Alarme e Controle para lâmpadas externas
Em edição anterior publicamos um artigo: "Central de Segurança Programável", do colaborador Pedro Medoe descrevendo o uso do Controlador Lógico uDX Dexter. Foram apresentadas várias placas "sensoras" para permitir o controle externo para as mais variadas aplicações na automação de uma residência, escritório ou mesmo de um edifício. Neste artigo demonstraremos como utilizá-las na montagem de um alarme inteligente e também no controle de lâmpadas externas, também de forma inteligente.
Nota: O artigo é de 2004
SEGURANÇA
Todos nós percebemos o quanto é importante, nos dias de hoje, saber como utilizar os mais variados dispositivos de segurança. Alarmes, portões automáticos, cercas eletrificadas, circuito fechado de TV e muitos outros são solicitados por muitos clientes e representam uma nova perspectiva de trabalho de modo que devem fazer parte do conhecimento do técnico, pois estarão presentes no dia-a-dia deste.
Porém, muitos destes circuitos são caros e apresentam um pequeno incômodo: são dispositivos totalmente autônomos e na maioria das vezes não permitem uma perfeita integração entre os mesmos. Além disso, a maioria não permite uma personalização muito grande, o que muitas vezes impede a instalação dos mesmos em determinados ambientes e configurações.
Com o uso de um Controlador Programável isso pode ser resolvido. Um único dispositivo pode ser capaz de gerenciar toda a automação necessária em uma residência, seja ela para segurança, comodidade ou outra qualquer de maneira personalizada, atendendo as reais necessidades de cada um (você mesmo ou um cliente, por exemplo).
Neste artigo mostraremos, como utilizar o uDX Dexter como um alarme inteligente, mais o controle de lâmpadas externas, tudo em um único elemento e de forma muito simples. Nas próximas edições, aumentaremos o número de automações possíveis, demonstrando assim a versatilidade deste pequeno aparato que, com alguma criatividade, pode ser utilizado com muitas vantagens no controle dos dispositivos de uma casa inteligente.
O CONTROLADOR
Na edição n2 94 de Setembro/ Outubro de 2003, descrevemos o funcionamento básico do Controlador Programável uDX Dexter série 100, apresentado na figura 1.
No site www.dexter.ind.br é possível fazer o download do manual, do software programador "PG" além de muitos exemplos práticos e também de um curso (arquivo curso_01.zip). Como o leitor pode notar, é de suma importância uma visita a este site assim como também realizar o "download" dos arquivos sugeridos para uma maior compreensão das reais possibilidades deste equipamento.
NOSSA PRIMEIRA APLICAÇÃO
Escolhemos um alarme e um controle para lâmpadas externas. Essa escolha não foi feita ao acaso. Como já foi dito, a preocupação com a segurança nos tempos "modernos" tem aumentado significativamente. Sendo assim, nada melhor do que demonstrar o emprego deste Controlador Programável na tarefa de "fazer a segurança".
Os circuitos de alarme hoje em dia já não são mais novidade. O que temos basicamente são circuitos com sensores, nobreaks e sirenes. Todavia, um circuito de alarme moderno deve também ser capaz de operar outras coisas, além é claro de sensores e sirenes de alerta.
Nosso pequeno "programa" para alarme conta ainda com o controle inteligente para lâmpadas externas. Sempre que tratamos de controle automático de lâmpadas externas, nos vem a imagem da fotocélula de controle (figura 2). A operação desta é bem simples. Sempre que a luz ambiente (no caso, a luz do Sol) chega perto de um certo limite mínimo no cair da tarde, a fotocélula ativa um relé e a lâmpada externa é acesa. Ao amanhecer, a luz volta a ter uma intensidade maior que a mínima necessária para o acionamento e a fotocélula desliga o relé. Entretanto vivemos em tempos "bicudos", onde o racionamento de energia elétrica é necessário. Não somente devido ao "rombo no bolso" que a falta de economia pode gerar, mas também por ser "ecologicamente" correto.
Sendo assim, em nossa primeira aplicação demonstraremos como construir também, a partir do controlador programável uDX Dexter, uma fotocélula inteligente que será ligada com o cair da tarde, mas se desligará após um período (na madrugada) ajudando na segurança e também na economia doméstica. Ela também evitará que a lâmpada seja ligada fora do período pré-determinado.
