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COLÉGIO SATC Disciplina na modalidade a distância INSTALAÇÕES ELÉTRICAS II Professor Tutor: Samuel Tavares Anselmo CRICIÚMA – SC COLÉGIO SATC Diretor Carlos Antônio Ferreira Coordenadora Colégio SATC Izes Ester Machado Beloli Coordenadora Geral Maria da Graça Cabral Orientadora Pedagógica Ana Aliria da Silva Peres Coordenador do Curso Gilberto Fernandes da Silva Professor Conteudista Douglas de Medeiros Deolindo Designer Instrucional Patrícia Medeiros Paz Diagramadores Flavia Giassi Patel Patrícia Medeiros Paz Revisoras Ortográficas Flavia Giassi Patel Patrícia Medeiros Paz Este material é de responsabilidade do autor. O conteúdo está licenciado para o Colégio SATC e a sua reprodução e distribuição autorizada no âmbito dos cursos técnicos/EaD. O conteúdo poderá ser citado em trabalhos acadêmicos e/ou profissionais, desde que identifique a fonte. A cópia total ou parcial sem autorização expressa da Coordenação dos Cursos Técnicos em EaD, constitui crime contra a propriedade intelectual, conforme estipulado na Lei de Direitos Autorais vigente, com sanções previstas no Código Penal. SUMÁRIO APRESENTAÇÃO .................................................................................................... 05 UNIDADE 1: DOMÓTICA .......................................................................................... 07 TÓPICO 1: DEFINIÇÕES .......................................................................................... 08 TÓPICO 2: RECURSOS E SISTEMAS ..................................................................... 11 TÓPICO 3:TEMPORIZAÇÃO ANALÓGICA ............................................................. 15 TÓPICO 4: TEMPORIZAÇÃO DIGITAL.................................................................... 17 EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 21 CHECK LIST ............................................................................................................. 23 UNIDADE 2: SISTEMAS DE ALARME..................................................................... 24 TÓPICO 1: SISTEMAS DE VIGILÂNCIA .................................................................. 25 TÓPICO 2: SENSORES E DELATORES.................................................................. 27 TÓPICO 3: CENTRAL E ACESSÓRIOS................................................................... 37 TÓPICO 4: DETECÇÃO DE INCÊNDIO ................................................................... 47 EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 57 CHECK LIST ............................................................................................................. 58 UNIDADE 3: CONTROLE DE ACESSO E AUTOMATIZADORES DE PORTÃO .... 59 TÓPICO 1: AUTOMATIZADORES DE PORTÃO ..................................................... 60 TÓPICO 2: SISTEMAS DE CONTROLE DE ACESSO ............................................ 62 TÓPICO 3: TRANSMISSORES E RECEPTORES DE RADIOFREQUÊNCIA CRIPTOGRAFADOS .................................................................................................................................. 63 TÓPICO 4: IDENTIFICAÇÃO POR RADIOFREQUÊNCIA - RFID ........................... 65 EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 72 CHECK LIST ............................................................................................................. 74 UNIDADE 4: CIRCUITO FECHADO DE TELEVISÃO - CFTV ................................. 75 TÓPICO 1: CONCEITOS BÁSICOS E APLICAÇÕES ............................................. 76 TÓPICO 2: TIPOS DE CÂMERAS E EMPREGOS ................................................... 77 TÓPICO 3: EQUIPAMENTOS DE TRATAMENTO DE SINAL E ARMAZENAGEM 81 EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 86 CHECK LIST ............................................................................................................ 87 GABARITO COMENTADO ...................................................................................... 