Neste computador serão armazenadas todas as informações referentes aos tempos e horários de uso da iluminação de determinada área, fornecendo assim vários subsídios para o gerenciamento e controle das mesmas, como relatórios e estimativas de custo. Palavras-chave: Economia. Iluminação. Automação.

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ABSTRACT

The companies know the challenge of offering a sustainable product at competitive price. The cutting cost efforts are more and more present in our lives. Cost reduction, project changes or even the reduction in raw material expenses during a product development process increase the competitiveness and cause less aggression to the nature. Products that follow this line of thinking are part of a group called “green products” or “environmentally friendly products”. Among the main ways for manufacturing a “green product” with less cost are: the paper economy using digital files or recycled paper, the utilization of equipment with greater energy efficiency, rational use of electronic equipments as computers and printers, wastefulness reduction, rational lighting usage, and others. The focus of the present work is the question of the illumination economy through control by a microcomputer, with the aid of presence and illumination sensors. In this computer all information about the time of usage of specific areas will be stored, supplying subsidy for the managing and control of those areas, with written reports and cost estimative. Keywords: Economy. Lighting. Automation.

INTRODUÇÃO

A competitividade entre empresas provoca a busca por novas posturas administrativas. A

minimização dos gastos, por exemplo, pode ocorrer em várias áreas: gerência dos resíduos, controle

da poluição, otimização da energia, entre outros.

Levando-se em consideração a quantidade de equipamentos elétricos de uma empresa

média, qualquer alteração no consumo de energia que seja permanente, mesmo pequena, no final de

cada mês pode representar um montante significativo de economia. Observa-se que a energia

contribui para uma parcela acentuada nos gastos da empresa, principalmente se a empresa é da área

da metalurgia.

Para as empresas a iluminação pode gerar um custo elevado com energia se esta não for

utilizada corretamente, sobretudo em setores com grandes áreas para serem iluminadas e que

necessitam de lâmpadas mais potentes para atingir o nível de luminosidade específico. Geralmente

essas áreas não têm nenhum controle de iluminação ou divisões por setores de trabalho para serem

iluminados, de maneira que as lâmpadas de alto consumo de energia, não permaneçam ligadas sem

necessidade.

1.1 PROBLEMATIZAÇÃO

1.1.1 Formulação do Problema

Apesar de já existirem muitos dispositivos automatizados para controlar a iluminação, como

por exemplo, as fotos-células, que de acordo com a luminosidade do ambiente acionam o

acendimento da lâmpada, não foi encontrado nenhum dispositivo que faça o controle de uma área

através de um computador de maneira simples, eficiente e de baixo custo, armazenando

informações para diversos fins, visando a economia de energia.

Analisada uma situação em particular na expedição de uma empresa da área da metalurgia,

onde toda a iluminação do setor permanece acesa durante todo o expediente de trabalho que se

estende por dois turnos, de segunda a sábado, notou-se que muitas vezes algumas áreas ficam

iluminadas desnecessariamente durante um longo período. Esta situação se deve ao fato de que no

setor com cinco corredores de estoque e uma área de embalagem trabalham geralmente 6 pessoas,

muitas vezes juntas.

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Segundo uma análise realizada neste setor, em uma determinada área durante 5 dias

conforme Tabela 1, identificou-se que em média 12 por cento do tempo total de uso da iluminação é

ociosa. Sendo que na área analizada, essa ociosidade chega a 20 por cento do tempo total sem

movimentação. Todo esse tempo em que a iluminação fica ativada desnecessariamente pode gerar

um gasto com energia elevado desnecessariamente. Um cálculo simples foi feito sobre as lâmpadas

deste setor. No setor existem 65 lâmpadas de 400 W cada, somando 26.000W de consumo por hora.

Considerando que fiquem acesas 17 horas por dia, somariam 442.000W por dia. Como o valor gasto

hoje por KWh é de R$: 0,38, e no mês tem 22 dias úteis, obtém-se um total de gasto de R$:

3965,12. Caso seja implantado um sistema que reduza em 10 por cento o consumo de energia com

iluminação, ao final do mês será reduzido em R$: 396,51 o gasto com iluminação somente neste

setor.

Tabela 1. Análise de Ociosidade da Iluminação

Dia Tempo lidado (horas) Tempo ocioso (horas)

segunda-feira 15 2

terça-feira 15 3

quarta-feira 15 1,5

quinta-feira 15 2

sexta-feira 15 1

total 75 9,5

1.1.2 Solução Proposta

Para economizar o máximo de energia e ter um controle satisfatório da iluminação sobre

essas áreas, é necessário separar as lâmpadas por grupos, instalar em cada grupo um sensor para

medir a luminosidade e informar quando será necessário o auxílio das lâmpadas na iluminação do

ambiente (no caso da noite ou locais com pouca iluminação), um sensor de presença para acionar a

iluminação somente quando houver a presença de alguém e a primeira condição não estiver

atendida e os acionadores para ligar e desligar as lâmpadas quando necessário.

O controle será realizado através de um dispositivo micro-processado. Porém, para facilitar

o monitoramento, geração de relatórios e análise de dados, optou-se pelo gerenciamento através de

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um computador, sendo possível gravar todo o histórico de acionamentos para consultas e geração de

relatórios futuros visando informações de estimativas de gasto ou tempo de uso da iluminação em

um determinado período, ou como ferramenta no auxílio a decisões relativas ao uso e melhorias

nessas áreas.

A ferramenta que será desenvolvida, foco deste trabalho, terá seu desenvolvimento realizado

em linguagem de programação C++ e banco de dados SQL para armazenamento de dados,

recebendo as informações para tratamento através das interfaces de comunicação serial, no qual

serão conectados os dispositivos de coleta de dados, e enviando as informações para controle

através da porta paralela.

O aplicativo receberá as informações de presença e luminosidade que, depois de tratadas, em

conjunto com os horários pré-estipulados de trabalho, fará o controle de ligamento ou desligamento

das lâmpadas de um determinado local, não deixando áreas não usadas com as lâmpadas acesas

desnecessariamente. Também, no deslocamento de uma pessoa pelo setor, não será necessário

deixar acionado o máximo de iluminação. Porém, se a pessoa pára para fazer algum trabalho

naquele local, então é necessário aumentar a luminosidade. De acordo com a potência das

lâmpadas, o tempo em que as mesmas ficaram desligadas fora do “normal” (o normal seria o tempo

total em que todas as lâmpadas ficavam acionadas antes da implantação desta ferramenta conforme

colocado na análise descrita anteriormente) e o custo da energia, se obtêm uma estimativa de

economia em moeda corrente muito precisa.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho é desenvolver um sistema que processe informações

recebidas por uma interface, armazene estes dados, gere relatórios para análise e gerenciamento e

comande dispositivos através de uma interface visando à economia de energia elétrica.

1.2.2 Objetivos Específicos

Para atender o objetivo geral, foram definidos os seguintes objetivos específicos:

• Pesquisar e analisar soluções similares;

• Determinar os requisitos exigidos pelo sistema;

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• Compreender o funcionamento dos dispositivos a serem usados;

• Estudar as ferramentas e tecnologias computacionais necessárias para a construção do

sistema;

• Definir o escopo do sistema;

• Modelar o sistema;

• Implementar o sistema, incluindo hardware e software;

• Testar e validar a implementação do sistema e

• Documentar o desenvolvimento e os resultados obtidos com o sistema.

1.3 Metodologia

Para completar e satisfazer todos os objetivos listados neste trabalho foi adotado a seguinte

metodologia:

A análise e pesquisa de soluções similares foi feita através da internet, por sites de busca,

com o objetivo de encontrar artigos científicos, trabalhos, projetos ou quaisquer produtos que tratem

do mesmo assunto ou tenham finalidade semelhante. Posteriormente a pesquisa se estendeu a outros

sites, em português ou inglês, que tratam de coisas relacionadas a este assunto. Também foi

consultado um profissional na área elétrica da empresa analisada, a fim de desenvolver a idéia

buscando sugestões para o trabalho, esclarecer alguns pontos e também conhecer mais sobre esta

área.

A determinação dos requisitos do sistema foi feita através da análise dos recursos

disponibilizados ao sistema, das ferramentas escolhidas, da estrutura a ser montada para os testes,

da área a ser coberta, do número de entradas e saídas usadas, e da verificação e medição da

luminosidade. Os requisitos também levaram em consideração o objetivo principal da solução

proposta neste trabalho.

Para compreender o funcionamento dos dispositivos usados, foram estudados suas formas de

comunicação e os recursos que eles disponibilizam através de manuais, livros e internet. Também

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foi detalhada a forma com que o computador fará a comunicação e troca de informações com estes

dispositivos, sendo que estas informações foram obtidas através das formas de consulta já citadas.