OS SENSORES (PLACAS)
Na edição n2 94 descrevemos algumas placas "sensoras". Neste artigo demonstraremos como utilizar duas destas. As mesmas estão presentes neste artigo, assim o leitor que não possui a edição anterior poderá entender melhor do que estamos tratando. E para o leitor que possui a edição anterior, não será necessário recorrer à mesma para estes tópicos.
Na figura 3 o leitor encontra o diagrama elétrico e também a placa de circuito impresso para a aplicação do alarme. Ele deve notar na figura a presença de um "reed-switch". A placa foi desenvolvida de maneira a se encaixar perfeitamente a entrada do uDX. A mesma pode controlar apenas uma entrada (porta ou janela), porém basta aplicar mais "reed-switches" em série para que a mesma possa monitorar mais portas ou janelas. Veja na figura 4 como isso pode ser implementado.
Observando a figura 4 o leitor notará que caso uma das portas ou janelas monitoradas for violada, o alarme se ativará. Para esta versão optamos por utilizar um trimpot de 10 k ao invés de usar o resistor indicado no projeto original. Assim, poderemos variar a resistência para obter maiores distâncias entre os pontos monitorados.
O leitor também poderia implementar um único sensor para cada janela, mas teria de utilizar um maior número de entradas e também realizar algumas modificações no programa. Acreditamos que isso não seria prático, porém fica aberto a cada um como desenvolver a sua aplicação (lembram quando falamos da possibilidade da personalização!? Pois é, seu programa pode ser montado de acordo com suas necessidades).
Um ponto importante a se notar é que, dependendo da distância adotada entre os sensores e a placa de entrada (sensor), talvez seja necessário utilizar uma fonte externa com maior tensão e corrente para não forçar demais a fonte interna do controlador. Neste caso, o pino "+V" do uDx Dexter não será utilizado. Veja na figura 5 como isso deve ser feito. O fabricante especifica uma voltagem de até 48 V DC máximos para as entradas, porém acreditamos que com apenas 24 V seja possível percorrer uma casa com área de 300 metros quadrados.
A segunda placa pode ser vista na figura 6. Trata-se de um sensor de luz construído a partir de um LDR (Ligth Dependent Resistor), que nada mais é que um resistor que tem sua resistência variável de acordo com a quantidade de luz que recebe. Temos também um transistor amplificador e um relé para chavear a saída/entrada. No trimpot P1 podemos regular a sensibilidade desejada para nossa fotocélula.
Um outro ponto relevante a se comentar é com relação à instalação da fotocélula. A melhor maneira para instalar uma fotocélula é descrita na figura 7. Note que a mesma deve preferencialmente ficar voltada para o leste (nascer do Sol) e também ser instalada de maneira que não receba a luz da lâmpada controlada, pois isso criaria uma realimentação que faria com que a mesma oscilasse e não funcionasse corretamente.
As entradas e saídas foram dispostos da seguinte maneira:
Na figura 8 apresentamos estas ligações para facilitar o entendimento do que foi apresentado na tabela 1.
O leitor deve ter notado que optamos por uma sirene ligada a saída do alarme (Si). Existem no mercado alguns tipos, com potências e tensão de alimentação diversificadas. O leitor deverá escolher aquela que melhor servir aos seus objetivos. Sua instalação também deve seguir algumas regras. A primeira delas é ser instalada em um local protegido contra a ação do tempo (sol, chuva, etc.), mas que ao ser ligada possa ser ouvida por algumas dezenas de metros de distância. A outra diz respeito a seu acesso. Ele deve dificultar a ação do "gatuno", evitando que a mesma seja desligada.
O leitor ainda poderá ligar na saída outros dispositivos quaisquer, que possam ser utilizados para alertar que algo está errado, e que a casa ou escritório foi invadido.
O PROGRAMA
O programa que utilizaremos encontra-se disponível na Internet para "download", no endereço www.eletronicatotal.com.br (site não existe mais), na seção "Downloads". É de suma importância que o leitor tenha o programa em mãos para compreender melhor o que será explicado a partir de agora.
BLOCOS DEDICADOS AO ALARME
O bloco de funções descrito como "El" é nossa entrada para os sensores "reed-switch" (alarme). Esta entrada controla uma chave "NF" (normalmente fechada). Se uma das portas ou janelas monitoradas for violada (aberta), então a chave será desativada pela entrada. Isso disparará um outro bloco de atraso (delay). O tempo deste atraso é muito pequeno, e suficiente para detectar um "gatuno" que queira ser mais ligeiro que a lógica implementada, entrando pela porta ou janela e fechando-a em seguida.