88 REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 95 5 APRESENTAÇÃO Bem-vindo(a) ao componente curricular Instalações Elétricas II do curso Técnico de Eletrotécnica, na modalidade a distância, da SATC. Este material foi desenvolvido para ensinar você como a instalar dispositivos de automação residencial, conteúdo que, de certa forma, é a continuação da disciplina Instalações Elétricas I, já cursada por você. Em nosso ponto de partida, Unidade 1, trabalharemos os conceitos básicos da domótica, ou automação de ambientes, que servirá de base para que você se familiarize com as possibilidades existentes hoje no mercado. Ainda nesta unidade veremos soluções simples, como temporizadores de cargas. Na Unidade 2 estudaremos algumas técnicas de monitoração de ambientes, neste caso, os sistemas de alarme de vigilância e incêndio. Com a Unidade 3 avançaremos no grau de complexidade dos sistemas trabalhando com soluções em radiofrequência, automatizadores de portão e cabos de par trançado com foco em redes de comunicação. Finalizaremos com a Unidade 4, na qual discutiremos questões sobre os circuitos fechados de TV. A carga horária dessa disciplina é de 90 horas/aula, mas você poderá organizar seus momentos de estudos com autonomia, conforme os horários de sua preferência. No entanto, não esqueça que há um prazo limite para a conclusão desse processo. Então fique atento as datas para realizar as avaliações presenciais, as on- line, publicadas pelos professores no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), e possíveis trabalhos solicitados pelo professor. Para o estudo dessa apostila você terá auxílio de alguns recursos pedagógicos que facilitarão o seu processo de aprendizagem. Perceba que a margem externa das páginas dos conteúdos são maiores. Elas servem tanto para você fazer anotações durante os seus estudos quanto para o professor incluir informações adicionais importantes. Esse material também dispõe de vários ícones de aprendizagem, os quais destacarão informações relevantes sobre os assuntos que você está estudando. Vejamos quais são eles e os seus respectivos significados: 6 ÍCONES DE APRENDIZAGEM Indica a proposta de aprendizagem para cada unidade da apostila. Mostra quais conteúdos serão estudados em cada unidade da apostila. Apresenta exercícios sobre cada unidade. Apresenta os conteúdos mais relevantes que você deve ter aprendido em cada unidade. Se houver alguma dúvida sobre algum deles, você deve estudar mais antes de entrar nas outras unidades. Apresenta a fonte de pesquisa das figuras e as citações presentes na apostila. Traz perguntas que auxiliam você na reflexão sobre os conteúdos e no sequenciamento dos mesmos. Apresenta curiosidades e informações complementares sobre um conteúdo. Traz endereços da internet ou indicações de livros que possam complementar o seu estudo sobre os conteúdos. Lembre-se também de diariamente verificar se há publicações de aulas no Portal. Pois é por meio delas que os professores passarão a você todas as orientações sobre a disciplina. Ainda é bom lembrar que além do auxílio do professor, você também poderá contar com o acompanhamento de nosso sistema de Tutoria. Você poderá entrar em contato sempre que sentir necessidade, seja pelo email tutoria.ead@satc.edu.br ou pelo telefone(48) 3431 – 7590/ 3431 – 7596. Desejamos um bom desempenho nesse seu novo desafio. E não esqueça: estudar a distância exige bastante organização, empenho e disciplina. Bom estudo! 7 UNIDADE 1 DOMÓTICA Objetivos de Aprendizagem Ao final desta unidade você deverá: explicar o que é domótica; identificar os principais recursos de ambientes que sejam passíveis de automação; aplicar corretamente elementos básicos de temporização de cargas elétricas. Plano de Estudos Esta unidade está dividida em quatro tópicos, organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. TÓPICO 1: DEFINIÇÕES TÓPICO 2: RECURSOS E SISTEMAS TÓPICO 3: TEMPORIZAÇÃO ANALÓGICA TÓPICO 4: TEMPORIZAÇÃO DIGITAL 8 TÓPICO 1 DEFINIÇÕES Muito se comenta hoje sobre domótica, mas afinal o que isto significa? O que realmente engloba essa ciência relativamente nova e que nos leva geralmente a pensar sobre o futuro? Com base nisso, expõe-se a seguir alguns conceitos importantes para obter a respostas dessas questões. Segundo alguns entusiastas da área o termo domótica pode ser conceituado como uma tecnologia recente que permite a gestão dos recursos de uma residência, seja ela a mais simples e singela ou do contrário, extremamente moderna, no maior estilo hightech, sendo ainda aplicável a condomínios e grandes edifícios. De maneira corriqueira a domótica também pode ser tratada como automação residencial, predial ou de ambientes. O termo em si resulta da junção da palavra latina “Domus” (casa) com “Robótica” (controle automatizado de algo). Uma das justificativas para o emprego da domótica é que ela rentabiliza o sistema, simplificando a vida diária das pessoas, satisfazendo