XXVII Congresso de Iniciação Científica
Automação residencial utilizando tecnologia ZigBee e plataforma de desenvolvimento LabVIEW
Lucas de Paula Santos Petri (autor), Prof. Dr. José Feliciano Adami (orientador), Gabriela Maia Camargo (coautora). Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Campus de Guaratinguetá, Engenharia Elétrica, l_lupasa@hotmail.com, bolsa FAPESP.
Palavras Chave: automação, ZigBee, eficiência energética.
Introdução
A comunicação ZigBee é um protocolo baseado no padrão IEEE 802.15.4 que define as camadas física (PHY) e o controle de acesso ao meio (MAC) para redes sem fio de baixa taxa de transmissão de dados (LR-WPAN). Operando na faixa de frequência industrial, científica e médica (ISM), livre de licença, os dispositivos ZigBee possuem estas característi- cas de transmissão de dados e baixo consumo e custo. A rede apresenta topologia mesh, permitindo sua expansão através da característica roteadora dos dispositivos.¹
A plataforma de desenvolvimento LabVIEW propor- ciona um ambiente de desenvolvimento gráfico ba- seado em uma programação por diagrama de blo- cos, sendo voltado para pesquisadores e engenhei- ros, nas áreas de aquisição de dados, instrumenta- ção e automação industrial.
Objetivos
O projeto visa contribuir para o estudo de novas tec- nologias na área de eficiência energética através da automação residencial, promovendo o uso racional de energia através do uso de sensores para o com- trole temporizado do acionamento de lâmpadas e eletroeletrônicos.
Material e Métodos
O sistema consiste em um ZigBee coordenador co- nectado ao computador pessoal do usuário, onde o software de controle estará em execução. O coorde- nador é responsável por receber os sinais dos sen- sores e encaminhar as respectivas mensagens ao módulo de saídas, que ativará via relé os dispositi- vos que se deseja automatizar.
O software de controle permite que o usuário crie perfis relacionando sensores a saídas. As mensa- gens associadas são então armazenadas em arqui- vos de texto que são acessados segundo a ativação dos sensores.
Resultados e Discussão
Os primeiros testes de comunicação resultaram em uma resposta rápida e eficiente. Com relação aos testes de distância, a comunicação se deu a uma distância de 50 metros em visada direta, e obser-
vou-se o comportamento dos ZigBees como rotea- dores, permitindo uma comunicação (limitada a 30 metros sem visada direta) expandida a 50 metros sem visada direta, superando os obstáculos.
O projeto possui um protótipo de seis saídas, contro- lando lâmpadas de LED, televisor, ventilador e alar- me de segurança. Os sensores disponíveis no projeto são de três tipos: presença, temperatura e contador de indivíduos. Os sensores de presença e temperatura permitem a ativação de uma saída temporizada enquanto o contador de indivíduos permite que um dispositivo seja acionado quando pelo menos uma pessoa estiver presente no ambiente, desligando-o as lâmpadas quando a contagem se tornar nula. O software desenvolvido proporciona a configuração de perfis que relacionam sensores a saídas. Uma vez configurado o perfil é executado, realizando a comunicação sem fio através do ZigBee coordenador conectado ao computador via porta serial. O programa ainda oferece uma aba de agendamento de forma que o mesmo possa executar ações e perfis mesmo com a ausência do usuário.
Conclusões
O projeto tem um forte apelo na área de sustentabi- lidade e uso racional de energia, uma vez que promove a automação de dispositivos de forma a não permitir acionamentos desnecessários, os quais agravam o gasto de energia. Da mesma forma, apresenta um grande potencial de mercado, uma vez que pode se tornar um produto ligado ao conforto e bem-estar de seu usuário. O estudo das tecnologias envolvidas no presente projeto permitiu uma ampla visão da aplicação do software LabVIEW em automação, instrumentação e aquisição de dados e dos dispositivos ZigBee em sistemas WPAN como automação industrial, residencial e Smart Grids.
Agradecimentos
FAPESP e Conselho de Pós-Graduação da UNESP de Guaratinguetá.
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¹ IEEE Standard for Local and metropolitan area networks-- Part 15.4: Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), IEEE Standard 802.15.4, Sep. 2011.