Na fase de estudo das ferramentas e tecnologias computacionais necessárias para a

construção deste sistema, foi feita uma recapitulação do que se estudou durante toda a faculdade

através dos trabalhos, apostilas, livros e material guardado, além de aprimorar e aprofundar os

conhecimentos de programação utilizando as ferramentas específicas para a realização deste

trabalho. Estas ferramentas foram melhor exploradas através do estudo e consulta ao material

obtido. Nesta fase também foram estudadas mais a fundo as formas de comunicação com os

dispositivos e a forma com que as ferramentas trabalham com estas interfaces para usá-las

corretamente na etapa de desenvolvimento.

O escopo foi definido de acordo com a solução proposta, satisfazendo o problema exposto e

conforme o objetivo geral. Para definir o escopo, considerou-se o estudo e análise dos dispositivos

usados. Para preenchimento dos requisitos e regras de negócio do escopo deste trabalho foi utilizada

a ferramenta Enterprise Architect, a mesma ferramenta usada no decorrer do curso.

Foram desenvolvidos os diagramas do sistema utilizando-se o Enterprise Architect, de

acordo com a notação UML (Unified Modeling Language). Conforme os estudos realizados,

requisitos e especificações, foi desenvolvido os diagramas do sistema.

Na fase de implementação do sistema será feita a conexão do computador com os

dispositivos. Serão realizados testes de comunicação e será criado o banco de dados para

armazenamento das informações, que servirão para a geração dos relatórios e a implementação do

sistema, conforme o escopo e a modelagem já definidos.

Na fase de testes e validação, será montada uma estrutura para simular o ambiente com uma

sessão de controle e ativação da iluminação. Serão conectados um sensor de presença, um sensor de

iluminação e o dispositivo para acionamento de uma lâmpada. Será simulado o uso do sistema no

claro e no escuro, com presença e sem presença, verificando assim o funcionamento correto do

sistema. Esse teste será realizado várias vezes para armazenamento de dados para estatísticas. Em

seguida serão gerados os relatórios para análise dos testes. Caso ocorra qualquer problema, o

mesmo será analisado, corrigido e o relatório gerado novamente, até o correto funcionamento do

sistema.

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Por fim, na fase de documentação, será descrito todo o processo de desenvolvimento,

montagem do sistema, testes e validações com detalhes, os seus resultados e conclusões retirados

através dos relatórios emitidos pelo próprio sistema, além da análise sobre o sistema em

funcionamento.

1.4 Estrutura do trabalho

Este trabalho está dividido em três capítulos.

O primeiro capítulo trata da formulação do problema e como ele será resolvido durante os

estudos, bem como as formas de pesquisa e fundamentação teórica.

No segundo capítulo, apresenta-se a fundamentação teórica, onde são definidos os requisitos

do sistema e são colocadas todas as questões ligadas a este trabalho como: material utilizado,

tecnologias, ferramentas para o desenvolvimento e o funcionamento de cada uma; fazendo assim

compreender o funcionamento completo do sistema proposto além apresentar algumas soluções

similares e um comparativo entre elas e o sistema proposto para maior esclarecimento.

No terceiro capítulo está a parte do projeto, na qual é especificada a descrição do escopo,

análise de requisitos funcionais, não funcionais e regras de negócio. Também são tratados os casos

de uso e as telas. Ainda neste capítulo será descrito todo o desenvolvimento deste projeto, desde a

montagem das interfaces até a fase de testes e validação da ferramenta, explanado aspectos

importantes e decisivos para a conclusão deste trabalho.

Por fim, as conclusões encerram o trabalho, com algumas explanações e considerações

retiradas no decorrer do andamento deste projeto até sua finalização.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 SISTEMA E REQUISITOS

Para determinar os pré-requisitos do sistema, é necessário entender como ele funcionará por

completo, ou seja, todos os dispositivos, interfaces e ferramentas usadas para o seu

desenvolvimento.

Como exemplo, foi utilizada a estrutura exposta na Figura 1, que retrata uma situação de

iluminação específica e na Figura 2, é exposto a arquitetura de sensores necessária para atender este

local.

Figura 1. Iluminação

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Figura 2. Sensores

O primeiro a ser tratado é o sensor de presença. O mesmo, quando acionado, indica a

presença de alguém ou a movimentação de alguma coisa (veículos como carrinhos ou

empilhadeiras, por exemplo) na sua área de cobertura, enviando assim um sinal para o computador

através de um cabo instalado entre o sensor e a porta de comunicação serial do computador onde

estará instalado o software de gerenciamento e controle. O mesmo acontece com o sensor de

luminosidade, que envia o sinal para o computador quando a iluminação do ambiente for abaixo da

exigida pelo sistema. A ligação dos sensores de luminosidade e de presença pode ser feita de

algumas formas.

Neste trabalho, optou-se por construir uma interface de comunicação entre os sensores e o

computador. Esta interface, além de todos os componentes eletrônicos, possui como peça principal

o CI (Circuito Integrado) PIC (Programmable interface control) que será responsável por receber as

informações dos sensores, processá-las e fazer o envio para a porta serial do computador da maneira

mais viável. Mas, para entender melhor como se dará essa comunicação, é preciso saber o que é e

como funciona esse CI e também a porta serial do computador.

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O acionamento da iluminação será feito através de contactores. Estes, por sua vez, serão

acionados por um CLP (Controlador Lógico Programável) que receberá todas as informações do

computador através da porta paralela de comunicação, pois esta porta consegue usar até oito fios

para o envio dos comandos e acionará os contactores de acordo com a informação recebida em

conjunto com o programa utilizado no mesmo. Também teria a opção de acionar os contactores

através de relês de acionamento, o que diminuiria o custo caso for instalado para controlar até oito

áreas. Com a utilização dos relês, o sistema estaria mais limitado, mas além do custo menor, não

seria necessário a programação e utilização do CLP, pois os relês são acionados diretamente pelas

saídas de dados da porta paralela, que são oito.

O controle das interfaces será realizado através de um software desenvolvido em linguagem

C++. Este software coleta as informações enviadas pelos sensores através da porta serial e envia um

sinal através da porta paralela para o CLP, o qual é responsável pelo acionamento da iluminação.

Para ser feita a devida comunicação entre o software e as interfaces de aquisição de dados e

controle, utilizando a porta paralela, é necessário que o aplicativo utilize alguma DLL (Dinamic

Link Library) ou Driver de Sistema, que tenha acesso à porta paralela, pois o programa não tem

permissão de acesso direto a este hardware. Quem faz todas as requisições de hardware é o SO

(Sistema Operacional), neste caso o Windows. Esse problema será resolvido usando a DLL

“inpout32.dll”, a DLL “alowio.dll” ou o driver de sistema “Userport.sys” que permitem o controle

desta porta. Esses arquivos adicionados ao programa permitem a correta transmissão de dados

utilizando a porta paralela.

Para a geração do aplicativo é necessário a utilização de uma ferramenta de programação.

Neste projeto é utilizada a ferramenta C++ Builder da Borland e para o armazenamento de dados a

ferramenta MySQL.

Foram feitos dois orçamentos, o primeiro (Tabela 2) considerando o uso de relês de

acionamento, caso o sistema possua até oito áreas de controle e a opção utilizada neste trabalho, o

segundo foi considerado o uso do CLP para o acionamento da iluminação, neste caso é substituído

os relês pelo CLP, considerando o valor do CLP em torno de R$ 420,00, mas este componente não

foi usado para o desenvolvimento do trabalho, e foi colocado apenas como outra opção para o

controle da iluminação. No orçamento está descrito o custo aproximado da implantação do sistema,

onde são listados os componentes usados neste projeto considerando a instalação e controle de duas

áreas. Não foi listado um computador no orçamento, pois pode ser reaproveitado um computador de

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consulta qualquer que possua o SO Windows XP ou superior, que é pré-requisito para ser instalado

o sistema de gerenciamento e controle de iluminação. Caso o ambiente não disponibilize desta

ferramenta, deve ser adicionado ao orçamento um computador comum completo que custa em

média R$: 1.000,00. Este computador pode ser utilizado para diversas outras funções. Neste

orçamento não foi considerado a fiação a ser utilizada e a mão-de-obra para a instalação da mesma,

pois para cada situação a metragem de fios e a mão-de-obra são diferentes e para esta situação em

específico a estrutura será montada em laboratório para testes.

Na Tabela 3 está descrito o orçamento dos componentes para a interface de teste em

laboratório. A mesma será utilizada para os testes e validação da ferramenta e também para a

apresentação deste trabalho.