as suas necessidades de comunicação, de conforto e segurança. É possível encontrar fontes relatando que a domótica surgiu primeiro em edifícios, por volta dos anos 80, onde se pretendia principalmente controlar a iluminação, as condições climáticas, o acesso e a segurança. E na medida do possível, promover a interligação entre esses elementos. Essa ciência permite o uso de dispositivos para automatizar as rotinas e as tarefas de uma casa ou ambiente. Mas você sabe a origem da palavra domótica e o que ela tem a ver com nosso cotidiano? O termo hightech está sendo utilizado para fazer referência aos sistemas de tecnologia moderna de alta complexidade e custo de instalação. 9 Normalmente são feitos controles de temperatura, iluminação, áudio e vídeo, citando ainda a automatização de cortinas e persianas. No quesito segurança se pode implementar sistemas de controle de acesso, portas e portões automáticos que dispensam chaves, entre outros. Dependendo do nível de modernidade desejado é possível se ter controles especiais e dedicados que se comunicam com uma central que comanda tudo, a qual geralmente é acoplada a um computador e/ou internet. Para uma boa coordenação entre os sistemas, o projeto de automação deve prever todos os pontos de comunicação (internet, telefone e TV), sendo importante a análise também dos pontos de áudio (som ambiente e home theater). As cargas que deverão ser controladas (luzes, cortinas, etc.) e a posição de todos os quadros de controle, lógicos e de automação, devem ser cuidadosamente planejadas. Fica evidente que a elaboração de tal projeto não é tarefa banal e leva em conta vários fatores que são determinantes para o sucesso efetivo e minimização de retrabalhos e perdas. É evidente que o projeto deve contemplar os interesses dos proprietários da residência em questão, portanto, se torna indispensável a pesquisa junto a eles antes da execução do mesmo. A domótica utiliza vários elementos de forma sistêmica. Ela alia vantagens dos meios eletrônicos e de informática, de forma a obter uma utilização e uma gestão integrada dos diversos equipamentos de uma habitação. Um aspecto importante é que a automação vem tornar a vida mais confortável, mais segura e até É fácil e rápido projetar sistemas de automação para qualquer tipo de cliente? 10 mais econômica, sendo possível que tarefas rotineiras sejam executadas automaticamente com o uso mínimo de recursos. A operação do sistema de automação pode ser feita de acordo com as necessidades de cada família, podendo ser feita a opção por sistemas passivos, os quais reagem somente quando lhes é transmitida uma ordem. No entanto, é possível adquirir sistemas mais independentes, que apresentam tomadas de decisão baseadas por comandos e sinais de sensores combinados por ordens ou um conjunto de ordens e condições. Um exemplo de sistemas mais avançados, os quais não somente interpretem sinais liga-desliga, mas sim a reação às circunstâncias (informações transmitidas por sensores), seria a detecção de uma janela aberta, então com a percepção de que irá chover o sistema executa o fechamento automático da mesma; ou ainda sentir que a temperatura está diminuindo e ligar o aquecimento. Finalizando essa etapa introdutória, podemos citar algumas situações em que a domótica pode nos auxiliar. Desse modo, programar tarefas diárias de uma forma automática permite reduzir o tempo gasto em trabalhos rotineiros e possivelmente os custos de energia elétrica e demais recursos. Na sequência, serão apresentados exemplos. Para compreender um pouco mais sobre o tema domótica não deixe de visitar a página do site: http://www.aureside.org.br/temastec/default.asp?file =concbasicos.asp&menu=temas 11 TÓPICO 2 RECURSOS E SISTEMAS Para iniciarmos o Tópico 2, vocês devem pensar nos recursos em geral que estão disponíveis em ambientes prediais, tanto externos como internos. Podemos começar estudando um recurso bastante corriqueiro que é a irrigação de um gramado. Um sistema de irrigação pode ser acionado por temporizadores programados para regar as plantas duas vezes por dia, por exemplo, ou por intermédio de sensores de umidade instalados no solo que garantem um determinado nível de umidade e evitam que o sistema seja acionado se tiver chovido. Outra situação que podemos encontrar é a aspiração de resíduos por meio de uma central instalada em um local específico (casa de máquinas, área de serviço, garagem), interligada a tomadas de aspiração espalhadas pela casa por intermédio de dutos, onde é possível aspirar piso, carpete, tapetes, sofás e cortinas, contando com uma terminação da mangueira específica para cada finalidade, além da renovação e filtragem do ar se assim desejado. o sistema efetivamente purifica o ambiente porque o pó aspirado entra pela tubulação e é levado para fora do ambiente e da casa através do exaustor do equipamento. Quais os principais recursos de uma casa, escritório, sala comercial e outros locais? O que já é hoje bastante consolidado no mercado e o que teremos para um futuro próximo? 