\Campus Universitário de Viana
Universidade Jean Piaget de angola
(Criada pelo Decreto nº 44-A/01 de 6 de Julho de 2001)
Faculdade de Ciências e Tecnologias
TRABALHO FINAL DE CURSO
PROJECTO SOBRE SISTEMA DE VIGILÂNCIA EM
CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO “CCTV” E SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECÇÃO DE
INTRUSÃO E ROUBO “SADIR”
.
Autor: Nery Salomão Abel
Licenciatura: Engenharia Eletromecânica Orientador: Eng.º Aguinaldo Guilherme Ferraz Co-Orientador: Eng.º Osvaldo da Rocha Bettencourt Orientador profissional: Eng.º Carlos Alfredo Chicaleta
Viana, Junho de 2016
Campus Universitário de Viana
Universidade Jean Piaget de angola
(Criada pelo Decreto nº 44-A/01 de 6 de Julho de 2001)
Faculdade de Ciências e Tecnologias
TRABALHO FINAL DE CURSO
PROJECTO SOBRE SISTEMA DE VIGILÂNCIA EM CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO “CCTV” E
SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECÇÃO DE INTRUSÃO E ROUBO “SADIR”
Nery Salomão Abel Engenharia Electromecânica
Projecto realizado na Universidade Jean Piaget de Angola, Campus
Universitário de Viana no período de Maio de 2015 à Junho de 2016
iii
EPÍGRAFE
«Esperei com paciência no senhor e ele se inclinou para mim, e ouviu o meu clamor»
Salmos: 40:1
iv
DEDICATÓRIA
Dedico este projecto primeiramente a meu Deus por me conceder a oportunidade de viver e a capacidade de analisar os fenômenos que existe na sociedade, e sempre me mostrou luz em caminho escuros, que sempre despertou a esperança em meu ser e que sempre mostrou-se amigo e companheiro.
A minha esposa que me acompanhou em momentos tristes e de alegria e que soube me entender os meus pensamentos e opiniões quando necessário e que sempre esteve ao meu lado dando a maior força possível.
A toda minha família, avós, pais, irmãs, especialmente a minha avó “Anita Maria Massuka” quando dissera que a precipitação não é a rapidez enquanto estivermos em vida os objectivos preconizados serão alcançados.
Graças a vocês que souberam me educar, que sempre demonstraram amor, carinho, companheirismo em tudo de minha vida e hoje sou um homem muito feliz.
Estou muito grato por tudo que têm feito por mim.
v
AGRADECIMENTOS
Seria injusto se terminássemos com este Projecto acadêmico sem antes agradecer a todos aqueles que contribuíram directa ou indirectamente, para a realização do mesmo.
Agradecer em primeiro lugar à Deus, meu Pai e amigo, fonte de toda a minha inspiração.
Agradecer ao Benemérito coordenador do curso Engenheiro Aguinaldo Ferraz que, durante estes 5 anos de intensa formação, ensinou-me que “ O segredo para vencer as dificuldades, é encontrar nelas um desafio a ser superado“.
Agradecer a coordenação do curso de Engenharia em Eletromecânica bem como a todo corpo docente, de modo particular os Engenheiros: Aguinaldo Ferraz e Osvaldo Bettencourt.
Agradecer ao Engenheiro Abílio Bilendo, por dar-me toda força possível para realização do projecto, ao meu colega Claudio Lima, Carlos Chicaleta e Jorge Moreno por despender os seus tempos para realização da mesma.
Agradecer por último, a Direcção da universidade Jean Piaget de
Angola/Campus Universitário de Viana que, pela qualidade e inovação do seu
trabalho, possibilitou a minha iniciação científica e tornou-se possível a
concretização deste trabalho de fim de curso.
vi
DECLARAÇÃO DO AUTOR
Declaração do autor:
Declaro que este trabalho escrito foi levado a cabo de acordo com os regulamentos da Universidade Jean Piaget de Angola (UniPiaget) e em particular das Normas Orientadoras de Preparação e Elaboração do Trabalho de Fim de Curso, emanadas pelo Departamento de Altos Estudos e Formação Avançada (DAEFA). O trabalho é original excepto onde indicado por referência especial no texto. Quaisquer visões expressas são as do autor e não representam de modo nenhum as visões da UniPiaget. Este trabalho, no todo ou em parte, não foi apresentado para avaliação noutras instituições de ensino superior nacionais ou estrangeiras.
Assinatura: ____________________________________ Data: __/__/__
Norma: ISO 690
vii
ABREVIATURAS, SÍGLAS E SÍMBOLOS
BLC – Back Light Compesation CCD – Charged Compled Divice CCTV – Circuit Closed of Television CD – Compact Disc
CMOS – Complementary Metal CRC – Cycle Redundacy Check CRT – Cathode ray Tube
DVD – Digital Versatile Disk
DVR – Gravador para cameras analógicas FPS – Frame per Second
FRGC – Face recognition Grand Chalenge FRR – False Regect Rate
IP – Internet Protocol
IPD – Interpuppilary Distance IR – Infrered
JPEG – Joint Photrographic Expert Group LCD – Liquid Crystal Display
LDA – Linear Discrimination Analysis LED – Light – Emitting diod
MPEG –Moving Picture Expert Group
NVR – Gravador para camera digital (IP)
POP – Procedimento Operacional Padrão
viii PTZ – Pan Tilt Zoom
RGB – Red Green Blue SNR – Signal to noise Ratio
SADIR – Sistema Automatico de Detecção de Intrusão e Roubo SSD – Solid- State Disk
TIFF – Tagged Image File Format
UPS – Sistema de Alimentação Inenterrupta VHS – Video Home System
YIQ – Luminance, In-Phase, Quadrante color Space
ix
RESUMO
A segurança torna-se extremamente importante nos dias de hoje à medida que o número de ataques e intrusões a patrimônios do estado e privados aumenta de maneira significativa. Assim, para garantir o aumento da segurança, surgem novas técnicas e ferramentas para dar solução do problema. mas a falta de uma correta abordagem na seleção e implementação dessas técnicas faz com que se tornem ineficazes. Nesse sentido, este trabalho tem como objectivo, estudar os níveis de segurança existente nos locais vulneráveis do edifício nº 2 da Universidade Jean Piaget de Angola/Campus Universitário de Viana visando a savalguardar os activos neles conservados e manter um ambiente saudável no local, executando os sistemas de vigilância m circuito fechado “CCTV” e sistema de automático de detecção de intrusão e roubo “SADIR”.
Realçamos que alguns problemas encontrados nesses sistemas podem ser enumerados o uso de equipamentos mal dimensionados, posicionamento inadequado das câmeras de vigilância, geração de imagem com baixa resolução e condições de iluminação ambientais não controladas.
Cada sistema deverá ser capaz de actuar de forma autônoma mesmo em regime de falha de parte do sistema de segurança e realizar as funções pré- determinadas na própria Universidade de forma remota. Deverá ser possível realizar configurações e alterações de programações de forma remota e local.
Monitoramento. Todos os equipamentos ativos de comunicação deverão ser
instalados unicamente no interior da instituição não sendo aceitos equipamentos de
comunicação em áreas externas mesmo que acondicionados em caixas estanques.
x
ABSTRACT
Nowadays, security becomes extremely important while attacks and intrusions to systems and computers networks increase significantly. Then, to guarantee the security, new techniques and tools are created, but a nonexistent approach in the selection and implementation of these techniques become them inefficacious.
in this sense, this work aims to study the existing security levels in vulnerable parts of the building No 2 Jean Piaget University of Angola. Campus Universitary de Viana, aiming to keep the assets in them kept and maintains a healthy environment in place, running the surveillance systems closed circuit television CCTV and automatic detection system and theft SADIR.