Tabela 2. Levantamento de custo do projeto

Decrição Valor Quantidade Valor total Contactor R$ 25,00 2 R$ 50,00 ReLê R$ 62,70 2 R$ 125,40 Sensor de presença R$ 25,00 2 R$ 50,00 Sensor de iluminação R$ 30,00 2 R$ 60,00 Placa eletrônica R$ 14,00 1 R$ 14,00 Acoplador óptico R$ 1,35 6 R$ 8,10 Resistor de carbono R$ 0,02 6 R$ 0,12 Capacitor eletrolítico R$ 0,06 4 R$ 0,24 PIC R$ 11,20 1 R$ 11,20 CI MAX232 R$ 1,90 1 R$ 1,90 Capacitor cerâmico R$ 0,05 2 R$ 0,10 Conector serial R$ 1,20 1 R$ 1,20 Conector paralelo R$ 2,50 1 R$ 2,50 Total do orçamento: R$ 324,00

Tabela 3. Orçamento da interface de teste

Decrição Valor Quantidade Valor total LED 5mm R$ 0,75 8 R$ 6,00

Resistor 470 Ohms R$ 0,12 8 R$ 0,96

Placa eletrônica R$ 14,00 1 R$ 14,00

Conector paralelo R$ 2,50 1 R$ 2,50

Total R$ 23,46

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Conforme gastos informados na parte de problematização, é estimado o custeio do projeto

entre quatro e seis meses, devido aos outros custos de instalação envolvidos.

Na seqüência do trabalho será especificado cada dispositivo ou interface a ser usado para

melhor entendimento e compreensão do sistema proposto nesse trabalho, bem como os sistemas a

serem utilizados e algumas informações sobre a área de iluminação a qual também é envolvida.

2.2 SOLUÇÕES SIMILARES

2.2.1 Automação de iluminação residencial

Este projeto desenvolvido por alunos da PUCPR teve como objetivo simular a automação

das luzes de uma residência. Com a implantação deste projeto, os usuários podem selecionar alguns

tipos de iluminação pré-determinados. Através de uma interface com o computador, onde é possível

selecionar o tempo de funcionamento da iluminação externa ou ainda contar com a função

automático, onde se evita que lâmpadas permaneçam ligadas em cômodos que não possuem a

presença de nenhuma pessoa, esta função é realizada com a ajuda de sensores de posição.

Após o usuário selecionar a opção desejada na interface, a mesma é enviada para o micro

controlador que fará o acionamento respectivo.

Como característica deste projeto pode-se citar a economia de energia gerada, bem como

uma otimização na iluminação decorrente da configuração personalizada efetuada pelo usuário do

sistema. O software é “inteligente”, contando a quantidade de pessoas no ambiente, gerando um

controle de iluminação mais preciso.

Este projeto está limitado à automação e não serve para a análise de dados, pois não registra

informações relevantes além de não dispor de nenhum relatório para acompanhamento das

configurações e do uso efetivo (MASNEL; COSTA, 2010).

2.2.2 Sistema Scenario - Linha Classic

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O sistema Scenario é um dispositivo formado por um módulo micro processado e um

keypad usado como interface e é utilizado em conjunto com sensores de presença e temporizadores.

Esse módulo controla a alimentação de retorno dos circuitos de cargas elétricas através de

canais de potência e através do keypad o usuário faz o controle e configuração do módulo. Cada

circuito de carga elétrica corresponde a uma zona, e cada canal do módulo controla uma zona,

sendo 8 (oito) zonas ao total, ilustrado na Figura 3. O sistema pode ser expansível a 30 (trinta)

módulos e 90 (noventa) teclados (Tecnologia, 2010).

Figura 3. Esquema de Ligação Scenario

Fonte: Tecnologia, 2010

Sua principal característica é a economia pelo uso racional da energia. Possui o diferencial

de ser acessado via controle remoto universal e a possibilidade de integração com sistemas de

Home-Theater. Isso além do fato de ter a possibilidade de instalação em ambientes residenciais e

industriais (Tecnologia, 2010).

O que se pode observar é que esse sistema não possui nenhum tipo de estatística de uso ou

qualquer tipo de relatório para análise e acompanhamento de sua utilização. Não se pode configurar

muitas restrições interessantes como horário de funcionamento.

13

2.2.3 Controle para iluminação Actilume Philips

O dispositivo para controle de iluminação Actilume da Philips, primeiro sistema “plug and

play” para controle de iluminação, é simples e fácil de instalar. Desenvolvido para escritórios,

escolas, entre outros, oferece o máximo de economia e conforto, comanda a iluminação de acordo

com a presença e regula a iluminação (através de um dimmer), quando a luz natural do ambiente

não é suficiente.

Esse sistema se baseia em um sensor e uma unidade de controle (Figura 4) instalados na

luminária, juntamente com um reator específico com interface digital. Este sensor possui três

funções: sensor de luz, de movimento e infravermelho para uso com controle remoto. A iluminação

também pode ser controlada manualmente por um interruptor pulsador do tipo campainha.

O Actilume é um produto verde devido à alta taxa de economia de energia e a superação em

10% ou mais se comparado com sistemas similares ou anteriores (Philips, 2010).

Figura 4. Sensor e Controlador Actilume

Fonte: Philips, 2010

Pontos positivos do produto: a fácil instalação, custo baixo e a alta eficiência.

14

Por não ter conexão com nenhuma ferramenta de processamento de dados, este dispositivo

não possui qualquer tipo de estatística de uso, não podendo assim fornecer dados para análises de

utilização e economia de energia, o que é o foco deste trabalho.

2.2.4 Tabela comparativa com as soluções similares

Efetuando uma análise comparativa entre as soluções similares estudadas, pode-se observar

que os recursos mais comuns estão presentes em todas as soluções, porém a parte gerencial

administrativa, que é o foco neste trabalho, não está presente nessas soluções.

Conforme mostrado na Tabela 4, é possível identificar os recursos presentes e ausentes em

cada solução, comparados aos recursos da solução proposta.

Tabela 4. Comparativo entre as soluções

Automação Scenário Actilume Sistema Proposto Automatiza a iluminação com a presença x x x x Ativa a iluminação quando necessário x x x x Gera economia de energia x x x x Gera relatórios para o gerenciamento x Fornece dados estatísticos para gerenciamento x Fornece histórico do uso da iluminação x Faz um cálculo estimado de gasto de energia x

2.3 TECNOLOGIAS USADAS

2.3.1 Porta serial

A porta serial dos computadores, também conhecida como RS-232 (Figura 5), é considerada

uma das conexões externas mais básicas e se faz presente na maioria dos computadores há mais de

20 anos. Esta interface era usada por equipamentos como modems, mouses, impressoras, scanners,

entre outros tipos de hardwares (Tyson, 2010).

15

Figura 5. Porta Serial

RS-232 é um padrão usado para troca de dados seriais entre um terminal de dados e um

comunicador de dados e é comumente usado nas conexões seriais. O padrão da porta serial ou RS-

232 foi definido originalmente para comunicação através de 25 fios diferentes, mas a IBM ao

padronizar seu projeto o IBM-PC, definiu que apenas nove pinos seriam necessários, mas ainda

assim foi mantido o padrão da época, o DB25 (Wikipedia, 2010).

Atualmente todos os sistemas operacionais suportam portas seriais devido à sua presença há

décadas. As portas paralelas, um pouco mais recentes, são mais rápidas, porém, mais caras. As

portas USB, interface mais recente, está substituindo por completo as portas seriais e paralelas,

devido sua padronização, facilidade no uso, velocidade de transferência, entre outros (Tyson, 2010).

O nome “Serial” vem do fato de que esta porta “serializa” os dados. Para transferir um byte

de dado, ela transmite os oito bits, um bit por vez. Sua vantagem é que ela necessita de apenas um

fio para transmitir os oito bits, ao contrário da conexão paralela que necessita de oito fios para a

mesma transferência. A desvantagem da conexão serial é que ela demora oito vezes mais tempo

para transmitir os dados, mas, em compensação, seus cabos são muito finos e seu custo é bem

menor (Tyson, 2010).

As portas seriais possuem comunicação bidirecional que lhes permite enviar e receber dados

de cada dispositivo. Dispositivos seriais utilizam diferentes pinos para receber e transmitir dados.

Essa forma de transferência permite a comunicação full-duplex, na qual a informação trafega nas

duas direções ao mesmo tempo (Tyson, 2010).

Uma importante função da comunicação serial é o seu conceito de “controle de fluxo”.

Trata-se da habilidade de um dispositivo em avisar para o outro parar de enviar dados por um

momento. Os comandos Solicitação de envio (RTS), Pronto para enviar (CTS), Terminal pronto

(DTR) e Modem pronto (DSR) são utilizados para habilitar o controle de fluxo. Com este controle

16

de fluxo o hardware do computador pode interromper uma transferência de dados a qualquer hora,

quando o seu buffer estiver cheio (Tyson, 2010).

Na Figura 6, pode-se verificar o esquema de ligação de duas portas de comunicação serial,

no qual é ilustrada a funcionalidade de cada pino e a decorrente ligação no conector do lado oposto.