12 Assim, ao contrário do sistema convencional, no qual o ar aspirado depois de passar pelo filtro retorna ao ambiente, no sistema centralizado o pó é literalmente aspirado para fora da casa. Além disso, o sistema centralizado permite uma aspiração silenciosa, pois o motor está em outro ambiente, o que também evita a necessidade de arrastá-lo pelos cômodos. Quando se pensa em economia de energia elétrica associamos muitas vezes esta informação ao desperdício com iluminação. Mas, utilizando módulos e aparelhos apropriados é possível diminuir os gastos de eletricidade, por meio de funções de dimerização, ou seja, dosar o quanto de energia será entregue ao sistema de iluminação através de circuitos eletrônicos dedicados. Outra técnica é a percepção de permanência de indivíduos em um ambiente, caso contrário o sistema desliga-se. Juntamente com sensores de movimento e de luz solar, as luzes de umcômodo que se encontre vazio não ficam acesas, não é preciso se preocupar em encontrar o interruptor do quarto às escuras e as luzes podem acender automaticamente quando começa a escurecer. Para a sua casa ter uma aparência de estar habitada (quando ninguém se encontra em casa), basta programar as luzes para acender em determinadas horas e cômodos. Esta figura foi retirada do site: http://www.hayden.com. br/aspiracao.php#&pan el1-4 13 Nos dias em que a temperatura é extrema, muito frio ou quente, sentimos a necessidade de sistemas climatizadores. Com a automação é possível a programação de horários para ativar e desativar equipamentos de aquecimento, ventilação ou ar- condicionado, permitindo manter um nível de conforto ou mesmo aumentando-o, por exemplo, ligando o ar-condicionado momentos antes de chegar a casa. A economia de energia também pode ser aumentada com o funcionamento de acordo com os horários, presença de pessoas e temperatura exterior. Alguns sistemas de climatização podem ser adaptados para a possibilidade de enviar mensagens de certificação de que realmente o equipamento está desligado ou ligado. Trazendo como foco a segurança, a domótica pode atuar em diversos níveis. O sistema quando implementado com sensores, permite detectar fugas de gás, inundações, incêndios em fase inicial, cortando imediatamente as entradas da residência e avisando aos profissionais de manutenção e bombeiros, por exemplo, do acidente sucedido de forma a serem tomadas providências. A segurança ao nível de detecção de intrusos também é relevante e pode ser tratada paralelamente, sendo levada em consideração pelo sistema. Você tem ideia de quanto dinheiro é gasto desperdiçando energia elétrica no país? Segundo dados da Abilux (10/05/2012) o desperdício de energia elétrica, no Brasil, chega a R$ 16 bi/ano. Esta figura foi retirada do site: http://www.homesecurit ysystems.info/high- tech-home-security- systems-how-smart- are-they/ Estes dados foram retirados do site: http://www.abilux.com.b r/portal/noticiasInt.aspx ?id=36 14 Por intermédio de sistemas de segurança complexos se pode saber quem se encontra nas mediações de sua casa ou escritório e da criação de programas que inibam possíveis intrusos. Mesmo quando esses são persistentes e se verifica a intrusão, existem mecanismos de alerta, ao proprietário e a outras pessoas, do que ocorre na sua propriedade. Com apenas alguns elementos de áudio e vídeo é possível ter permanentemente os seus bens vigiados. Esse sistema também pode ser aproveitado para tomar conta das crianças que brincam no quarto ou no jardim. Com relação ao gerenciamento de comunicação o avanço de novas tecnologias computacionais e de telecomunicações, o emprego desses equipamentos de vanguarda nos oferece uma série de vantagens. Não só tornando possível visualizar e ouvir via internet, diversos ângulos de sua casa, mas também permitindo a comunicação com o sistema. Por exemplo, desligar a TV que ficou ligada, acender as luzes exteriores quando estiver