We highlight that some problems encountered in these systems can be enumerated using badly dimensioned equipment, improper positioning of cameras of surveillance, generation with low image resolution and conditions of not controlled environmental illumination.
Monitoring all active equipment communication should only be installed inside the institution, not being accepted communication equipment in external areas even if packaged in sealed boxes.
xi
ÍNDICE
EPÍGRAFE ... iii
DEDICATÓRIA ... iv
AGRADECIMENTOS ... v
DECLARAÇÃO DO AUTOR ... vi
ABREVIATURAS, SÍGLAS E SÍMBOLOS ... vii
RESUMO ... ix
ABSTRACT ... x
ÍNDICE DE TABELAS ... xvii
ÍNDICE DE QUADROS ... xviii
ÍNDICE DE FIGURAS ... xix
INTRODUÇÃO ... 1
Identificação do problema ... 2
1.OBJECTIVOS DO ESTUDO ... 2
1.1.Objectivo Geral ... 2
1.2.Objectivos Específicos ... 3
2.IMPORTÂNCIA DO ESTUDO ... 3
3.DELIMITAÇÃO DO ESTUDO ... 4
4.DEFINIÇÃO DOS CONCEITOS ... 4
CAPÍTULO I: REVISÃO DA LITERATURA TÉCNICA/CIENTÍFICA 1.SISTEMA DE CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO (CCTV) ... 7
1.1.Considerações inicias sobre (CCTV)... 7
1.2. Princípio de Funcionamento do sistema de CCTV ... 9
xii
1.3. Tecnologias e componentes básicos de um sistema de CCTV ... 10
1.3.1.CCTV Convencionais (Sistemas Analógicos) ... 11
A.Camêras analógicas ... 11
B.Sequenciais de vídeo (Switcher) ... 11
C.DVR Stand Alone Microprocessado de 16 Canais com software... 12
D.Quad Spliter ou Quad Compressor ... 13
E.Multiplexadores (multplexers) ... 14
F.Matriz de vídeo (vídeo matriz switchers-VMSs) ... 14
G.Controlador ... 14
H.CABEAMENTO ... 15
1.3.2.CCTV tradicional ... 16
A.Câmeras digitais ... 16
B.Meios de transmissão ... 16
C.Visualização e controlo ... 17
1.4.Especificações técnicas de câmeras de CCTV ... 17
1.4.1.Sensor de imagem ... 17
1.4.2.Resolução ... 18
1.4.3.Iluminação da câmeras ... 18
1.4.4.AGC (automatic gain control) ... 19
1.4.5.BLC (Back Light Compesation) ... 19
1.4.6.ATW (Automatic Tracing White Balance) ... 19
1.5. Tipos de cameras ... 19
1.5.1.Micro-câmeras ... 20
1.5.2.Mini -câmeras ... Erro! Indicador não definido.
xiii
1.5.3.Câmeras profissionais... 21
1.5.4.Lentes ... 22
A.Iris fixa ... 22
B.Iris manual ... 22
C.Auro Iris ... 22
D.Varifocais ... 22
2.SISTEMA DE SEGURANÇA CONTRA INTRUSÃO E ROUBO ... 24
2.1.Constituintes fundamentais de um sistema de segurança contra intrusão ... 25
2.1.1.Detectores ... 26
A.Detectores de intrusão ... 27
i.Detectores Magnéticos ... 27
ii.Detectores Infravermelhos ... 28
ii.1. Detectore Passivo ... 29
ii.2. Detector de óptica Alinhada ... 30
B.Detector de Vibração ... 31
2.1.2.Centrais ... 32
2.1.3.Elementos de sinalização e auxiliares ... 34
A.Sirenes ... 35
B.Fontes de Alimentação ... 36
2.1.4.Redes de comando ... 36
3.INTRODUÇÃO A AUTOMAÇÃO ... 37
3.1.Conceito de automação ... 37
3.2.Componentes da automação ... 39
3.3.Classificação da automação ... 40
xiv
3.4.Aplicações da automação ... 41
3.5.Impacto da automação na sociedade... 42
CAPÍTULO II: PRODUÇÃO TÉCNICA 1.METODOLOGIA ... 45
2.FUNCIONAMENTO ACTUAL DO SISTEMA DE CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO (CCTV) NO EDIFÍCIO Nº 2 DA UNIVERSIDADE JEAN PIAGET ………45
3.MATERIAIS USADOS NO PROJECTO A PROPOR ... 46
3.1.Características e função de cada um dos componentes a ser instalado no projecto ... 47
3.1.1.Câmera Mini Dome ... 47
3.1.2.Câmeras Auto Dome (PTZ) ... 48
3.1.3.Câmera Vanda prof Dome ... 49
3.1.4.Gravador Digital “DVR” ... 50
3.1.5.Tela de LCD com 41” ... 50
3.1.6.Controlador ... 50
3.1.7.Central de intrusão ... 51
3.1.8.Teclados Siemens 9941EN / 9943EN ... 52
3.1.9.Detectores de movimento “IV” ... 53
3.2.Circuitos funcionais do projecto ... 54
3.2.1.Circuito equivalente em EDRAW MAX 7 ... 54
3.2.2.Circuito eléctrico dos Sistemas ... 54
CAPÍTULO III: EXECUÇÃO DO PROJECTO
xv 1.FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE CIRCUITO FECHADO DE
TELEVISÃO (CCTV) ... 56
2.FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE INTRUSÃO E ROUBO ... 57
2.1.Diagrama em blocos do sistema de intrusão e roubo ... 59
3.CRITÉRIO DE POSICIONAMENTO DAS CÂMERAS ... 60
3.1.Parâmetros avaliados ... 60
3.2.Calculo da altura da câmera Mini dome e Vandal-proof Dome ... 61
3.3.Cálculo da altura da câmera Out Dome “PTZ” ... 62
4.POTÊNCIA CONTRATADA DOS DISPOSITIVOS DE CCTV INSTALADOS NA PLANTA BAIXA DO EDIFÍCIO. ... 63
4.1.Cálculos das potências CCTV instaladas ao projecto ... 64
4.2.Dimensionamento do circuito das câmeras ... 65
4.2.1.Circuito do PC ... 65
4.2.2.Circuito da Tela LCD ... 66
4.2.3.Circuito do DVR ... 68
5.DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE INTRUSÃO E ROUBO INSTALADO AO PROJECTO ... 69
5.1.Cálculo das correntes para ilustrar as amperagens encontradas ... 70
5.2.Potências instalada de intrusão instalada ao projecto ... 70
5.3.Dimensionamento da UPS ... 71
5.4.Disjuntor geral do sistema ... 71
5.4.1.Cálculo do disjuntor da UPS do sistema ... 72
CAPÍTULO IV: AVALIAÇÃO DA PROPOSTA DE SOLUÇÃO
1.RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 74
xvi
1.1.Viabilidade Económica do Projecto ... 74
1.2.Previsão do custo total do projecto ... 75
2.CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ... 77
CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 79
RECOMENDAÇÕES ... 80
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 811
xvii
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1: Especificações técnicas da central de intrusão ... 52
Tabela 2: cálculo da altura da câmera de CCTV ... 62
Tabela 3: Cargas previstas dos dispositivos de CCTV instalada ao projecto ... 63
Tabela 4: Cargas previstas do sistema de Intrusão e roubo ... 69
Tabela 5: Recursos utilizados para elaboração do projecto ... 74
Tabela 6: Previsão do custo total do projecto ... 75
xviii
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1: classificação de tipos de processo e de produção e respectivos sistemas
de produção ... 41
xix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Diagrama em bloco de um sistema de CCTV ... 9
Figura 2: Camêra analógica ... 11
Figura 3: Sequencial de vídeo ... 12
Figura 4: Ilustração de combinação de câmeras apresentada uma de cada vez nu monitor ... 12