Figura 6. Comunicação Serial

Fonte: Jspayne, 2010

2.3.2 Porta Paralela

A porta paralela (Figura 7) é uma interface de comunicação muito usada e muito eficiente,

comparada com a serial. Essa porta é usada por uma grande quantidade de periféricos populares de

computadores como: impressoras, scanners, hardloks, entre outros.

Figura 7. Porta Paralela

Quando o computador usa a porta paralela para enviar dados para outro dispositivo, ele

envia oito bits de dados (um byte) em paralelo de uma só vez, ao contrário da porta serial, que envia

um após o outro. Uma porta paralela padrão é capaz de enviar de 50 a 100 KBps (kilobytes por

segundo).

17

Muitos dispositivos utilizam os oito pinos (do pino dois ao pino nove), limitando a

comunicação ao modo half-duplex, em que a informação trafega em uma direção de cada vez. Mas,

usando os pinos dezoito a vinte e cinco, antes usados como terra, permite a comunicação full-

duplex, fazendo com que os dados trafeguem em ambas as direções ao mesmo tempo. Este modo de

comunicação também é conhecido como SPP (Standard Parallel Port). O modo EPP (Enhanced

Parallel Port), tinha como alvo outros dispositivos que não são impressoras, particularmente

dispositivos de armazenamento devido a sua velocidade de transmissão de dados ser maior. Já o

modo ECP (Extended Capabilities Port) era projetado para fornecer melhor velocidade e

funcionalidade às impressoras.

A pinagem da porta paralela ou DB25, pode ser dividida em três grupos:

• Pinos de Dados (Data Register)

• Pinos de Controle (Control Register)

• Pinos de Status (Status Register)

Pode-se identificar estes grupos na Figura 8.

Figura 8. Pinagem da Porta Paralela

Fonte: Cavalcanti, 2010

Os modos SPP, EPP e ECP (), podem ser localizados nas opções da BIOS do computador.

18

Tabela 5 - Configuração porta paralela

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2.3.3 PIC

O PIC é um microcontrolador fabricado pela Microchip Technology e muito usado na

automação industrial, pois possui uma extensa variedade de modelos e periféricos internos, se

adaptando a diversas situações.

Este microcontrolador da Microchip possui muitas características, dentre elas estão:

• Possui 18 pinos;

• 35 instruções em seu código;

• Freqüência de até 20MHz;

• Memória flash de 2048 words de 32bits;

19

• 15 registradores especiais e

• 16 pinos configuráveis como entrada e/ou saída.

O PIC 16F 628A (usado neste projeto), conforme Figura 9, pode ter seus pinos RA0 até

RA7 e RB0 até RB7 configurados como entradas ou saídas digitais. O pino Vdd recebe de 2 a 6V e

o Vss é a referência terra. O pino OSC1/CLKIN usado para clock externo e o OSC2/CLKOUT

usado para sinal de clock em conjunto com o OSC1 e o pino MCLR é uma entrada de sinal de reset

em nível baixo (Silva, 2010).

Figura 9. PIC 16F 628ª

Fonte: Silva, 2010.

O PIC 16F 628A possui 35 instruções em seu código, na Tabela 6 estão descritas algumas:

Tabela 6. Instruções do PIC 16F 628A

Instrução Descrição

ADDWF Soma conteúdo do registrador “W” e a memória

SUBWF Subtrai conteúdo no registrador “W” da posição na memória

CLRW Limpa conteúdo do registrador “W”

MOVWF Move o conteúdo do registrador “W” para uma posição na memória

NOP Não faz nada

GOTO Vai ao endereço informado

20

2.3.4 Sensor de Presença

Quando alguém se aproxima da porta de um prédio e a porta abrir sozinha ou ao entrar em

um corredor escuro e as luzes se acendem, sabe-se que por trás destas situações estão os sensores de

presença que identificam o movimento através da tecnologia de detecção (Pena, 2010).

O sensor de presença é um equipamento eletrônico capaz de identificar o movimento de

pessoas dentro do seu raio de alcance e acender a lâmpada no qual ele está conectado ou ativar

determinado equipamento. Após certo tempo, que pode ser regulado, sem acionamento por

movimento, o sensor desliga a lâmpada ou desativa o equipamento.

A função do sensor de presença é detectar certo tipo de energia e sua variação no ambiente

onde atua. O modo de detecção mais usado é o de radiação infravermelha.

A radiação infravermelha ou ondas eletromagnéticas são emitidas por fontes de calor.

Quando alguém passa perto de um sensor de infravermelho, ele detecta a variação de energia no

ambiente, o que ocasiona o seu acionamento, acendendo uma lâmpada em casos específicos. É o

sensor que mantém a lâmpada acesa enquanto há a presença de alguém no ambiente, ou seja,

enquanto tiver alterações de energia dentro da área de abrangência do sensor, ele mantém a lâmpada

acesa. Em outros casos, pode provocar o acionamento de um alarme ou a abertura de uma porta,

entre outros.

O sensor possui uma lente que divide o ambiente em setores. Então, além de detectar a

radiação de infravermelho emitida por fontes de calor, ele monitora a variação dessas energias em

diversos setores no mesmo local. Mas é claro que o sensor de presença fica menos sensível com a

distância, ou seja, quanto mais longe, menos sensibilidade o sensor apresenta.

Os sensores de presença são muito úteis e indispensáveis em residências, condomínios e

empresas que usam tecnologia inteligente para economizar energia. Além disso, esses sensores são

ótimos aliados à automação e à segurança. (Pena, 2010)

Na Figura 10 estão representados alguns exemplos de sensores de presença utilizados na

maioria das vezes para o controle de acendimento de lâmpadas.

21

Figura 10. Sensores de Presença

Fonte: Kprojeções, 2010

2.3.5 Sensor de Iluminação

O trabalho do sensor de iluminação é bem semelhante ao do sensor de presença. Através da

quantidade de luz emitida em um ambiente, seja ela infra vermelho, luz visível ou ultra violeta, ele é

capaz de controlar um dispositivo elétrico/eletrônico qualquer, regulando o seu funcionamento.

(Cruz, 2010)

Geralmente é utilizado para, iluminação pública com foto-célula, controle de iluminação em

ambientes abertos ou fechados, economia de energia, controle de alguns dispositivos eletrônicos

direta ou indiretamente, entre outros (Cruz, 2010).

Um dos sensores mais comuns se baseia no uso de LDR (Light Dependent Resistor, ou

resistor dependente de luz), um tipo especial de resistor, cuja resistência é inversamente

proporcional à quantidade de luz incidente sobre o mesmo (Cruz, 2010).

A Figura 11 é um exemplo desse tipo de sensor.

22

Figura 11. Sensor de Luz LDR

Fonte: Cruz, 2010

2.3.6 Iluminação do Ambiente

A iluminação é algo fundamental na atualidade. Sendo caracterizada como uma necessidade

ao início da revolução industrial, o homem cria um ramo de estudo especializado para esse

conhecimento, sendo definida mais tarde como Engenharia de Iluminação.

A substituição da fadiga dos músculos pela máquina acarreta a fadiga dos olhos e o homem

começa a sistematizar de forma científica o estudo da Iluminação. (COSTA, 2006).

Ao se instalar um sistema de iluminação, levam-se em conta alguns objetivos essenciais

como: reprodução de cores, intensidade luminosa, direção e distribuição das luzes, economicidade

elétrica, efeitos decorativos entre outros. A necessidade da iluminação é voltada para um todo, onde

o as luminárias em conjunto com teto, paredes, piso, etc. entram em harmonia, fornecendo uma boa

iluminação do ambiente, diminuindo as fadigas visuais (Costa, 2006).

A iluminação adequada do ambiente satisfaz as necessidades dos indivíduos a todo o

momento, mas necessita de uma boa análise de sua tarefa visual. Utilizando-se de uma iluminação

natural correta, melhora a satisfação do usuário e diminui os custos com energia elétrica. Um

método de iluminação natural em ambientes fechados muito eficiente é a instalação de telhas

transparentes em locais estratégicos, que permite a entrada da luz do dia, podendo ser até

desnecessária a ajuda da iluminação elétrica para se obter um nível de luminosidade satisfatório

(Costa, 2006).

23

O sistema de medição de luminância é padronizado pela norma ABNT (Associação

Brasileira de Normas Técnicas) que estipula os valores médios mínimos para interiores que utilizam

luz artificial, e a unidade de medida usada é LX (LUX) que é um padrão internacional. A

iluminância é medida através de um aparelho chamado Luxímetro. Usando este aparelho, pode-se

verificar o núvel de luminância em cada ambiente e comparar com as normas para saber de está de

acordo com o estipulado. Um LX equivale a um lúmen em um metro quadrado. Segue alguns

exemplos aproximados de fluxo luminoso em dois modelos de lâmpadas: Lâmpada Incandescente

100W 1500lm, Lâmpada Fluorescente 40W 1700 a 3000lm (Técnicas, 2010).