Este bloco ativará um segundo bloco de atraso, o qual, por sua vez, aguardará cinco segundos para disparar a sirene. Por que este tempo?!? Simples. Digamos que você ativou o alarme, saiu de casa e tudo correu bem. Agora você deve voltar, entrar em casa e desligar o alarme, antes que este dispare. Aberta uma das portas por você, basta ir até a "caixa do alarme" e desligá-lo através da chave posicionada na entrada "E2".
O leitor deve ter percebido que "E2" controla o alarme. Ela é a "chave geral" do mesmo. Se ligada, o alarme encontra-se desativado. Se desligada, ativo. Um outro ponto importante é que temos também nesta entrada um bloco de atraso de cinco segundos. Este tempo é necessário para que o usuário possa ligar o alarme, sair e fechar a porta sem que o mesmo se ative, evitando disparos errôneos e desnecessários.
Obs.: Estes tempos podem ser alterados por cada um de acordo com suas necessidades e a personalização desejada.
Um outro ponto significativo diz respeito ao tipo de chave inserida na entrada "E2". Ela pode ser do tipo comum, do tipo com chave de segredo ou mesmo uma tranca eletrônica com código (senha). As variantes são infinitas e a escolha deve ser feita de acordo com suas necessidades. Porém, o ponto mais importante é sem dúvida alguma, o local onde esta chave será inserida. Ela deve ficar "escondida" em um local onde apenas o leitor saiba, evitando que o "gatuno" a encontre e desligue o alarme.
BLOCOS DEDICADOS À LÂMPADA EXTERNA INTELIGENTE
Na entrada "E3" temos nossa fotocélula. Note que a mesma controla uma chave "Normalmente Aberta" em série com outra chave, também "Normalmente Aberta". O leitor deve ter notado que temos na verdade uma porta "AND" ("E") em série com a saída. Ou seja, é necessário que duas situações sejam verdadeiras para que a saída ative nossa lâmpada (s) externas. A primeira é a própria fotocélula, ativada pelo cair da tarde e a segunda, ativada ou não pelo relógio interno do uDX Dexter.
Temos dois relógios que comparam o horário pré-estabelecido com o relógio interno. O primeiro deles compara com o horário de 17:30 h da tarde. Neste horário ainda temos luz e muito provavelmente a fotocélula não estará ativada. Com o decair da luz a fotocélula ativará a chave ligada a E3 e a saída poderá então ser ativada, ligando nossa (s) lâmpada (s) externa (s). Ou seja, é necessário que a fotocélula perceba o "cair da tarde" e também que nosso relógio interno indique isso para que a lâmpada possa realmente ser ligada. Assim, evitamos também que a fotocélula ligue a lâmpada por si só, e acrescentamos uma certa "inteligência" a mesma.
Um outro relógio irá comparar outro horário, desta vez com uma hora mais avançada: 02:30 h da madrugada. Quando este horário pré-determinado coincidir com a hora do relógio interno, a chave será desligada.
Notem que para conseguirmos isso com apenas uma única chave, utilizamos um bloco "biestável". Ele inverte seu estado a cada pulso em sua entrada. Estes pulsos são fornecidos por dois blocos, presentes no programa. Cada vez que um dos relógios se ativa, um pulso é enviado para o "biestável". Este pulso tem curta duração e o tempo inserido dentro dos referidos blocos são na verdade "delays", ou seja, retardos para se enviar os pulsos.
Alertamos ao leitor que estes tempos são programáveis e podem ser alterados de acordo com as necessidades de cada um. Mais uma vez, demonstramos a possibilidade de personalização que o controlador permite para uma determinada aplicação.
Agora que o leitor está de posse do programa e da explicação do seu funcionamento, já poderá realizar suas próprias modificações, outros incrementos, etc. A programação do uDX não é complexa, muito pelo contrário, ela é simples e bem intuitiva, já que a mesma é gráfica.
CONCLUSÃO
Neste artigo demonstramos como utilizar um controlador programável para realizar a segurança de uma casa ou escritório. Nas próximas edições traremos alguns complementos a esta aplicação, demonstrando que é possível realizar todo o controle de uma casa inteligente a partir de um único equipamento e ainda com a possibilidade da personalização da aplicação a cada caso (nós mesmos ou um cliente!). Bons testes e até a próxima!