Figura 5: DVR digital ... 13
Figura 6: Quad Spliter ou Quad Compressor ... 13
Figura 7: Combinação de câmeras apresentada simultaneamente no monitor ... 13
Figura 8: Controlador ... 14
Figura 10: Conectores BNC ... 15
Figura 9: Cabo a coaxial RG59/U ... 15
Figura 11: Câmeras mini dome digital ... 16
Figura 12: Micro câmeras Pin Hole ... 20
Figura 13: Mini câmeras ... 21
Figura 14: Câmera profissional ... 21
Figura 16: Sinal de vídeo composto PAL ... 23
Figura 15: Sistema de CCTV analógico ... 23
Figura 17: Sistema de CCTV digital “IP” ... 24
Figura 18: Elementos de segurança contra intrusão... 26
Figura 19: Detector Magnético ... 27
Figura 20: Detector magnético aplicado a uma porta ... 28
Figura 21: Detector Passivo ... 29
Figura 22: Transmissor e receptor alinhado ... 30
xx
Figura 23: Exemplo de ligação de transmissor e receptor alinhado ... 31
Figura 24: Detector de vibração ... 32
Figura 25: Diagrama de Bloco de uma Central ... 33
Figura 26: Diagrama em bloco de uma central com os seus dispositivos ... 34
Figura 27: Ligação da sirene numa zona da central ... 35
Figura 28: Zona cablada ... 36
Figura 29: Sistema de controlo com realimentação ... 38
Figura 30: Processo de automação usando um computador ... 39
Figura 31: Fluxo de um possível sistema de controlo ... 40
Figura 32: Câmera PTZ ... 49
Figura 33: Câmera vandal proof dome ... 49
Figura 34: DVR ... 50
Figura 35: Joystick ... 50
Figura 36: Central de intrusão ... 51
Figura 37: Central de intrusão ... 52
Figura 39: Esquemas esquema de ligação do sensor de movimento ... 53
Figura 38: Detector de movimento ... 53
Figura 40: Circuito eléctrico do sistema ... 55
Figura 41: Diagrama do sistema de CCTV ... 57
Figura 42: Esquema de comando de intrusão ... 57
Figura 43: Diagrama do sistema de intrusão e roubo... 59
1
INTRODUÇÃO
O nível de criminalidade a nível mundial, bem como os episódios de terrorismo ocorridos em diversas partes do mundo, tem alertado a população para questões de segurança. Todos os dias a mídia televisiva apresenta matérias relacionadas à violência, crime e operações policiais. A prevenção ao crime é um conceito que tem sido integrado ao cotidiano das pessoas (PEASE, 1997).
Está demanda cada vez maior por segurança tem obrigado diversos sectores da sociedade a tratarem a segurança pessoal e patrimonial como prioridade. Estas estratégias não são um privilégio da esfera privado mais pertencem também ao cotidiano da actuação governamental para manutenção da segurança pública. Dentre as varias ações desenvolvidas está o uso de sistema de circuito fechado de televisão e sistema de intrusão e roubo.
Certamente o conceito de segurança não começou como uma ciência nem como uma arte, mas sim como um instinto. O maior interesse do homem, durante a sua história, está relacionado à segurança: sua própria, de sua família, de seus bens e de seu modo de vida.
O conhecimento de como funciona a segurança da universidade Jean Piaget propriamente nos locais vulneráveis do edifício nº 2, é fundamental para estudarmos e propormos um sistema de segurança eficaz, para prevenir dos assaltos e roubos que eventualmente podem acontecer, sendo assim propomos o seguinte tema:
PROJECTO SOBRE SISTEMA DE VIGILÂNCIA EM CIRCUITO FECHADO DE
TELEVISÃO “CCTV” E SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECÇÃO DE INTRUSÃO E
ROUBO “SADIR”. (CASO DE ESTUDO: LOCAIS VULNERAVEIS DO EDIFÍCIO Nº 2
DA UNIVERSIDADE JEAN PIAGET DE ANGOLA/CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE
VIANA): UM ESTUDO NO ÂMBITO DA ELETRÔNICA E AUTOMAÇÃO.
2
Identificação do problema
A vida é um processo dinâmico que solicita sempre de novas formas de adaptação. A formação intelectual do individuo, da-lhe a capacidade de poder analisar factos e fenômenos que lhe vão surgindo ao longo do tempo da sua existência. Os factos e fenômenos que observamos na sociedade merecem uma investigação profunda com base científica. (FONTOURA, 1994).
O conceito de segurança é analisado como um corpo de vigilância e protecção contra possíveis atentados ou ataques a uma instituição ou personalidade.
A frequência de vários indivíduos nas áreas vulneráveis do edifício nº 2,
“tesouraria, secretária e laboratórios” da Universidade acima citado, é preocupante devido o razoável nível se segurança que a instituição contém, na eventualidade de ocorrer os seguintes riscos:
Roubos ou intrusões que podem deixar a instituição com diversos problemas e podem assolar o rendimento da universidade e na formação dos estudantes.
Com base no já escrito, somos aclarar que o tema é bastante pertinente por revelar os níveis de segurança do edifício nº 2 da universidade Jean Piaget. Para dissipar algumas das nossas inquietações, coloco a seguinte questão científica.
Qual é a garantia de segurança dos sistemas “CCTV” e “SADIR” proposta nos locais vulneráveis do edifício nº 2 da Universidade Jean Piaget de Angola?
1. OBJECTIVOS DO ESTUDO
1.1. Objectivo Geral
Garantir os níveis de segurança visando a salvaguardar os bens dos locais
vulneráveis que encontram-se no edifício nº 2, contra intrusão e roubo.
3
1.2. Objectivos Específicos
(1)
Projectar um sistema de “CCTV” para o registro de acesso de pessoas que circularem nas áreas vulneráveis do edifício, ou seja, para efectuar um controle do pessoal por meio de câmeras de vigilância;
(2)
Estabelecer um sistema automático contra intrusão e roubo na tesouraria, secretarias e nos laboratórios do edifício;
(3)
Definir os processos utilizados por cálculos, bem como as suas respectivas ligações.
(4)
Consolidar os conhecimentos absorvidos durante a formação.
2. IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
O nível de criminalidade a nível mundial tem crescido de forma brusca e tem obrigado diversos sectores da sociedade a tratarem a segurança pessoal e patrimonial como prioridade (HUBKA e EDER, 1988)
Sendo uma universidade frequentada por diversos indivíduos (estudantes ou não), carece de uma segurança eficaz porque será muito difícil o corpo de segurança controlar a universidade no seu todo. Logo os sistemas propostos trarão uma grande vantagem à instituição em termos de segurança.