Segumdo a norma ABNT NR 5413, em ambientes como a expedição onde se considera um

trabalho bruto, a iluminância deve estar entre 200, 300 e 500 LUX (ABNT, 1992).

Iluminância é o limite da razão de fluxo luminoso recebido pela superfície em torno de um

ponto considerado. Para efetuar a medição da luminância devem-se seguir algumas recomendações:

- A iluminância deve ser medida no campo de trabalho ou quando não for definido, deve-se

considerar um plano horizontal a 0,75 metros do piso.

- Caso necessite elevar a iluminância, pode-se utilizar iluminação suplementar.

- A iluminância no resto do setor não deve ser inferior a 1/10 da adotada no campo de

trabalho (Técnicas, 2010).

2.3.7 Controlador Lógico Programável

O CLP (Figura 12) é um equipamento eletrônico muito usado para controle automático de

processos em sistemas de automação flexíveis. É uma ótima solução para a automação industrial,

residencial, entre outras, por ser muito versátil para aplicações em sistemas de acionamento e

controle. Sua lógica é facilmente desenvolvida e alterada para o acionamento das saídas de acordo

com as entradas.

Sua principal função é fazer o controle de dispositivos de acordo com uma pré-programação,

na qual, a cada ciclo, o CLP lê todas as entradas, faz os cálculos de acordo com sua programação e

apresenta o resultado na saída. Independente da linguagem que se utilize para a programação do

CLP, ela sempre será convertida para linguagem de máquina (Assembly) do microcontrolador

(UNERJ, 2010).

24

Figura 12. Controlador Lógico Programável (CLP)

O CLP foi desenvolvido pela General Motors em 1968, devido a dificuldade de alteração da

lógica de controle de painéis de comando a cada mudança na linha de montagem, acarretando em

perda de tempo e dinheiro.

Dentre as muitas vantagens do uso do CLP em relação aos sistemas tradicionais mecânicos

estão: o menor uso de espaço, menor consumo de energia, são reutilizáveis e programáveis,

apresentam mais confiabilidade, flexibilidade, rapidez na execução de um projeto e interface para

comunicação com outros CLPs e computadores (UNERJ, 2010).

Para a programação do CLP é necessário entender como ele funciona. Na Figura 13,

percebe-se que este equipamento possui uma interface de entrada, uma central de processamento e

uma interface de saída. Os sinais de entrada dos CLPs podem ser analógicos ou digitais, ou até

ambos, dependendo do modelo. Os módulos de entradas e saídas são compostos por bits, associados

em conjuntos de oito (um byte) ou dezesseis de acordo com a CPU (Unidade Central de

Processamento). As entradas analógicas são módulos que convertem o sinal de entrada em um valor

digital. Já as saídas analógicas são módulos que convertem um valor binário em sinal analógico

(UNERJ, 2010).

A cada ciclo de processamento do CLP, o sinal de entrada é lido, associado aos sinais

internos em memória, e ao final do ciclo de varredura, os resultados são transferidos aos terminais

de saída, atualizando o seu estado conforme ilustração da Figura 13 (UNERJ, 2010).

25

Figura 13. Funcionamento do CLP

A linguagem usada na programação dos CLPs é similar à linguagem usada em diagramas

lógicos. Esta linguagem é denominada linguagem de contatos ou LADDER. Esta linguagem

permite o desenvolvimento de várias lógicas combinacionais, seqüenciais e circuitos que envolvam

ambas usando operadores para estas lógicas. Na Figura 14, é exposto a representação de três portas

lógicas básicas, e a Figura 15 mostra os três principais símbolos de programação LADDER

(UNERJ 2010).

Figura 14. Portas Lógicas

Fonte: UNERJ, 2010.

26

Figura 15. Símbolos de Programação LADDER

Fonte: UNERJ, 2010.

2.3.8 Armazenamento dos dados

Para entender o que é um banco de dados, é necessário saber do que ele é composto.

Um banco de dados possui o elemento campo, que é a sua menor unidade de

armazenamento. Esse elemento é um conjunto de dados, no qual cada dado isoladamente tem uma

definição como: nome, endereço, entre outros.

O conjunto de campos de um determinado tema se chama registro. Um registro pode ser

uma ficha de cadastro de um cliente, por exemplo.

O conjunto de registros se chama tabela. Um banco de dados possui uma ou várias tabelas,

as quais podem estar relacionadas entre si, podendo ser chamadas de Banco de Dados Relacional.

Um banco de dados necessita de um sistema que faça o seu gerenciamento chamado de

SGDB (Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados). Um SGDB trabalha com a arquitetura

cliente/servidor, onde os aplicativos fazem as requisições e os SGDBs fornecem ou guardam os

dados (Manzano, 2007).

Existem várias opções de SGDB no mercado. Como, por exemplo:

• FireBird;

• PostGree SQL;

27

• Oracle; e

• MySQL.

Para este projeto foi utilizado o SGDB MySQL como ferramenta para o armazenamento de

dados do sistema.

O MySQL é um SGDB que utiliza a linguagem SQL (Structured Query Language) como

interface. Devido este software ser gratuito e suportar vários recursos, hoje é um dos bancos de

dados mais populares e utilizados por todo o mundo (Milani, 2006).

3 PROJETO

Neste capítulo são documentados os objetivos do trabalho, levando-se em consideração o

escopo e os requisitos do sistema, de acordo com a formulação do problema.

3.1 DEFINIÇÃO DO ESCOPO

O aplicativo a ser desenvolvido fará o controle e gerenciamento do sistema de iluminação de

determinada área, de acordo com a estrutura definida, através de um microcomputador, utilizando-

se uma interface de comunicação para a aquisição dos dados de decisão e para o controle da

iluminação.

Utilizando-se um SGDB, serão armazenadas as informações de horário de acionamento e

desligamento da iluminação de cada área, a identificação da área e a data do armazenamento da

informação. Esses dados armazenados serão utilizados na geração dos relatórios para o

gerenciamento e acompanhamento da situação das áreas controladas.

O sistema segue os padrões de usabilidade, possuindo assim uma interface amigável além de

ocultar, ao usuário, toda a parte de controle e geração de relatórios, fazendo com que o programa

fique simples e fácil de ser utilizado.

O controle da iluminação será feito através dos dados recebidos por sensores, o

processamento das informações e o acionamento ou desligamento da iluminação através de um

conjunto de acionamento conectado diretamente na porta paralela do computador.

3.2 ANÁLISE DOS REQUISITOS

Para especificar as funcionalidades do sistema foram definidos os requisitos funcionais, não

funcionais e as regras de negócio descritas a seguir.

3.2.1 Requisitos Funcionais

RF01 - O sistema deverá permitir a ativação da iluminação de uma área cadastrada.

RF02 - O sistema deverá permitir a desativação da iluminação de uma área cadastrada.

29

RF03 - O sistema deverá permitir o cadastro de uma área e o registro de quantas lâmpadas e

qual a potência das mesmas.

RF04 - O sistema deverá dispor de um relatório para analisar em um período, especificado

pelo usuário, o tempo total da iluminação ativada, tempo da iluminação desativada e quanto tempo

a iluminação ficou desativada além do normal em cada área, calculando, assim, a economia

aproximada com o uso do sistema.

RF05 - O sistema deverá dispor de um relatório com todos os acionamentos e

desligamentos, datas e horários, bem como a área controlada

3.2.2 Requisitos Não Funcionais

RNF01 - O sistema deverá ser construído em linguagem C++.

RNF02 - O sistema deverá utilizar banco de dados MySQL para armazenar as informações.

RNF03 - O sistema deverá rodar na plataforma Windows XP.

3.2.3 Regras de Negócio

RN01 - O sistema deverá ativar a iluminação caso os sensores de presença e de

luminosidade estiverem ativos.

RN02 - O sistema deverá desativar a iluminação caso o sensor de presença não estiver ativo

por mais de 10 minutos.

RN03 - O sistema deverá mostrar as áreas controladas e identificar as ativadas.

RN04 - O sistema deverá possuir uma interface amigável com o usuário.

RN05 - O sistema, ao ser minimizado, deverá apenas mostrar um ícone do lado do relógio

do sistema operacional.

RN06 - O sistema deverá ser carregado automaticamente pelo sistema operacional na

inicialização do mesmo.

RN07 - O sistema deverá permitir o cadastro de uma área de iluminação controlada.

30

RN08 - O sistema deverá solicitar uma senha administrativa para cadastro ou alteração de

dados referentes às áreas controladas ou às lâmpadas.

RN09 - O sistema deverá armazenar as informações sobre datas e horários de cada ativação

e desativação da iluminação e a área.

RN10 - O sistema deverá mostrar uma mensagem de “iluminação não acionada” caso o

requisito funcional um estiver cumprido e o sensor de iluminação não for desativado em dois

minutos, demonstrando que as lâmpadas acenderam.