próximo de casa, entre outras situações. O sistema áudio-vídeo e os meios multimídia vão ao encontro de pessoas que necessitam de cuidados especiais, permitindo a sua vigilância e estes, por sua vez, têm um meio a sua disposição para comunicar e interagir com o mundo exterior. Relatados brevemente os principais conceitos e recursos disponíveis em ambientes passíveis de automação, fica como destaque a importância e os objetivos dessa área da eletrotécnica. Daremos então, continuidade aos assuntos imprescindíveis para nossos estudos. Esta figura é uma colagem cuja fonte de imagens é do https://www.google.com .br/imghp?hl=pt- BR&tab=wi&ei=eArxUv 6YGovI2wX8sIGQCg&v ed=0CAQQqi4oAg 15 TÓPICO 3 TEMPORIZAÇÃO ANALÓGICA Antes de estudarmos o temporizador analógico em si, trataremos propriamente do elemento. Podemos definir os temporizaores como os elementos destinados a executar uma contagem de intervalo de tempo, a fim de controlar cargas elétricas conectadas a eles. Dependendo da tecnologia empregada, os temporizadores se dividem em analógicos ou digitais. O temporizador também é denominado de interruptor horário. Geralmente as suas aplicações típicas são: controle de iluminação de placas de propaganda; controle de bomba de filtragem de piscinas; irrigação de campos abertos ou jardins. Em síntese, um temporizador pode ser aplicado em qualquer situação na qual se deseja o controle de acionamento de uma carga conforme um horário pré-estabelecido. Um exemplo de aplicação pode ser o controle de um outdoor que deverá ser iluminado a partir das 19h00 e deve ficar às escuras a partir 01h00. As lâmpadas acenderão somente nesse período estabelecido. Temporizador Analógico É um elemento puramente eletromecânico que funciona pela rotação de um motor elétrico interno. Este, por sua vez, aciona um disco externo no qual é selecionado o período de tempo que irá ligar a carga. As principais características técnicas desse sistema são: 15 minutos de temporização mínima; modo de trabalho: temporizador ou ligado forçado; 16 tensão nominal: 127/220 VCA; frequência: 60 Hz; corrente máxima: 16 A; principal desvantagem é o atraso com a falta de energia. A seguir será exibida a imagem de um temporizador analógico típico, no qual podemos estudar o funcionamento do mesmo. A tomada do tipo 2P+T é o local em que ligamos a carga que devemos controlar e na parte traseira temos o plugue que é conectado na fonte de alimentação. É importante estar atento à chave seletora de tensão que deve corresponder-se com a fonte e também com a carga, do contrário teremos problemas tanto com o aparelho quanto com a carga. O sentido de rotação do disco externo é indicado pela seta (neste caso sentido horário) e a hora atual é indicada pelo pequeno triângulo. Esse tipo de interruptor horário tem Por que o dado técnico frequência é um item a ser observado na escolha do temporizador analógico? E quanto ao atraso na falta de energia elétrica, por que isso ocorre? Esta figura foi retirado do site: http://www.lojaexatron.c om.br/categoria/Timer- %28Temporizadores%2 9/?gclid=CKH99Ln1srw CFSUS7AodGwUADA 17 temporização mínima de 15 minutos, pois o disco por completo é dividido em exatas 96 partes. Isso quer dizer que às 24 horas do dia são divididas em 96 divisões, portanto, cada divisão vale 15 minutos. Essa divisão é representada por uma pequena chave que acionada irá ligar a carga nesse período de 15 minutos, caso contrário (chave não acionada) o tempo irá passar sem ligar a carga. A figura anterior deixa bem clara a parametrização de tempo. Perceba que a hora atual é aproximadamente 12h45, supondo que se deseja ligar uma lâmpada no período das 14h00 e desligá-la às 16h30, basta acionar as chaves compreendidas entre as setas vermelhas da figura. Então, conecta-se o equipamento a uma tomada, sendo que a energia elétrica absorvida pelo equipamento faz girar o disco externo por meio de um motor. Assim que o disco chegar à posição estabelecida pelo horário a carga ligará. TÓPICO 4 TEMPORIZAÇÃO DIGITAL Veremos a seguir que trabalhar com temporização digital nos traz algumas vantagens quando comparamos a tecnologia analógica. Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.lojaexatron.c om.br/categoria/Timer- %28Temporizadores%2 9/?gclid=CKH99Ln1srw CFSUS7AodGwUADA 18 Temporizador Digital Trata-se de um dispositivo que possui um microcontrolador interno que simula um relógio e um calendário semanal, nos quais é possível implementar programações variadascom a possibilidade de cerca de 12 programas diferentes. Suas principais características técnicas são: alimentação por bateria interna (pilha 1,5 V); tensão nominal: 127 ou 220 VCA; corrente máxima: 16 A; temporização mínima de 1 minuto (modo temporizador) e mínima de 1 segundo (modo alarme); modo temporizador com até 12 programações de horários diferentes; modo alarme com até 24 horários diferentes entre si; modo contador regressivo, de contagem decrescente com tempo máximo de 60 horas; modos ON ou OFF forçado (opção para deixar a saída do aparelho sempre ligada ou desligada). Essas informações são válidas para a maioria dos temporizadores digitais, no entanto, algumas especificidades variam de fabricante para fabricante. A seguir serão listados exemplos de programação. Modo Temporizador Um motor deve ser controlado por um timer digital no seguinte horário: na segunda-feira, das 4h00 da tarde até às 9h00 da noite. O relógio deve ser ajustado por intermédio das teclas 19 ‘’CLOCK + HOUR’’ ou ‘’MIN’’ e o calendário por meio da tecla ‘’WEEK’’, seleciona-se o modo ‘’AUTO’’ usando a tecla ‘’MENU’’: Pressionando a tecla ‘’PROG’’ encontra-se: MO __ __ __ __ __ __ P1 ON 0 4 : 0 0 PM Por meio da tecla ‘’HOUR’’ selecionar 4h00 PM e por meio da tecla ‘’WEEK’’ seleciona-se MO (Monday = segunda- feira). Com isso estão parametrizados a hora e o dia que o motor deve ligar. Agora para colocar o dia e a hora que o motor vai desligar pressiona-se a tecla “PROG” e será encontrado: MO __ __ __ __ __ __ P1 OFF 0 9 : 0 0 PM Por intermédio da tecla ‘’HOUR’’ selecionar 9h00 PM e por intermédio da tecla “WEEK’’ seleciona-se MO (monday). Com isso, estão parametrizados a hora e o dia que o motor deve desligar. Lembrando que na língua inglesa os dias da semana são: Domingo Segunda- feira Terça- feira Quarta- feria Quinta- feira Sexta- feira Sábado Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Modo Alarme Um colégio quer tornar automático o sinal de entrada e de saída de alunos. A programação deve acontecer de segunda a sexta-feira, nos seguintes horários: 7h30, 8h30, 9h30, 9h45, 10h30, 11h45 na parte da manhã, sendo que a campainha ficará ligada por 3 segundos. Com a tecla “PROG” colocar no modo “ALARM”. Então, deve-se proceder a programação 20 esquematizada a seguir, sendo que em P 13 é escolhido o tempo que a saída fica ligada; para esse caso 3 segundos, utilizando-se a tecla “WEEK”. a seguir teremos um esquemático que representa os parâmetros que devem ser configurados para execução do que foi proposto para o sinal do colégio. Segue: Note que apesar do programa 1 off dar a impressão que a carga irá ser desligada, este terá por função acionar o sinal por três segundos, assim como P2 e P3 off. 21 EXERCÍCIOS 1. Considerando a frase: “O termo domótica pode ser conceituado como uma tecnologia recente que permite a gestão dos recursos de uma residência, seja ela a mais simples e singela ou o contrário, extremamente moderna, no maior estilo hightech, sendo ainda aplicável a condomínios e grandes edifícios.” Elabore uma justificativa de emprego para um ambiente automatizado onde as três principais características da domótica (conforto, economia e segurança) sejam atendidas. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2. Escreva as principais vantagens que um temporizador digital pode apresentar em relação a um temporizador analógico. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 22 3. Você consegue fazer uma previsão de como serão os ambientes residenciais/comerciais, em um futuro próximo, por exemplo, daqui 20 anos? Elabore um texto com o olhar de eletrotécnico que possui base teórica de sistemas domóticos, descrevendo um exemplo de ambiente, ou seja, como seus recursos funcionariam. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 23 CHECK LIST Nesta unidade você pôde aprender: que a domótica é um ramo bastante amplo e em franca expansão e que a mesma se utiliza dos recursos de um ambiente de forma integrada e “inteligente”. Aprendeu também da importância que este ramo da área elétrica apresenta no cotidiano das pessoas; a diferença entre um sistema convencional de iluminação baseado somente em interruptores e um sistema integrado de iluminação, ou seja, cujo controle apresenta características automáticas; como a domótica está inserida nos sistemas de segurança tanto de patrimônio como do indivíduo, propiciando uma tranquilidade a mais para as pessoas que utilizam os recursos. que as necessidades de comunicação nos dias atuais são bastante significativas e no que a automação de ambientes pode auxiliar; que a função de um elementos temporizador é controlar uma carga mediante a um horário programado; o funcionamento de temporizador analógico depende do giro de um micromotor, já o digital é dado por uma eletrônica alimentada por pilha. 