Dia, pois dia as consequências dos efeitos negativos que caracterizam a nossa
sociedade, resultam roubos, assaltos às residências, instituições publicas ou
privadas. Para medida de prevenção e cortes propomos os sistemas acima
referenciados.
4
3. DELIMITAÇÃO DO ESTUDO
Este estudo está delimitado na área da electrónica e automação, referindo a instalação do sistema em circuito fechado de televisão “CCTV” e sistema automático de detecção de intrusão e roubo “SADIR” na Universidade Jean Piaget de Angola/Campus Universitário de Viana especificamente no edifício nº 2,
“tesouraria, secretarias e laboratórios”.
4. DEFINIÇÃO DOS CONCEITOS
Circuito
«É a trajectória percorrida entre um ponto ao outro, normalmente tendo um objectivo final o ponto de partida.» (PRIBERAM, 2008, p.77)
Circuito fechado
«É a conexão de dois ou mais componentes com pelo menos uma trajectória fechada.» (FERREIRA, 2004, p.88)
Intrusão
« Intrusão é o processo pelo qual tenta violar uma base já formada. Podendo ser que este algo venha de fora ou da própria base.» (TURBAY, 2005 p. 201) Sistema
«O sistema é um conjunto finito de elementos reunidos para formar um todo sob certas regras bem definidas, por meio das quais existem determinadas relações precisas, definidas entre os elementos e para com o seu ambiente.»
(HUBKA e EDER, 1988, p. 244)
5
Televisão
«Televisão (do grego tele - distante e do latim visione - visão) é um sistema eletrônico de reprodução de imagens e som de forma instantânea.
Funciona a partir da análise e conversão da luz e do som em ondas eletromagnéticas e de sua reconversão em um aparelho - o televisor - que às vezes recebe erroneamente também o mesmo nome do sistema ou pode ainda ser chamado de aparelho de televisão.»
(ROCHA, 2011, p.20)
CAPÍTULO I: REVISÃO DA LITERATURA
TÉCNICA/CIENTÍFICO
7
1. SISTEMA DE CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO (CCTV)
Neste capitulo e apresentado um dos sistemas da qual está inserido ao projecto de pesquisa deste trabalho. O problema de pesquisa abordado nesta dissertação tem um foque mais prático do que teórico.
Buscou-se apresentar neste capitulo conceitos breve mais importante para o entendimento do trabalho. E relactivamente mencionar que é objectivo desta dissertação, nem deste capitulo, esgotar o assunto sobre o sistema acima mencionado, mais sim apresentar conceitos necessários que possibilitam uma leitura suave de todos os tópicos abordados nesta dissertação bem como a compreensão harmônica dos tópicos.
Desta forma, serão abordadas considerações iniciais de CCTV (secção 1.1), o principio de funcionamento do sistema (secção 1.2), serão apresentados as principais tecnologias e componentes encontrados neste sistema (secção 1.3) e por fim Especificações técnicas de câmeras de CCTV (1.4)
1.1. Considerações inicias sobre (CCTV)
Os sistemas de circuito fechado de televisão (CCTV), é uma terminologia de expressão em língua inglesa “closed circuit television”, são basicamente sistemas de monitoramento, que distribuem sinais provenientes de câmeras de vigilância posicionadas em locais específicos, para um ponto central de supervisão (GOOLD, 2014).
«A expressão circuito fechado refere-se ao facto que os sistemas de (CCTV)
serem restritos, no sentido de que os sinais transmitidos estão acessíveis
apenas aos equipamentos contidos no sistema. A expressão serve de contra
posição aos sistemas de TV aberto, na qual os sinais transmitidos pelas
emissoras do sistema de TV. São irradiadas livremente e podem ser captadas
por qualquer um equipamento adequado a recepção.»
8
(CIZSZYNSKI, 2007, p14).
«O uso de equipamento de gravação permite aos sistemas de (CCTV) gravar actividades para serem observadas posteriormente, auxiliando as equipas de segurança a recordar factos que ocorrem e não foram detectados em tempo real.»
(POLICOM, 2009, p 213). Alem disso, as imagens e vídeos podem ser observados tanto no local de gravação, quanto remotamente, em sistemas mais modernos.
O sinal de vídeo distribuído pelas câmeras pode ser armazenado em fita de vídeo analógico ou como informações digitais. «As câmeras de vigilância podem ser fixas ou moveis, abrangido neste ultimo caso, uma área maior de monitoramento.» (AIC, 2007, p 209).
A pesar de possuírem fortes apelos para a área de segurança, os sistemas de CCTV não estão restritas somente a esse tipo de aplicações, tendo sido utilizados, também no controlo de multidões e de pacientes, laboratórios de pesquisa, treinamento, controlo de produção em indústrias, avaliações de desempenho profissional, gerenciamento de informações, dentre ou inúmeras aplicações.
(CIESZYNSKI, 2007).
Uma importante classificação de sistema de CCTV refere-se à divisão de monitoramento em aplicações internas (Indoor) e externas (Outdoor). Esta divisão estabelece uma fronteira natural entre os tipos de equipamentos a serem utilizados em cada aplicação, adequado as condições controladas dos ambientes fechados e aquelas adequados às condições mais rápidas de ambiente ao ar livre.
Dois parâmetros permitem qualificar bem essa divisão com relação aos
equipamentos: factores ambientais e iluminação. Aplicação indoor requer
iluminação artificial que podem ou não ser completada pela iluminação natural do
dia. Alem disso, nestas aplicações, o principal problema relacionado às condições
de ambiente restringem-se a variação da humidade, poeira, fumaças alem de
pequenas variações de unidade de temperatura. Em aplicação outdoor, deferente do
anterior, os equipamentos devem suportar condições de temperatura externas,
9
precipitações ambientais (nevoeiro, chuva e neve) vento, poeira, sujeira, areia fumaça dentre outras condições encontrada ao ar livre. «No requesito iluminação, os equipamentos usufruem de iluminação natural durante o dia, podendo utilizar iluminação artificial, principalmente no período nocturno.» (KRUEGLE, 2007, p 67)
1.2 . Princípio de Funcionamento do sistema de CCTV
Um sistema de CCTV, basicamente deve ser capaz de realizar cinco tarefas: «captar uma imagem visual de um ambiente, converter para o formato de vídeo, transmitir o sinal para um receptor remoto, mostrar imagens em um equipamento minitore, gravar e imprimir para o controlo permanente.
Accionamento, em sistemas complexos, uma nova tarefa também deve ser contemplada por esses sistemas , que é processamento do vídeo dos sinais capturados.» (KRUEGLE, 2007, p 45).
O diagrama de bloco a seguir apresenta o esquema de funcionamento de um sistema de CCTV.
Fonte: KRUEGLE, 2007
O bloco de captação de imagem é formado pelo conjunto de lentes e câmeras e são responsáveis pelas duas primeiras tarefas de um sistema de CCTV. A luz da
Figura 1: Diagrama em bloco de um sistema de CCTV
10
fonte de iluminação seja natural ou artificial, reflecte os objectos presente na cena observada. As lentes do sistema, então, colecta a luz da cena visível, formando a imagem nos sensores das câmeras. Os sensores das câmeras, por sua vez convertem a imagem formada pelas lentes em sinais elétrico adequadas para serem transmitidas aos demais equipamentos do sistema, tais como os monitores remotos, gravadores e impressoras. (KRUEGLE, 2007).