RN11 - O sistema deverá disponibilizar relatórios para gerenciamento.

3.2.4 Diagrama de Casos de Uso

O diagrama de casos de uso descreve um cenário e as possibilidades que um ator tem dentro

de um sistema. Cada caso de uso representa uma interação entre um humano e o aplicativo (ou a

máquina), onde é executada uma função, resultando em um processo completo, ou seja, descreve

um cenário que mostra as funcionalidades do ponto de vista do usuário.

Na Figura 16 estão descritos os casos de uso existentes neste projeto. Neste diagrama estão

presentes todos os casos de uso possíveis de serem realizados pelo usuário e pelo administrador do

sistema.

31

Figura 16. Casos de Uso do Aplicativo

3.2.5 Telas do Sistema

Nesta seção são mostradas as telas do sistema proposto, para esclarecer a interface a qual o

usuário vai interagir com o sistema para as devidas configurações e coleta de informações. As telas

satisfazem todos os requisitos citados anteriormente.

A tela inicial do programa, conforme Figura 17, mostra as condições de cada área de

iluminação na tela de Status, além do menu e das abas para acesso às outras funcionalidades do

aplicativo.

32

Figura 17. Tela Principal

Na Figura 18 é apresentada a tela de relatórios de uso da iluminação, sendo necessária a

interação do usuário apenas para especificar a consulta desejada com as informações de data e

horário de início do relatório e data e horário do final do relatório, bem como a área a ser

consultada. O usuário também tem a opção de gerar um relatório com todas as áreas de iluminação

controladas pelo sistema. A busca resulta na quantidade de tempo em horas e minutos e no custo

aproximado gasto para manter a iluminação nesse tempo. Além dessas informações, é apresentada

uma tabela com informações detalhadas sobre a data e horário da utilização da iluminação, o tempo

em que a mesma ficou acionada e o custo aproximado que ela gerou. Com essas informações é

possível identificar: horários mais movimentados, horários com menos necessidades de iluminação

ou períodos de tempo entre um acionamento e outro, entre outras informações.

33

Figura 18. Tela de Relatórios

Na Figura 19, é possível visualizar um detalhe da tela de relatórios que não está presente na

Figura 18, onde é ilustrada a forma de entrar com a data nos campos de data.

34

Figura 19. Tela de Relatório – Campo Data

Por fim, na tela de configurações mostrada na Figura 20, estão presentes as opções

avançadas para o cadastro das áreas de iluminação, sendo possível informar a quantidade de áreas a

serem controladas e as portas usadas pelos sensores de cada área, sendo que o sistema faz o restante

automaticamente. Nesta tela também é possível cadastrar o valor gasto por KW/h na empresa, para

que o programa faça os cálculos de gastos mais precisos e confiáveis.

35

Figura 20. Tela de Configuração do Sistema

4 Desenvolvimento

Para o desenvolvimento deste software, foi necessária a sua divisão em partes para o melhor

andamento do projeto. A divisão foi feita entre a parte de controle, a parte de aquisição de dados e a

parte de armazenamento e geração de relatórios que foram descritas e documentadas separadamente

para uma melhor compreensão do sistema.

4.1 Controle

A parte de controle da iluminação foi desenvolvida utilizando a porta paralela do

computador como interface com os acionadores por ser prática e de fácil manuseio.

36

A porta paralela possui oito pinos de dados conforme Figura 8, e para ativar os acionadores,

é ativado ou desativado um pino referente a uma área. Para fazer este acionamento, o programa

envia um sinal para a saída correspondente na porta paralela, fazendo com que os acionadores sejam

ativados ligando as lâmpadas que estão conectadas nele. Os acionadores são formados por um relê e

um contactor elétrico, que são ligados a cada pino de dados da porta paralela. É possível conectar

até oito conjuntos de acionadores em uma porta paralela para controlar o acionamento de até oito

áreas de iluminação, satisfazendo assim os RF01 e RF02. Não é possível controlar mais de oito

áreas de iluminação simultaneamente, para isso deverá ser usado um CLP, ou instalado no

computador pais uma porta paralela.

O software envia oito bits (em forma de número decimal) para fazer o acionamento da área

correspondente. Conforme o número enviado à porta paralela, um pino é ativado ou desativado

seguindo as informações da Tabela 7.

Para a ativação do pino de dados correspondente à área a ser ligada, é necessário ler a

informação presente na porta paralela para saber se determinado pino não está ativo, e após essa

verificação caso for necessário, somar o valor correspondente àquela saída ao valor lido e escrevê-

lo novamente na porta. O mesmo procedimento é realizado para desativar um pino de dados já

ativado. O software desenvolvido possui variáveis que armazenam o estado atual de cada pino de

dados, facilitando o controle geral da iluminação pelo aplicativo e evitando alguns problemas na

hora de qualquer alteração no status da iluminação.

Tabela 7. Comandos enviados à porta paralela

Número do pino Ativar saída Desativar saída

2 + 1 - 1

3 + 2 - 2

4 + 4 - 4

5 + 8 - 8

6 + 16 - 16

7 + 32 - 32

8 + 64 - 64

37

9 + 128 - 128

No Windows XP, sistema homologado pelo software, o programa não tem permissão de

acesso direto à porta paralela do computador, sendo assim foi necessário fazer a instalação de um

driver de sistema para efetuar a comunicação. Neste projeto foi optado pelo uso do driver

userport.sys para fazer a liberação do acesso à porta paralela. Utilizando este driver foi possível

acessar o hardware diretamente do aplicativo desenvolvido, executando normalmente as opções de

escrita e leitura de dados sem nenhuma restrição do SO. A instalação deste driver foi feita através

do aplicativo “userport.exe” (Messias, 2010) que fez as alterações devidas para o funcionamento do

mesmo.

Para a apresentação deste projeto, foi confeccionada uma interface (Figura 22) para ilustrar

as saídas ativadas ou desativadas, simulando o acionamento e desligamento de áreas controladas por

este sistema depois de implantado, pois o mesmo foi apenas testado em laboratório e não foi

implantado em uma área real. Para esta interface foram utilizados os seguintes componentes já

descritos no orçamento da Tabela 3:

• Oito leds de alto brilho de 5mm;

• Oito resistores de 470 Ohms;

• Uma placa de circuito impresso perfurada e

• Um cabo de impressora paralelo.

Foi utilizado o circuito elétrico disposto na Figura 21 para efetuar a montagem da placa com

os componentes eletrônicos listados no orçamento da Tabela 3 para os testes, validação e

apresentação da ferramenta. Após a placa montada (Figura 22), foi possível a etapa de programação

e testes de controle da iluminação, simulando a ativação e desativação de cada uma das oito

possíveis áreas de controle, nesta versão da ferramenta, através do controle de acender e apagar os

leds instalados na interface. Como já foi descrito anteriormente, com o software em funcionamento

será possível acender e apagar apenas os dois primeiros leds, mesmo que a interface de teste possua

as oito saídas conectadas, devido a interface de aquisição de dados estar apenas com dois sensores

de presença e dois sensores de iluminação instalados.

38

Figura 21. Esquema da interface de controle

Fonte: Cavalcanti, 2010

Figura 22. Interface de controle

4.2 Aquisição de dados

A aquisição de dados foi realizada através de uma interface na qual foram instalados os

sensores de presença e iluminação, que em conjunto com o circuito que o PIC estava conectado,

envia os dados necessários à porta serial do micro para as devidas tomadas de decisão pelo

programa.

39

A interface de aquisição de dados (Figura 23) foi montada em uma protoboard, de acordo

com o esquema elétrico da Figura 24 para a realização dos testes e validação da ferramenta, bem

como a apresentação deste trabalho. Para a montagem desta interface, foram utilizados os

componentes a seguir, que estavam presentes no orçamento descrito na Tabela 2:

• Dois sensores infravermelhos;

• Duas foto células;

• Quatro foto acopladores;

• Quatro capacitores eletrolíticos;

• Dois capacitores cerâmicos;

• Um CI MAX 232;

• Um CI PIC 16F 628A;

• Um conector serial BD9 macho;

• Um regulador de tensão e

• Uma protoboard.

40

Figura 23. Interface de aquisição de dados

41

Figura 24. Esquema elétrico da interface de aquisição de dados

Para a interface de comunicação funcionar corretamente foi necessário a programação do

PIC, responsável pela interpretação do sinal recebido dos sensores de presença e iluminação, do

processamento das informações e do envio da informação resultante para o programa através da

porta serial do computador.

