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Módulo para automação residencial com ScadaBR

Oi, galera,

Gostaria de compartilhar com vocês algo que eu venho trabalhando a cerca de 1 ano.

Desenvolvi esse módulo pensando na automação residencial com o ScadaBR.

O "cérebro" dele é baseado em um Arduino 2009 e comunica-se via RS485. Por ter um arduino nele, as possibilidades são enormes.

Aí vão algumas foto:

Esta é a placa de controle. Desenvolví a mesma de modo que ela possa ser utilizada dentro de caixas de tomada padrão 2x4 ou 4x4 para ligar em pulsadores, conectando-os à rede rs485, possibilitando a criação de interruptores programáveis. Ou seja, é como ter um arduino em cada interruptor, capaz de realizar funções que dependem da imaginação do programador.

Esta é a placa de interface, que possui 15 relés e conectores para o cabo da rede RS485.

Esta é a placa de interface montada.

Este é o aspecto da placa de interface na carcaça da Patola. Com ela, o módulo possuirá aspecto de CLP, mas sem entradas, apenas uma interface RS485 e 15 saidas a relé de até 10A a 220V.

Por enquanto estou trabalhando nos testes das placas e das bibliotecas que estou criando para tal módulo. Pretendo montar minha própria empresa de automação residencial baseado em produtos meus e utilizando hardware open-source, como o Arduino.

Como já discuti em outro post, tenho a intenção de tornar esse módulo Open-Source, tanto códigos quanto hardware. Acredito que, assim, as inovações em automação residencial serial feitas mais rapidamente e de maneira mais viável.

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Respostas a este tópico

Permalink Responder até Sidney Alves Bastos em 8 agosto 2013 at 16:42

Muito legal.

A energia pode alimentar o módulo via o cabo de rede? Ou tem que ser fonte separada? Qual a distância máxima desse cabo de rede?

Permalink Responder até adriano de alcantara em 8 agosto 2013 at 17:17

SE FOR RS485 PODE CHEGAR ATE 1200 METROS ISSO VC SABE MELHOR DO QUE EU SIDNEY, NÃO SEI SE TO FALANDO BESTEIRA,

TO LOUCO PRA INICIAR AS VENDAS, igual aquele povo que espera na frente da porta da loja uma nova versão do ruwindows

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 8 agosto 2013 at 19:53

A alimentação é pelo cabo de rede. Para ter referências mais precisa sobre o comprimento máximo do cabo, é só olhar o padrão RS485 na internet. Para um baud rate de 9600, é possívem chegar a 1200m. A única peculiaridade, é que o Módulo Switch deverá ser montado o mais próximo possível da fonte de alimentação pois consome 500mA máximos e se colocado a grandes distâncias poderá causar quedas de tensão significativas.

As conexões do cabo e do módulo são as seguintes:

Tanto no Módulo Switch MS1500A quanto no Módulo Pulsadores MP485A, temos 2 conectores de rede. Pode se conectar o cabo em qualquer um deles, sendo que o outro serve para conectar o restante do cabo que irá para outro módulo.

Permalink Responder até Sidney Alves Bastos em 9 agosto 2013 at 10:20

Amigos,

acho que pela falta de tempo para elaborar a pergunta ela pareceu simplista.

Seguinte: Existe um trabalho na internet de um profissional muito conhecido neste mundo que em certo video tratou da automação usando os switchs com energia. Esqueci a sigla, acho que POE.

Então, os equipamentos recebem energia via cabo de rede. Nesse video sobre energia ele menciona exatamente essa perda de energia pelo cabo considerando as distâncias. E mencionou que para resolver esse problema costuma-se aumentar a voltagem para reduzir as perdas. O video é bem claro que a eficiência é melhorada. Mas por conhecer as limitações tanto do arduino como da rede fiquei questionando qual era a solução usada e como deveríamos tratar o assunto.

Então, quero estudar com detalhes para usar na minha rede. Na minha casa ela terá com certeza menos que 1200m, porém na chácara ela passa disso.

Fica lançado o questionamento sobre a eficiência da transmissão de 5v ou 12v por 1200m. Quais são as perdas? Quantos nós poderemos ter? Vai seguir o padrão RS485?

Isaac, quando eu for pedir para fazer o cabo ele será como o de rede normal? vou poder usar o de rede. Pergunto isso pois não sei se esse seu modelo é o de rede. Se não for, vou ter que identificar muito bem o cabo pois podem usar em outras aplicações. Esclarece pra gente.

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 9 agosto 2013 at 15:03

Sidney,

O cabo é um cabo de rede comum. Coloquei na imagem a finalidade de cada pino para facilitar o entendimento, mas o cabo é um cabo de ethernet comum que se usa para conectar um roteador a um computador. Coloquei a imagem do conector presente no módulo para que seja fácil entender como se procedem as conexões.