«Em sistema de CCTV simples, no qual há apenas o uso de uma câmera, a etapa de processamento de vídeo não é uma real necessidade quando o cenário muda e hà o uso de múltiplas câmeras, equipamentos adicionais são necessários no sistema para realizarem as tarefas de seleccionarem deferentes câmeras para serem apresentadas em vídeo alem de permitirem que múltiplas imagens advindo das câmeras, sejam apresentadas simultaneamente em um único ou em múltiplos monitores.»
(KRUEGLE, 2007, p 47).
A próxima etapa do sistema refere-se à apresentação das imagens capturadas em um equipamento monitor. Esses equipamentos convertem o sinal eléctrico recebido de volta às imagens visíveis capturadas pelas câmeras.
Tipicamente são utilizados monitores analógicos (CRT) ou sistemas computacionais com telas de LCD, LED ou Plasma (KRUEGLE, 2007).
A etapa final de um sistema de CCTV abrange as tarefas de segurança e impressão na gravação, as imagens são permanentemente gravadas em um equipamento especifico para esse fim. Os sistemas de CCTV utilizavam por muito tempo gravação em figuras VHS feitas por equipamentos time-lapss.
«Actualmente, os equipamentos mais modernos utilizam disco rígidos magnéticos ou SSD (estado sólido) para gravação, alem de permitirem Backup da cena gravadas em mídias externas CD e DVD. Na tarefa de impressão, cenas especificamente gravadas podem se impressas, utilizando equipamentos de impressão com tecnologia de jacto de tinta, a laser dentre outras.»
(KRUEGLE, 2007, p 65)
1.3 . Tecnologias e componentes básicos de um sistema de CCTV
A segurança de um ambiente pode abranger o uso de sistema de CCTV
simples ou complexos de tecnologia exclusivamente analógica, exclusivamente
11
digital, utilizando uma combinação das tecnologias analógicas e digital, os primeiros sistemas de CCTV foram implementados durante a década de 1960, utilizando equipamentos analógicos, tecnologia esta que vigorou até o meio dos anos 90. Apesar desta época, um período de transição for iniciado com o amadurecimento do legado analógico para tecnologia digital, inclusive formando equipamentos CCTV compatíveis com computadores e as tecnologias de rede vigente (KRUEGLE, 2007).
Asseguir serão apresentados os equipamentos tipicamente encontrados em soluções de CCTV Convencionais (Sistemas Analógicos)
1.3.1. CCTV Convencionais (Sistemas Analógicos) A. Câmeras analógicas
Câmeras analógicas tipos de câmeras mais frequentes em sistemas CCTV, podem apresentar sensores CCD ou CMOS, modo de cores monocromáticas ou coloridas.
Figura 2: Camêra analógica
Fonte: DAMJANOVSKI, 2005, p 44
B. Sequenciais de vídeo (Switcher)
«Os sequencias de vídeos são dispositivos electrónicos destinados a combinar o sinal de múltiplas câmeras, apresentada uma de cada vez na tela do monitor.»
(DAMJANOVSKI, 2005, p 45.). O equipamento sequencial de vídeo é a forma
mais econômica de visualização de câmeras de uma solução de CCTV,
12
possibilitando que de um monitor ou TV, todas as câmeras sejam visualizadas utilizam tipicamente conectores BNC e possuem normalmente entradas de 4 ou 8 câmeras.
Figura 3: Sequencial de vídeo
Fonte: DAMJANOVSKI. 2005, p.51
Elaborado pelo autor do trabalho, em 2005
C. DVR Stand Alone Microprocessado de 16 Canais com software
DVR é a unidade de gerenciamento de imagens composto de gravador digital e servidor remoto de vídeo integrado; Capacidade para 16 canais de vídeo;
graváveis; 2 gavetas para HDs SATA removíveis; 2 HDs de 500 Gb cada um expansível até 3 Tb; Sistema de armazenamento de imagens, com função de gravação em firmware interno de forma que não precise ser reinstalado na troca ou
Figura 4: Ilustração de combinação de câmeras apresentada uma de cada vez nu monitor
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ampliação de HD; DVDR-W; relês GPIO embutidos, no mínimo de 4 in e 4 out, Porta RS485 embutida; Possuir capacidade de trabalhar localmente e em redes LAN/ WAN e até mesmo por link de celular, tanto na transmissão como na recepção das imagens.
Figura 5: DVR digital
Fonte: DAMJANOVSKI, (2005. p. 68)
D. Quad Spliter ou Quad Compressor
São equipamentos electrónicos usados quando múltiplas câmeras necessitam ser apresentados em simultaneamente num único monitor.
Figura 6: Quad Spliter ou Quad Compressor
Fonte: DAMJANOVSKI, 2005
Elaborado pelo autor do trabalho, em 2005
Figura 7: Combinação de câmeras apresentada simultaneamente no monitor
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E. Multiplexadores (multplexers)
O multiplexador é um equipamento que permite a divisão da tela dos monitores ou televisão envolvidada na solução de circuito fechado de televisão até em dezesseis quadros, possibilitando que de um mesmo monitor ou TV, até de dezesseis câmeras sejam visualizadas simultaneamente.
F. Matriz de vídeo (vídeo matriz switchers-VMSs)
Matriz de vídeo é um equipamento para controlar grandes soluções de sistema de CCTV oferece geralmente funções avançadas de monitoramento e distribuição de vídeo.
G. Controlador
Permite o controlo de até 256 câmeras e também serve para controlar multiplexadores. Possui protecção através da senha e configuração através do joystick. Existem 2 modelos no mercado, o controlador comum – só controlo e o controlador com monitor lcd 5” color, incorporado na mesa.
Fonte: DAMJANOVSKI, 2005 Figura 8: Controlador
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H. CABEAMENTO
As soluções tipicamente analógicas utilizam principalmente cabeamento coaxial interligado os vários equipamentos componentes do sistema CCTV. O cabo a coaxial mais utilizado no mercado é o RG59/U possuindo impedância de 75 ohm podendo alcançar poucas centenas de metros de transmissão de vídeo sem perder qualidade normalmente, cabeamento coaxial utiliza conectores BNC.
Fonte: DAMJANOVSKI, 2005
Figura 10: Conectores BNC
Fonte: DAMJANOVSKI, 2005 Figura 9: Cabo a coaxial RG59/U
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Em sistemas tipicamente digitais, poderam ser observados algumas mudanças com relação aos sistemas de CCTV tradicional. (PORTELA, 2007).
1.3.2. CCTV tradicional A. Câmeras digitais
As câmeras digitais trouxeram maior qualidade para captação de imagens.
Com o uso destes equipamentos, o sinal analógico convertido pelo sensor da câmera é processado de forma digital, ou seja, é convertido para digital analisado, comparado e amplificado digitalmente.
Figura 11: Câmeras mini dome digital
Fonte: PORTELA, 2007, 31
B. Meios de transmissão
Os meios de transmissão analógicos perderam em sistemas de CCTV por
muito tempo, mesmo durante a migração de muitos equipamentos analógicos para
os seus equipamentos digitais. Entretanto, o uso de cabos trançados UTP e de fibra
óptica, que possibilitam a transmissão de sinais de vídeo de forma digital trouxeram
novos limites de distancia e qualidade aos sistemas de CCTV.