Por questão de segurança dos componentes da placa, principalmente o PIC, cada sensor foi

ligado a um fotoacoplador e este foi ligado a uma porta de entrada do PIC. Foi utilizado o foto

sensor para que este proteja e envie a informação para o PIC com segurança, evitando muitos

problemas de curtos-circuitos, picos de tensão e qualquer oscilação que pode danificar a interface

de controle programável. O funcionamento do fotoacoplador, ou fotosensor, é bem simples pois

possui apenas um LED e um fototransistor, porém muito eficaz. Aplicando uma tensão nos pinos do

LED, ele acende e a luz polariza a base do fototransístor interno. Desta forma, o fototransístor

conduz e faz a corrente circular por outro circuito isolado eletricamente chegando com o sinal até o

PIC com segurança. Para que os níveis de tensão da porta serial do computador que trabalha no

padrão da norma RS-232 fossem adaptados para o padrão TTL, que é compatível com o PIC, e vice

versa foi adotado o uso de um CI MAX232 que possui esta funcionalidade.

42

Para o protótipo de testes do sistema, validação e apresentação do trabalho, o PIC utilizado

foi programado, de acordo com sua linguagem, utilizando o software “MLAB IDE” para a criação

do programa e o software “ICPROG” para a gravação deste programa no PIC utilizando uma

interface de gravação no padrão JDM. Este programa foi configurado para enviar números para a

porta paralela de acordo com a situação dos sensores, respeitando a Tabela 8 que já está

previamente configurada nas regras para ativar e desativar as áreas controladas.

Tabela 8. Informações de entrada

Sensor Ativado Desativado

Presença 1 1 2

Iluminação 1 3 4

Presença 2 5 6

Iluminação 2 7 8

43

4.3 Armazenamento de dados e relatórios

O armazenamento dos dados foi feito utilizando o SGDB MySQL.

Para a criação do banco de dados foi utilizada a ferramenta “EasyPHP”. Esta ferramenta faz

a instalação e configuração de alguns recursos, entre eles o SGDB “MySQL” e o “PHPMyAdmim”.

Foi através do PHPMyAdmim que foi criado o banco, as tabelas (Figura 25) e feito as alterações

necessárias de relacionamentos e testes de comandos para inserção, alteração, exclusão e consultas

para serem utilizados no programa quando o mesmo estiver em funcionamento.

Foram criadas três tabelas, conforme Figura 25, para o armazenamento das informações

coletadas do sistema e para as futuras consultas para a geração dos relatórios.

Cada registro do sistema é efetuado após o registro de área ativada e desativada. Assim, os

registros armazenados contêm todas as informações necessárias para os relatórios serem gerados

sem nenhum problema de inconsistência e também não ser necessário adicionar mais alguma

checagem dos dados na hora de emitir algum relatório. Pois, como por exemplo, se um registro com

data e hora de ativação for gravado no micro e faltar energia, ao religar o micro e ativar a área

novamente, será gravado mais um registro de ativação da mesma área, gerando alguns problemas,

pois no meio da tabela terá um registro sem hora de desligamento.

Conforme Figura 25, o nome do banco de dados criado é “iluminação” e este banco possui

três tabelas para o armazenamento de todos os dados necessários neste sistema. A tabela com as

informações de cada área é chamada de “área”, as informações de custo estão na tabela “custo” e a

tabela “registro_uso” é responsável por armazenar todos os registros gerados pela ferramenta.

44

Figura 25. Tabelas do banco de dados

A tabela area possui os seguintes campos:

• Descrição do local;

• Quantidade de lâmpadas e

• Potência das lâmpadas.

A tabela custo possui os seguintes campos:

• Valor do custo de KWh e

• Data de cadastro deste custo.

A tabela uso possui os seguintes campos:

• Data e hora inicial e

• Data e hora final da ativação da iluminação.

Todos os registros de uso possuem o código da área na qual se refere e o código do custo

mais atual do KWh cadastrado.

45

Na janela do sistema, na aba “Configurações” é possível cadastrar uma área para controle,

informar quantas lâmpadas essa área possui e qual a potência das lâmpadas. Todas estas

informações são salvas na tabela do banco de dados “área”. Além dessa opção, também é possível

carregar as informações de uma área já cadastrada e fazer uma alteração salvando em seguida ou até

mesmo excluindo o registro do banco, no caso de uma alteração na iluminação do local controlado

ou outro motivo

Na janela do sistema, na aba “relatórios” é possível gerar relatórios de uma ou todas as áreas

controladas selecionando a informação no campo “Área do relatório”, especificar a data e hora

inicial e final nos campos respectivos para saber quanto foi gasto com iluminação neste período.

Neste tipo de ação, será feito uma consulta no banco de dados, pelo sistema, retornando as

informações referentes aos dados informados.

4.4 Testes e análises

Na fase de testes o programa foi colocado em funcionamento com todas as partes integradas

e interagindo entre si formando o sistema completo.

Foram instalados dois sensores de presença e dois sensores de iluminação para simular o uso

de duas áreas onde poderia ser instalado esse tipo de controle.

Para a fase de testes e validação foram usados sensores de iluminação LDR simples, mas

caso o sistema for implantado, deverá ser usado um sensor LDR com regulagem de sensibilidade

para seguir as normas de intensidade luminosa de acordo com cada área. Para esta regulagem é

necessário também um Luxímetro para fazer a medição da iluminação ambiente e regular o sensor

de acordo com a luminosidade prevista em norma.

Na etapa de testes foram analisados os seguintes pontos do software para verificar o seu

funcionamento de acordo com a documentação:

• Simulações de ativação de cada área com a parte de aquisição de dados e controle

com a interface de controle;

• Testes com relatórios para verificação dos registros e das informações de tempo e

custo e

• Verificação de problemas gerais no aplicativo.

46

Para verificar o funcionamento do sistema simulando o uso do mesmo, foram utilizados os

seguintes passos:

1 Ativar sensor de movimento um e verificar se o led um acende;

2 Tampar sensor de iluminação um e verificar se led um acende;

3 Tampar sensor de iluminação um, acionar sensor de presença um e verificar se led um

acende;

4 Ativar sensor de movimento dois e verificar se o led dois acende;

5 Tampar sensor de iluminação dois e verificar se led dois acende e

6 Tampar sensor de iluminação dois, acionar sensor de presença dois e verificar se led dois

acende.

Ao executar os passos um e dois, o led um não acendeu, mas ao executar o passo três, o led

um acendeu.

Ao executar os passos quatro e cinco, o led dois não acendeu, mas ao executar o passo seis,

o led dois acendeu.

Para a verificação dos registros, foram utilizados os seguintes passos:

1 Acessar a tela de relatórios;

2 Selecionar área1 no campo Área do relatório;

3 Colocar data inicial e hora inicial anteriores ao teste de funcionamento do sistema;

4 Colocar data inicial e hora inicial posteriores ao teste de funcionamento do sistema;

5 Clicar no botão Gerar Relatório;

6 Verificar se os registros e tempo total equivalem ao teste.

7 Acessar a tela de relatórios;

8 Selecionar área2 no campo Área do relatório;

47

9 Colocar data inicial e hora inicial anteriores ao teste de funcionamento do sistema;

10 Colocar data inicial e hora inicial posteriores ao teste de funcionamento do sistema;

11 Clicar no botão Gerar Relatório e

12 Verificar se os registros e tempo total equivalem ao teste.

Nesta etapa do processo de teste, foi seguido o procedimento sem problemas e o relatório

gerado recuperou os registros equivalentes aos testes realizados na etapa anterior.

Para a verificação de problemas gerais no aplicativo, foram utilizados os seguintes passos:

1 Clicar no ícone do programa e verificar se o mesmo abriu corretamente sem pré-ativar

nenhuma área;

2 Verificar se na tela Status, a situação das áreas um e dois estão como desativadas;

3 Clicar na tela Configurações, clicar em nova área;

4 Especificar quantidade de lâmpadas e Potência total em Watts e clicar em salvar alterações;

5 Sair do programa e entrar novamente;

6 Na tela Configurações, verificar se a nova área foi criada;

7 Selecionar esta área e clicar em excluir;

Na etapa de problemas gerais, foi executado o processo um e nenhuma área foi ativada, e na

segunda etapa foi verificado que a situação das mesmas era desativada.

Foram executadas as etapas três, quatro, cindo e seis no qual o resultado foi a criação da

nova área.

E na etapa sete foi verificada a exclusão da área cadastrada anteriormente, sendo que ela não

apareceu mais na tela de configurações.

48

4.5 Validação e documentação

Com a parte de testes completada, todos os recursos propostos pela ferramenta foram

utilizados, mesmo com poucas informações é possível perceber que o aplicativo está preparado para

ser implantado em uma situação real para testes em campo e possibilitar a computação do nível de

economia real que o projeto pode trazer para a empresa.

O fato de o sistema ser testado apenas em laboratório não exclui possíveis problemas na

implantação do mesmo em um ambiente real, porém para evitar os problemas com interferências,

ruídos da linha de alimentação e a questão do uso de cabos muito longos o circuito foi provido de

foto-acopladores. Isto deve evitar muitos problemas de instalações em campo e ajudar no

funcionamento correto do mesmo.

