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Permalink Responder até Gabriel Justino Marcolan Daniel em 14 setembro 2011 at 22:29

    Sempre que pensamos na automação residencial e nos exemplos que vemos em feiras e eventos nossa mente ferve com idéias do que pode ser feito e nas vantagens que a automação pode trazer para a residência e seus ocupantes. E ao meu ver o objetivo da automação deve ser exatamente esse, trazer economia de recursos, de tempo, conforto e segurança.

    Ao tentar entender como a automação deve ser inserida na realidade dos consumidores penso que, assim como qualquer tipo de tecnologia complexa (no sentido de múltiplos dispositivo e sua interação), a automação pode trazer muito mais recursos do que o usuário pode precisar no momento e consequentemente, custar muito mais do que ele está disposto a pagar.

    O desenvolvimento modular nesse caso me parece ser de extrema valia. Permitir que o usuário adquira módulos separadamente e consiga facilmente integrá-los trazendo soluções específicas é a chave para o uso massivo da automação nas residências. Separar estruturalmente a automação traz também um grande benefício: a falha de um dos módulos, sensores ou até mesmo de um elemento processador central não vai derrubar totalmente o sistema e permite que funções básicas dos módulos estejam ativas mesmo sem a supervisão do elemento central. Descentralização de processamento é fundamental.

 

    Já passei algum tempo pensando sobre assunto e em como seria um sistema como esse.

    Acho que devido a complexidade das ações a serem controladas e pensando em uma redução de custo, ter um PC como servidor e controlador central seria a melhor opção. Nele poderiam ser programados os eventos e configurados os módulos. No entanto, os módulos não seriam inteiramente dependentes do servidor, não funcionariam como terminais burros. Seriam configurados e teriam certo processamento para que fosse possível realizar algumas ações sem a interferência do servidor e apenas reportariam seus estados quando possível.

    Através do PC também seria possível determinar as interfaces do usuário com a casa, pela internet, bluetooth ou o que mais o PC tiver a oferecer.

 

    Os módulos seriam projetados cada um para uma ou mais solução específica. Devem ser previstos problemas como a falta de energia no módulo ou queda na comunicação do módulo com o servidor, e baseado nisso devem agir no sentido de salvar informações importantes e evitar que seu mal funcionamento interfira negativamente na liberdade de operação do usuário (ex.: portas que possam ser abertas mesmo sem energia no módulo, lâmpadas que possam ser controladas através do interruptor comum caso o módulo apresente defeito, etc.). Os módulos funcionariam como sensores, atuadores ou ambos.

 

    Para a comunicação entre os módulos e o servidor venho considerando fortemente o uso de módulos RF. Atualmente é possível encontrar transceptores a um preço muito baixo, e apesar de opiniões contra seu uso (por ter potencial para interferências e fácil queda na comunicação) vejo muitas vantagens. E os problemas da interferência e vulnerabilidade podem ser bem amenizados com o uso de protocolos seguros e robustos.

 

   Do ponto de vista econômico, considerando que um módulo comum teria um microcontrolador simples, um ou dois sensores, um transceptor RF e talvez um circuito de potência com relé(s) o custo de um desses seria não muito maior que uns R$70,00. Um PC e uns 10 desses módulos já seria um sistema razoável. Adicione aí mais uns 5 módulos e talvez um módulo GSM e por menos de R$3.000,00 você tem um sistema de automação residencial de respeito.

 

Enfim, estou mudando para uma casa agora e estou cheio de idéias para implementar um sistema de automação residencial como esse. Já existem muitos designs neste sentido, mas fazer o próprio é mais gostoso :)

 

Desculpa o texto longo aí

 

 

 

Permalink Responder até Enio Benatti em 19 setembro 2011 at 10:52

Sim Gabriel , vc tem razão. A descentralização é um ponto chave para o sucesso dos sistemas de automação.

Trabalhei muuitos anos com eletronica embarcada na aviação , os chamados "avionicos" e lá conheci um sistema digital de distribuição de informações muito interessante , o protocolo ARINC429.