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C. Visualização e controlo
Os grandes monitores analógicos monocromáticos foram substituídos por telas de LCD e Plasma coloridos. A integração com sistemas computacionais automatizam as funções básicas do sistema e facilitam a operação.
1.4 Especificações técnicas de câmeras de CCTV
A seguir são apresentadas algumas das características normais encontradas em câmeras de sistema de CCTV, nas tecnologias analógicas e digital. (PORTELA, 2007)
1.4.1. Sensor de imagem
«O Sensor de imagem é o dispositivo electrónico encontrado no interior da câmera contendo elementos sensíveis as variações de iluminação do ambiente (LUZ). E este dispositivo que tem a função de converter a imagem visual da cena observada pela lente em sinais eléctricos.»
(PORTELA, 2007. p. 41) Actualmente há dois tipos de sensores de imagem encontrada em câmera de CCTV o CMOS (Complementary Metal Oxide semicondutor) e o CCD (Changed Compled Divice). Os sensores CMOS normalmente produzem imagem com qualidade inferior, aqueles produzidos por um CCD do mesmo nível e, por isto, geralmente encontrados em despositivos de micro câmeras de baixo custo e webcams para usuário domesticam.
«Em CCTV, grande parte das câmeras utilizam sensores CCD. São comuns os formatos de da área do CCD de 1/2”, 1/3” e 1/4” de polegadas (na diagonal).
Os CCD de 1/4” são os mais modernos actualmente. O tamanho do sensor tem influencia deracta na distancia focal das lentes das câmeras.»
(SWGIT, 2004, p.54).
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1.4.2. Resolução
«O termo resolução possui tantos conceitos e nenhuma é suficiente para definir corretamente todas as situações. Em se tratando de aplicações de CCTV, isto não é diferente, a terminologia resolução também confundido bastante seus usuários de forma geral, a resolução pode ser definida como a clareza de detalhes em que uma imagem pode ser distinguida. Assim a resolução governa uma qualidade global de uma imagem de uma cena de vídeo.»
(TOSHIBA, 2000) Há diferentes métodos para descrever a resolução de imagem de uma câmera. Segundo Pelco (2011, p, 12). «A resolução espacial é um deles, sendo exatamente a razão entra o numero de pixel obtido uma imagem e o tamanho de imagem real».
De acordo com Gonzalez e Woods (2010 p 35). «Quando a resolução espacial e expressa em número de pares de linhas de TV, não se tem definido o número de pixels de imagem, mas sim o número de linhas discerníveis horizontalmente da tela.»
Como já mencionado é popularmente comum definir a resolução da imagem através das medidas do numero total da imagem. O termo pixel é derivado da expressão inglesa (PICTURE ELEMENT), e são os menores detalhes discrimináveis em uma imagem. Elas são reunidos horizontalmente e verticalmente, a resolução pode ser expressa ao multiplicar o numero de pixel encontrado nas linhas pelos das colunas, por exemplo: uma imagem que possui 2,048 pixel de largura e 1,536 pixels de altura tem um total de 2,048x1,536= 3.145,728 pixel ou 3,1 Megapixels (PELCO, 2011)
1.4.3. Iluminação das câmeras
Características intrínseca de cada câmera refere-se às condições de trabalho da
câmera em relação a iluminação ambiente. E mediada em lux e esse parâmetro irá
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depender de cada modulo e fabricante de câmeras. Normalmente possui valores entre 0,01 e 0,5 lux para câmeras monocromáticas e 0,7 a 3 lux para câmeras coloridas (SWGIT, 2004)
1.4.4. AGC (automatic gain control)
O controlo automático de ganho é um recurso efectuado por circuitos que permitem um ajuste automático do nível de sinal de vídeo, ou seja, o intuito e fazer com que esse permaneça de forma aproximadamente constante independentemente das variações do ambiente registrado pela câmera. (SWGIT, 2004).
1.4.5. BLC (Back Light Compesation)
A compensação de luz de fundo é um percurso que proporciona as câmeras em modo de compensar a situação de iluminação ambiente em um ambiente com imagens saturadas ou área com sombreamento indesejável.«Pode ser analógico ou digital. O BLC é um recurso desejável em câmeras de CCTV, pois o funcionamento como um atuador de iluminação do ambiente, melhorando a definição de imagem captada.» (PORTELA 2007, p. 49).
1.4.6. ATW (Automatic Tracing White Balance)
O recurso de balanço automático do nível de branco, visa ajustar automaticamente os pontos de cores de um ambiente em relação aos diferentes pontos brancos de imagem. (SWGIT, 2004).
1.5 . Tipos de câmeras
Há vários tipos de câmeras disponíveis nos mercados e que podem ser
utilizados em CCTV. ( PORTELA, 2007)
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1.5.1. Micro-câmeras
São câmeras de pequeno porte e baixo custo. Podem ser coloridas ou monocromáticas, não apresentam muitos recursos disponíveis e geralmente apresenta baixa resolução espacial. As lentes neste tipo de câmeras são fixas. Ha um tipo de especial de micro câmera denominado pin Hole, este tipo de câmera geralmente é utilizado quando deseja ocultar o dispositivo de terceiros e captar imagens de orifícios pequenos.
Fonte: PORTELA, 2007, p. 90
1.5.2. Mini-câmeras
São câmeras que apresentam mais recursos que a micro câmera, alem permitirem encaixe de lentes. Possuem custo intermediário entre as micro câmeras e as câmeras profissionais.
Figura 12: Micro câmeras Pin Hole
21 Figura 13: Mini câmeras
Fonte: PORTELA, 2007, p.90
1.5.3. Câmeras profissionais
As câmeras profissionais possuem recursos avançados e geralmente fornecem melhor qualidade de imagem (melhor aplicação de recurso espacial). Um tipo especial de câmera profissional são as câmeras speed dome. Que permite movimentar as câmeras (girar horizontais de 360º e giro vertical de 90º) de cena desejada a ser observada.
Figura 14: Câmera profissional
Fonte: PORTELA, 2007, p. 91
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1.5.4. Lentes
As lentes em uma câmera têm por função direcionar a luz reflectida do ambiente registrado pelo sensor da câmera. (SWIGIT, 2004). Os tipos de lentes encontradas no mercado podem ser divididos em:
A. Iris fixa
É o mais simples tipo de lente, possuindo somente ajuste de foco. Pode ser utilizada para ambientes em que a iluminação não se altere de forma excessiva.
Normalmente utilizada em micro câmeras não é recomendável para o sistema de CCTV, cujo fim é a segurança orgânica.
B. Iris manual
Permite ajuste da luz refletida permitindo direcionar a quantidade ideal de iluminação a ser captada pelo sensor de imagem, pode ser utilizada em ambiente com iluminação intensa ou pouco intensa.
C. Auto Iris
Permite o ajuste automático de ires da lente de acordo com o nível de iluminação do ambiente. Possuem motores e sistemas de verificação que definem quando ires deve ser aberta ou fechada.
D. Varifocais
São lentes que permitem o ajuste de sua distancia focal (zoom manual) podem apresentar iris manual ou automático recomendável para ajustar sistemas de CCTV, pela flexibilidade de ajustes para o dimensionamento do projecto.
Lentes zoom: possuem funções de zoom, foco e outros ires que são
controlados por um operador remoto.