Este sistema visa a economia de energia e o armazenamento de informações para geração de

relatórios de consulta para diversos fins e até mesmo comparar o gasto de energia com o gasto

estimado pelo software.

Durante o desenvolvimento da segunda parte deste trabalho, foi verificado a necessidade de

algumas alterações. As principais foram: o uso de um conjunto de acionamento no lugar do CLP e a

utilização de uma interface de aquisição de informação para a conexão dos sensores, utilizando

assim apenas uma porta serial do computador.

Devido ao custo elevado do CLP e durante o progresso do trabalho surgirem alguns

problemas, foi alterado este meio de controle da iluminação. O CLP foi substituído por um conjunto

de acionamento formado por um relê que é ativado diretamente pela porta paralela do computador,

juntamente com um contactor para o acionamento das lâmpadas. Esse sistema, além de ser mais

simples, tem um custo inferior ao custo do CLP, no caso de usar poucas áreas, deixando o projeto

mais simples, barato e viável. O CLP não deixou de ser uma opção de instalação futura para este

projeto, apenas para este desenvolvimento foi escolhido a outra forma de controle devido a o

número baixo de áreas a serem controladas.

A questão da aquisição de informação, que no início se pensava em conectar um sensor por

porta serial, estava diretamente ligada ao número de portas seriais do computador. Estas saídas

seriais possivelmente serão substituídas por saídas USB. Porém muitos computadores ainda

possuem pelo menos uma saída serial e caso não possuam, é possível a instalação de uma placa

49

expansora serial e paralela através de uma interface PCI do computador. Por isso optou-se pelo uso

de uma interface que conecte os sensores, processe os dados e envie a informação pronta para

apenas uma porta serial do computador. Essa interface pode ser modificada para a instalação de

vários sensores facilmente, não gerando impacto no aplicativo nem no computador. A interface do

protótipo de teste foi projetada para receber a informação de quatro sensores.

5 CONCLUSÕES

Este TCC relatou a questão de economia de energia através do uso inteligente da iluminação

em grandes áreas com o controle por computador em conjunto de sensores de presença e

iluminação, além de dispositivos de acionamento.

Para o desenvolvimento do sistema proposto foi verificado no mercado algumas opções de

controle, bem como se já existia algum sistema similar de baixo custo. Além disso, foram estudados

os meios de interligar os sensores ao micro, as interfaces de comunicação serial e paralela utilizadas

por este sistema, sensores de presença e iluminação, funcionalidade dos CLPs, além dos softwares

escolhidos para o desenvolvimento desta aplicação, ampliando os conhecimentos na área.

Para a construção das interfaces de comunicação, foi realizado um estudo sobre alguns

componentes eletrônicos e sobre o funcionamento do CI PIC, que foi utilizado na interface de

aquisição de dados, para “informar” o computador sobre as alterações de estado dos sensores

ligados ao sistema.

A aquisição de dados foi muito bem realizada pela interface desenvolvida com o PIC,

resultando na aquisição de informação de quatro sensores por apenas uma porta serial. Com o uso

desta interface em conjunto com o PIC, identificou-se a possibilidade da instalação de vários

sensores para comunicação com o computador através apenas de uma porta serial e com baixo custo

para o desenvolvimento.

Os relatórios foram gerados com sucesso utilizando-se de comandos de consulta em banco

de dados SQL, ao qual retornou as informações ao software desenvolvido para exibição da

informação com rapidez e precisão.

Ao final deste trabalho, além de todo o conhecimento adquirido e aprimorado através dos

estudos e pesquisas, foi verificado que este sistema é viável e pode contribuir muito com o nosso

planeta por estar ligado à área ecológica por causa da economia de recursos naturais. É importante

sua implantação em ambientes onde se identifica o gasto elevado e desnecessário com iluminação e

que ainda não tenham nenhum controle quanto à sua utilização. Desta forma a implantação deste

projeto seria custeada em um tempo inferior ao descrito no trabalho.

51

Este projeto é de grande utilidade, principalmente para grandes empresas, onde o consumo

de energia é elevado e os trabalhos são estendidos à noite, ou até vinte e quatro horas por dia, pois

além de estar economizando energia com a sua implantação, é possível saber como a iluminação

está sendo utilizada e até prever ou apenas confirmar os gastos com energia nas áreas controladas.

Finalizando este trabalho, fica o convite para a implantação de melhorias e atualizações do

sistema e de suas interfaces, bem como a modificação das interfaces de controle e aquisição de

dados para a troca de informação através das portas USB, acompanhando a evolução das

tecnologias atuais.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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54

APÊNDICES

DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO

Nesta seção são descritos os casos de uso citados na seção 3.2.4 mais detalhadamente.

UC01 – ACESSA O SISTEMA

Permite aos usuários acessarem o sistema de controle de iluminação.

Requisito

RN04 - O sistema deverá possuir uma interface amigável com o usuário.

RN05 - O sistema, ao ser minimizado, deverá apenas mostrar um ícone do lado do relógio

do sistema operacional.

RN06 - O sistema deverá ser carregado automaticamente pelo sistema operacional na

inicialização do mesmo.

Condição

Pré-condição: O sistema está carregado pelo SO.

Pós-condição: O sistema mostra a tela inicial.

Cenário

1 – O usuário clica no ícone do programa.

2 – O sistema apresenta a tela inicial.

UC02 – ACESSA CONSULTA RELATÓRIO

Permite ao usuário fazer consultas da utilização da iluminação.

Requisito

RF04 - O sistema deverá dispor de um relatório para analisar em um período, especificado

pelo usuário, o tempo total da iluminação ativada, tempo da iluminação desativada e quanto tempo

56

a iluminação ficou desativada além do normal em cada área, calculando assim a economia

aproximada com o uso do sistema.

RF05 - O sistema deverá dispor de um relatório com todos os acionamentos e

desligamentos, datas e horários bem como a área controlada.

RN09 - O sistema deverá armazenar as informações sobre datas e horários de cada ativação

e desativação da iluminação e a área.

RN11 - O sistema deverá disponibilizar relatórios para gerenciamento.

Condição

Pré-condição: O sistema está aberto.

Pós-condição: Uma consulta é efetuada.

Cenário

1 – O usuário clica em “Relatórios”.

2 – O sistema apresenta a tela de relatórios.

3 – O usuário preenche os dados solicitados e clica em “Gerar relatório”.

4 – O sistema apresenta as informações na tela.

UC03 – ACESSA CONSULTA RELATÓRIO COMPLETO

Permite ao usuário efetuar consultas completas da utilização da iluminação.

Requisito

RF04 - O sistema deverá dispor de um relatório para analisar em um período, especificado

pelo usuário, o tempo total da iluminação ativada, tempo da iluminação desativada e quanto tempo

a iluminação ficou desativada além do normal em cada área, calculando, assim, a economia

aproximada com o uso do sistema.

57

RF05 - O sistema deverá dispor de um relatório com todos os acionamentos e

desligamentos, datas e horários, bem como a área controlada.

RN09 - O sistema deverá armazenar as informações sobre datas e horários de cada ativação

e desativação da iluminação e a área.

RN11 - O sistema deverá disponibilizar relatórios para gerenciamento.

Condição

Pré-condição: O sistema está aberto.

Pós-condição: Uma consulta é efetuada.

Cenário

1 – O usuário clica em “Relatórios”.

2 – O sistema apresenta a tela de relatórios.

3 – O usuário preenche os dados solicitados e clica em “Gerar relatório”.

4 – O sistema apresenta as informações na tela.

5 – O usuário clica em “Gerar relatório Completo”.

6 – O sistema apresenta a tela com o relatório completo.

UC04 – ACESSA CONSULTA STATUS DA ILUMINAÇÃO

Permite ao usuário verificar quais áreas estão ligadas ou desligadas no momento.

Requisito

RN03 - O sistema deverá mostrar as áreas controladas e identificar as ativadas.

Condição

Pré-condição: O sistema está aberto.

58

Pós-condição: A tela de consulta de status é aberta.

Cenário

1 – O usuário clica no botão “Status”.

2 – O sistema mostra a tela de status.

UC05 – ACESSA CONFIGURAÇÃO

Permite ao administrador acessar a tela de configurações, alterar, excluir ou cadastrar um

área a ser controlada.

Requisito

RN07 - O sistema deverá permitir o cadastro de uma área de iluminação controlada.

RN08 - O sistema deverá solicitar uma senha administrativa para cadastro ou alteração de

dados referentes às áreas controladas ou às lâmpadas.

Condição

Pré-condição: O sistema está aberto.

Pós-condição: A tela de configuração é aberta.

Cenário

1 – O usuário clica no botão “Configurações”.

2 – O sistema mostra a tela de configurações.

3 – O usuário altera, inclui ou exclui uma área e clica em salvar.

5 – O sistema salva a alteração.