O ARINC429 é uma rede , onde tanto os instrumentos que coletam os dados pela aeronave , e os equipamentos que usam estes dados para operar o avião usam a rede de maneira descentralizada.

Quem coleta os dados atraves dos sensores , os publica na rede com um "label" que os identifica , sem endereço certo , e quem precisa dos dados , os pega da rede pelo "label" , publicando nela também seus dados de operação.

Por exemplo , os horizontes artificiais (são no minimo 2) , publicam na rede a atitude da aeronave , pitch e roll.

Tanto o piloto automatico , quanto o Fligth Director e o radar , utilizam estes dados , sem que os horizontes saibam disso. o radar não precisa "pedir" os dados para o(s) horizontes , apenas o apanha na rede e checa sua validade antes de usa-lo.Todos os dados da aeronave passam em redundancia através de 4 redes a saber:

Rede A e B do piloto , e redes A e B do copiloto. Todos os equipamentos tem 2 redes A e B e há dois sistemas independentes , um para o piloto e outro para o co-piloto.

No caso de automação residencial , a redundancia quadrupla é desnecessária , mas a ideia de termos um protocolo onde as informações são publicadas sem destino , mas apenas com um "label" que as identifique , para serem usadas por "quem possa interessar" é uma ideia válida que deve ser considerada seriamente.

Abraço a todos.

Enio

Permalink Responder até Gabriel Justino Marcolan Daniel em 19 setembro 2011 at 11:27

    Hum, interessante esse protocolo. Não tinha ainda pensado dessa forma para a automação residencial.

    Para diminuir os custos dos módulos pensei em estabelecer como rede base a comunicação com fio mesmo, algo como RS485. Um cabo CAT5 poderia ser usado para a infraestrutura e por ele poderia ser disponibilizado também alimentação de 24 ou 48V, diminuindo ainda mais o custo dos módulos. O MAX485 tem o problema da impedância total que limita cada rede fechada em 32 dispositivos.

    Módulos específicos como sensores de segurança externos, sensores no jardim, etc, poderiam utilizar módulos RF e integrar-se na rede através de um módulo "bridge" pra fazer essa conexão entre a rede com fio e sem fio.

    O que ainda não está claro para mim caso fosse usado um protocolo como esse ARINC429 é como lidar com o excesso de informações na rede. Não sei a quantidade de módulos ou a taxa de transmissão dessas informações em um avião, mas acredito que a densidade de dados em uma casa (devido a quantidade de módulos) pode ser excessiva para uma atualização que não seja através de "polling". Por outro lado a atualização por módulo seria bem baixa.

    Vou fazer uns cálculos referente a isso.

Permalink Responder até Enio Benatti em 20 setembro 2011 at 15:02

Sim Gabriel , mais uma vez vc tem razão quanto ao usar a comunicação com fios e não wireless.

A comunicação wireless é realmente muito util quando vc não pode passar fios , ou quando há poucos pontos a serem conectados no mesmo ambiente , e o ambiente é pouco ruidoso (eletromagneticamente falando).

Vc pode até instalar sistemas wireless como Zigbee , etc , que hoje funcionam , devido as poucas unidades instaladas.

Imagine agora numa instalação de um condominio predial , com centenas de equipamentos por andar , varios andares instalados e predios um  perto do outro.

Some-se a isso os equipamentos wireless de rede WiFi , Bluetooth , etc , todo mundo disputando o mesmo espectro de frequencias  na faixa de 2.4 GHz.

Os sistemas vão começar a dar problema , simplesmente porque tem muita gente transmitindo ao mesmo tempo , e numa instalação fixa de infraestrutura operacional , isso é inadmissível.

Quanto ao trafego de dados pela rede física , não me preocupa tanto , já que o protocolo é bem simples , cada equipamento precisa publicar na rede apenas o "label" que é a identificação da informação e a informação propriamente dita , não gastando para isso mais que alguns pares de bytes , e a frequência de publicação pode ser baixa , e variar dependendo do tipo do sensor e sua prioridade.

Abraço a todos

Enio.