23 Fonte: MATA, 2013 p. 7
Todas as câmaras analógicas estão conectadas ponto a ponto com o DVR através do cabo coaxial de 75 ohms. (MATA, 2013 p.3)
A figura abaixo mostra como é composto o sinal de vídeo da saiada das câmaras
Figura 16: Sinal de vídeo composto PAL
Fonte: MATA, 2013 p. 7
Figura 15: Sistema de CCTV analógico
24 Figura 17: Sistema de CCTV digital “IP”
Fonte: MARTI, 2013 p, 10
2. SISTEMA DE SEGURANÇA CONTRA INTRUSÃO E ROUBO
«A função de qualquer sistema de segurança é a de detectar a tentativa de um roubo, o início de um sinistro ou as anormalidades nos parâmetros normais de funcionamento de um processo industrial, pondo em risco vidas humanas ou perdas de bens materiais. Para o efeito, deverá proceder sob a forma de aviso ou actuando de forma automática, acções e maneira a diminuir ou até eliminar os efeitos negativos daí resultantes.»
(RODRIGUES, 1999, p.5)
A instalação de Sistemas Automáticos de Detecção de Intrusão (SADIR)
encontra-se generalizada, no sector residencial, comercio, serviços e indústria,
motivada pela necessidade de proceder a protecção de pessoas e bens, pelo seu
elevado grau de fiabilidade, confiabilidade e baixo preço. (NILTON e VICTOR,
2001)
25
«A instalação dos sistemas de segurança contra intrusão não podem ser entendida apenas numa perspectiva puramente monetária, pois para alem de bens de elevado valor comercial, podem ser sujeitos a danos de bens de baixo valor comercial, mas de elevado valor estimativo, cuja perda um seguro contra furtos não cobre, podendo também ocorrer danos físicos e/ou psicológicos nos ocupantes das instalações.»
(NILTON e VICTOR, 2001, p.11)
«Um sistema automático de detecção contra intrusão é um equipamento ou conjunto de equipamentos integrados entre si, com o intuito de vigiar determinado espaço e que, em caso de intrusão (tentativa de entrada concretizada ou não), accione meios sonoros (Sirene), luminosos (Flash) ou ainda electrônico (Comunicadores Telefônicos, ligados ou não a Centrais de Recepção de Alarmes, etc.…), com vista a dissuasão dos autores do acto.»
(RODRIGUES, 2002, p.22) Dividindo-se em duas famílias: Sistema por cabo e Sistemas via rádio (sem fios. Ambos os sistemas podem efectuar a transmissão remota do alarme por linha telefônica existente ou por GSM para uma central receptora de alarmes ou para telefones fixos ou telemóveis particulares). (RODRIGUES, 2002)
2.1. Constituintes fundamentais de um sistema de segurança contra intrusão
Todo e qualquer sistema de segurança é constituído basicamente pelos seguintes elementos:
Detectores
Central de comando
Elementos de sinalização e auxiliares
Redes de comando (RODRIGUES, 1999)
26 Figura 18: Elementos de segurança contra intrusão
Fonte: RODRIGUES, 1999 p.1
2.1.1. Detectores
Os detectores destinam-se a observar a zona onde se pode produzir o sinistro, ou o que se pretende proteger e cuja segurança se quer aumentar.
Os detectores podem ser manuais ou automáticos, segundo necessitem ou não para o seu accionamento da acção de um operador. Enquanto o detector manual pode ser accionado por um vigilante (por ex. num grande armazém), logo que detecte uma tentativa de roubo ou princípio de incêndio, o detector automático fá-lo quando o seu funcionamento fica alterado pela acção de um elemento estranho (ladrão, fumo, chamas, calor, etc.), produzindo um aviso e actuando o alarme. Os detectores exercem a sua função de aviso mediante a modificação das suas características eléctricas, isto é, produzindo abertura, fecho ou modificação da resistência do circuito a que se encontra ligado.
(RODRIGUES, 1999, p.2)
27
A. Detectores de intrusão
Nos sistemas de detecção de intrusão, os detectores mais utilizados são os seguintes:
1. Detector magnético 2. Detector infravermelho 3. Detector de vibração
i. Detectores Magnéticos
Estes detectores são chamados também de detector tipo reed ou reedswitch.
Fonte: BERTINE, (2000, p. 9)
São formados por duas partes distintas. Uma chave que se abre ou fecha por intermédio da presença de um campo magnético e de um íman, que ira criar um campo magnetico.
Enquanto o ímã estiver próximo da chave ela não enviara nenhum sinal para a central. Caso o ímã seja afastado, a chave fecha (ou abre) um contacto e a central percebe e dispara o alarme. Para mais esclarecimento temos a figura abaixo.
Figura 19: Sensor Magnético
28 Fonte: BERTINE, 2000, p.10
Enquanto a porta estiver fechada, a chave magnética não enviara nenhum sinal para a central, pois o ímã estiver próximo a ela. Quando alguém abrir a porta, o ímã se afastara e a chave avisará a central, disparando o alarme. Esse tipo de sensor pode ser utilizado em portas comuns, janelas, portões de garagem etc. Em alguns casos é usado apenas para a verificão se a porta está aberta ou fechada.
Há diversos tipos de detectores que podemos usar como sinalizadores da presença de algum em um lugar. (BERTINE, 2000)
ii. Detectores Infravermelhos
Existem basicamente dois tipos: detectores passivos e detectores de óptica alinhada.
Figura 20: Detector magnético aplicado a uma porta
29
ii. 1. Detectores Passivos
Os detectores passivos são os mais comuns e mais utilizados actualmente para a proteção e monitoração de locais fechados. Esse tipo de detector consegue detectar o calor liberado pelo corpo humano.
Quando uma pessoa passa em frente de um detector desse tipo, o detector detecta a liberação do calor e envia um sinal para a central.
Nesse tipo de detector, geralmente, temos um ajuste de sensibilidade e de alcance. O alcance do detector é proporcional à altura no qual ele foi instalado (dentro de certas limitações). Para protegermos uma sala, um detector desse tipo, geralmente é o suficiente.
Fonte: BERTINE, (2000, p. 6)
A vantagem desse tipo de detector é que com apenas um detector protegeremos certa área. Precisaremos de menos fiação e, no caso de detector via RF (ondas de rádio) não é necessário nenhuma fiação, pois ele funcionará com baterias e transmitir o sinal sem fio até a central. (BERTINE, 2000).
Figura 21: Detector Passivo
30
ii. 2. Detectores de óptica Alinhada
Os Detectores de óptica alinhada trabalham através da transmissão e recepção de luz infravermelha. Este tipo de luz não é percebida pelo homem, esse detector é muito usado em portas, para proteção em máquinas, sobre muros etc.
«Consiste basicamente de um transmissor de infravermelho e um receptor de infravermelho.» (BERTINE, 2000. p.6)
O transmissor e os receptores alinhados podem começar a operar da seguinte forma:
Figura 22: Transmissor e receptor alinhado
Fonte: BERTINE, (2000, p.7)
Se alguém passar entre o transmissor e o receptor, o feixe de luz será interrompido e o receptor enviar um sinal para a central disparar o alarme.
Eles recebem o nome de óptica alinhada justamente porque precisam estar
alinhados ou direccionados um para o outro.
31 Fonte: BERTINE, (2000, p.7)
Quando alguém passar pela porta o receptor detectará. Os detectores podem ser instalados sobre muros da mesma forma.
A única deficiência é alguém perceber os detectores e pular o feixe de luz infravermelho.