Escolhi o cabo ethernet por ser uma opção viável: barato e facilmente encontrado em todo território nacional.

O sistema utiliza 12v nos cabos para alimentar os diversos módulos. Escolhi esta opção por ser mais barata. Implementar um conversor DC-DC chaveado é bem mais caro. A pesar disso, o dispositivo que consome mais corrente e que seria o que mais poderia causar uma queda de tensão significativa é o Módulo Switch que, normalmente, ficará instalado dentro de um quadro elétrico onde estará a fonte de alimentação. O Módulo Pulsadores não consome tanta corrente, portanto poderá ser instalado a maiores distâncias.

Passar de 1200m em uma rede padrão RS485 fere os padrões estabelecidos. Em tais casos, o padrão RS485 não garante que uma conexão estável será estabelecida, embora ainda seja possível utilizar o sistema em distâncias maiores que a estabelecidas pelo padrão, só não se poderia chamar tal rede como uma rede RS485, já que a mesma não segue o padrão.

Sobre a queda de tensão em cada condutor de um cabo de rede, irei realizar experimentos para termos dados concretos sobre esta questão e determinar a distância máxima que um Módulo Switch poderá ser instalado em relação à fonte de alimentação.

Postarei os resultados aqui mesmo para referências futuras de todos daqui do Lab de Garagem.

Permalink Responder até Sidney Alves Bastos em 9 agosto 2013 at 15:29

Isaac,

entendi perfeitamente. Acho só interessante os testes pois já tivemos alguns problemas com isso e sei que nos depararemos com isso de novo. Como eu e o Adriano ficamos interessados acho que vale a pena.

Coloque aqui os resultados para contribuir com a comunidade.

Aprendemos muito com o padrão RS485 e precisamos entendê-lo bem.

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 22 agosto 2013 at 1:04

Caso tenha fica alguma dúvida, esta é uma imagem de como deve-se conectar os módulos juntos. Não é necessário nenhum cabo especial, basta conectá-los com cabos ethernet comuns e os módulos compartilharão as linhas de +12V, GND e um par trançado com as linhas A e B da rede RS485. Todos os módulos possuirão um conversor RS485 imbutido. Os módulos acima são os Módulos para Pulsadores MS485A, que são arduinos Duemilanove com uma interface RS485 integrada, facilitando a instalação de arduinos em uma rede de automação residencial.

Permalink Responder até adriano de alcantara em 22 agosto 2013 at 16:03

Eu vou na fé, compro e vejo como é que é, instalo aqui em casa e faço diversos testes, o que eu quero é que é saia para venda, depois com o produto instalado junto com as minhas soluções tupiniquins eu exponho todos os resultados no post scadabr.

abraço

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 28 agosto 2013 at 4:47

Novos Vídeos:

Sistema de automação OCTO - exemplo (parte 1)

Sistema de automação OCTO - exemplo (parte 2)

Neles você pode ver um exemplo do sistema funcionando com o ScadaBR como supervisório e foi implementada uma aplicação muito simples: Um interruptor com pulsadores (botões de campainha) no lugar de botões simples são ligados ao Módulo para Pulsadores que serve como um dos escravos da rede e tem a tarefa de reportar ao ScadaBR o status dos pulsadores. O Módulo Switch recebe do ScadaBR o estado de cada pulsador referente a cada lâmpada (representadas por LEDs). No caso, cada botão tem 2 funções:

1. Toque breve: Liga/Desliga;

2. Toque Prolongado (>= 3 segundos): Aciona timer que desliga todas as lâmpadas em 10s (para fins demonstrativos);

Espero que estes vídeos deem uma ideia de como o sistema poderá ser aplicado a uma instalação de automação residencial utilizando o ScadaBR. Lembrem que o Módulo para Pulsadores nada mais é do que um arduino que pode ser conectado a uma rede RS485 sem necessidade de shields, o que abre uma leque muito grande de possibilidades em se tratando de automação open source. Lembrando, também, que o cabo utilizado para interligar os módulos é um cabo ethernet comum, e o comprimento total da rede RS485 (com um boud de 9600) pode chegar a 1200 metros, o que permite que se espalhe módulos como o MS485A (Módulo para Pulsadores) por toda uma residência sem ultrapassar a distância máxima do cabo permitida pelo padrão RS485.

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 6 setembro 2013 at 16:29

Pessoal, finalmente os módulos estão disponíveis!

Quem estiver interessado, me mande uma mensagem pessoal que eu enviarei informações.

Obrigado.

Permalink Responder até Isaac Newton Moreira em 9 setembro 2013 at 20:59