Há detectores desse tipo com um alcance de até 150m. Aconselho a não usa- los em uma distância próxima à máxima. Caso isto seja feito, o alinhamento será difícil e o feixe poderá ser interrompido por uma chuva forte.
B. Detectores de Vibração
Este tipo de detector normalmente é utilizado em janelas (algumas vezes, em portas). Caso alguém tente abrir a janela, e a faça vibrar, esse detector envia um sinal para a central que dispara o alarme. Ele precisa estar conectado à central por meio de fios. Tem o tamanho, aproximado, de metade de uma caixa de fósforos.
Figura 23: Exemplo de ligação de transmissor e receptor alinhado
32
Deve ser colocado do lado de dentro da janela em um ponto não visível.
(BERTINE, 2000)
Figura 24: detector de vibração
Fonte: BERTINE, (2000, p.9)
2.1.2. Centrais
«Função de uma central é a de recepção e tratamento dos avisos vindos dos
detectores, sinalizando a zona afectada e transmitindo o alarme ao lugar adequado
(polícia, bombeiros, etc.).» (Idem, 1999, p.3). Por final, o início de medidas para
atacar o sinistro (disparando o circuito de extinção automática, fechando
hermeticamente o local, por ex. onde se encontre o ladrão, etc.).
33 Figura 25: Diagrama de Bloco de uma Central
Fonte: RODRIGUES, 1999, p.3
«Para que o sistema seja autónomo é fundamental que a central incorpore, para além dos módulos capazes de realizarem o processamento do sinal eléctrico produzido pelos detectores, outro módulo com a alimentação de emergência do sistema. A figura abaixo representa o diagrama de blocos de uma central com os seus dispositivos»
(RODRIGUES, 1999. p.4)
34 Figura 26: Diagrama em bloco de uma central com os seus dispositivos
FONTE: RODRIGUES, 1999 p.5
2.1.3. Elementos de sinalização e auxiliares
Além da sinalização que se produz na própria central, em muitas situações esta faz actuar nos exteriores dos locais outros dispositivos, tais como sirenes e sinais luminosos.
Quando a importância dos estabelecimentos assim o justifica, a central encontra-se ligada à polícia ou bombeiros, encarregando-se ela própria de activar e ligar os circuitos de sinalização externa.
«Existem situações em que se adicionam outros dispositivos, comandados pelas centrais, como, por exemplo, câmaras de vídeo, elementos registadores, pilotos indicadores do detector que produz o alarme.»
(RODRIGUES, 1999 p.5).
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A. Sirenes
De acordo Bertine (2000, p.12), «Existem diversos tipos de sirenes para alarmes. Podem ser alimentados por tensões DC (12 volts contínuos geralmente) ou AC (110V ou 220VAC), e podem ter diferentes potências. Lembre-se que quanto maior a potência maior o alcance.»
Também existem sirenes que não tocam com apenas um tom contínuo, mas sim com vários sons diferentes intercalados. A potência de uma sirene é (geralmente) definida por uma unidade chamada decibel (dB). Temos sirenes de 60dB, 70dB etc. Quanto maior o número de dB, maior o volume ou barulho que a sirene irá fazer. (BERTINE, 2000).
Figura 27: Ligação da sirene numa zona da central
Fonte: COOPER SAFETY, 2012, p.75
36 Figura 28: Zona cablada
Fonte: COOPER SAFETY, 2012, p. 75
B. Fontes de Alimentação
Fontes de alimentação dos circuitos electrónicos que transformam a tensão alternada da rede eléctrica em valores apropriados de tensão contínua de forma alimentar a central e carregar a bateria para a falta de luz. Normalmente são de 12 volts contínuos.
2.1.4. Redes de comando
Tanto os detectores como os elementos de sinalização e auxiliares são ligados à central através de linhas, (ou sem fios, por rádio comando), que necessitam de estar devidamente dimensionadas para que possam transmitir adequadamente as informações.
Cada linha de aviso ou ordem transmitida necessita de dois, três, quatro ou
mais fios, segundo o tipo de detector ou elemento a ela ligado. Não será o mesmo
ligar um detector manual ou um detector automático, já que este necessita de
alimentação para funcionar.
37
3. INTRODUÇÃO À AUTOMAÇÃO
De forma bastante simplificada, abordamos elementos da automação que, aparentemente, parecem complexos e até mesmo assustadores, como robôs, máquinas CNC, sistemas CAD/CAM, inteligência artificial, realidade virtual etc.
No entanto, ilustramos que são assuntos de fácil entendimento, exigindo, apenas estudos e atenção.
3.1. Conceito de automação
Automação é um sistema de equipamentos electrónicos e/ou mecânicos que controlam seu próprio funcionamento, quase sem a intervenção do homem.
Automação é diferente de mecanização. A mecanização consiste simplesmente no uso de máquinas para realizar um trabalho, substituindo assim o esforço físico do homem. Já a automação possibilita fazer um trabalho por meio de máquinas controladas automaticamente, capazes de se regularem sozinhas. (Oliveira, et al, 2000)
«As primeiras iniciativas do homem para mecanizar actividades manuais ocorreram na pré-história. Invenções como a roda, o moinho movido por vento ou força animal e as rodas de água demonstram a criatividade do homem para poupar esforço. Porém, a automação só ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produção agrário e artesanal transformou-se em industrial, a partir da segunda metade do século XVIII, inicialmente na Inglaterra. Os sistemas inteiramente automáticos surgiram no início do século XX. Entretanto, bem antes disso foram inventados dispositivos simples e semiautomáticos.»
(OLIVEIRA et al, 2000, p. 2) Devido à necessidade de aumentar a produção e a produtividade, surgiu uma série de inovações tecnológicas:
Máquinas modernas, capazes de produzir com maior precisão e rapidez em
relação ao trabalho feito à mão;
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Utilização de fontes alternativas de energia, como o vapor, inicialmente aplicado a máquinas em substituição às energias hidráulica e muscular.
«Por volta de 1788, James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em máquinas. Isto pode ser considerado um dos primeiros sistemas de controlo com realimentação. O regulador consistia num eixo vertical com dois braços próximos ao topo, tendo em cada extremidade uma bola pesada. Com isso, a máquina funcionava de modo a se regular sozinha, automaticamente, por meio de um laço de realimentação.»
(OLIVEIRA et al, 2000, p 4)
Figura 29: Sistema de controlo com realimentação
Fonte: OLIVEIRA et al, (2000, p. 5)
Segundo o autor acima citado, a partir de 1870, também a energia eléctrica passou a ser utilizada e a estimular indústrias como a do aço, química e a de máquinas-ferramenta. O sector de transportes progrediu bastante graças à expansão das estradas de ferro e à indústria naval.
No século XX, a tecnologia da automação passou a contar com computadores, servomecanismos e controladores programáveis. Os computadores são o alicerce de toda a tecnologia da automação contemporânea. Encontramos exemplos de sua aplicação praticamente em todas as áreas do conhecimento e da actividade humana.
Por exemplo, ao entrarmos num banco para retirar um simples extracto somos
obrigados a interagir com um computador. Passamos o cartão magnético,
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informamos nossa senha e em poucos segundos obtemos a movimentação bancária impressa. (OLIVEIRA et al, 2000)
Figura 30: Processo de automação usando um computador
Fonte: OLIVEIRA et al, 2000, p.6