24 UNIDADE 2 SISTEMAS DE ALARME Objetivos de Aprendizagem Ao final desta unidade você deverá: dominar os conceitos no que diz respeito aos sistemas de alarme de vigilância e de detecção de incêndio; aplicar corretamente os tipos de sensores para cada necessidade de detecção; identificar os equipamentos envolvidos nas instalações, tais como sensores, centrais, delatores e acessórios; diferenciar as classes e técnicas de monitoramento em centrais de alarme; interpretar o diagrama de uma central de alarme genérica e ter noção de sua respectiva instalação. Plano de Estudos Esta unidade está dividida em quatro tópicos, organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. TÓPICO 1: SISTEMA DE VIGILÂNCIA TÓPICO 2: SENSORES E DELATORES TÓPICO 3: CENTRAL E ACESSÓRIOS TÓPICO 4: DETECÇÃO DE INCÊNDIO 25 TÓPICO 1 SISTEMA DE VIGILÂNCIA O ambiente a ser monitorado por sistemas de alarme de vigilância privada, de maneira geral, pode ser dividido em algumas áreas. Segue: A divisão de áreas tem papel importante para uma melhor adequação do sistema como um todo, sendo que geralmente na chamada área de notificação teremos apenas placas indicativas de que o local é monitorado. Na chamada área de cuidado, ao ser verificado alguma intrusão usualmente se acionam lâmpadas de maneira automática, alertando que o ambiente já detectou alguma presença indevida. Finalmente, na área de alarme ao ser detectado qualquer invasão ou arrombamento, o sistema irá entrar em ação com todos seus Área de notificação Área de cuidado Área de alarme 26 recursos possíveis. A função de um sistema de alarmeé denunciar um arrombamento, uma intrusão ou tentativas de tais eventos. Vale lembrar que o sistema em si é um forte agente inibidor, porém, não impede totalmente que sinistros ocorram na área protegida. O sistema de alarme pode ser dividido em partes principais: Por intermédio do esquema anterior, você pode perceber que os sensores têm papel de entregar informações das perturbações no ambiente de seu alcance, levando seu sinal para a central de alarme. Quando esse estado de alarme ocorrer, a central eletrônica aciona os elementos delatores que, por sua vez, têm o papel de denunciar a indivíduos (geralmente os proprietários do patrimônio) o ocorrido. Dependendo da cada situação um tipo de sensor e delator é indicado para o caso em questão. Sensores Central eletrônica Delatores Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.intelbras.com. br/residencial/alarmes Mas você sabe qual é a função de um sistema de alarme? 27 TÓPICO 2 SENSORES E DELATORES Os sensores em sistemas de vigilância são responsáveis pela detecção de um intruso, por tentativas de arrombamento ou por alterações das condições ambientais de um local, podendo caracterizar diferentes situações de alarme. Existem diversos tipos de tecnologias a disposição no mercado, na sequência serão listadas as mais comuns. Sensores Magnéticos São sensores de contato de proximidade, aplicados em partes móveis do ambiente (portas, janelas e aberturas em geral). São constituídos de uma ampola de vidro contendo uma lâmina (contato elétrico móvel), a qual é atraída ou não pelo ímã que complementa o conjunto. Quando o ímã está próximo do sensor magnético (também chamado de reed-switch) a lâmina atraída pelo ímã fecha o contato elétrico, comportando-se como uma chave fechada, portanto, permitindo a circulação de corrente elétrica. Caso contrário, quando o ímã está afastado do sensor, este contato ficará aberto interrompendo o fluxo da corrente. Esse evento de corte de corrente é justamente o que faz com que a central identifique o ocorrido, acionando os delatores, ou seja, entrando em disparo. Observe a imagem abaixo: Estas figuras foram retiradas do site: http://www.homesecurit yguru.com/introduction- to-home-security- systems-alarms-and- sensors 28 No detalhe temos um exemplo de um diagrama elétrico multifilar, o qual detalha a conexão entre um sensor magnético em um setor de uma central eletrônica de alarme. Note que o sensor magnético trabalha semelhante a um interruptor para lâmpadas, porém, seu fechamento e abertura de contatos se dão pela presença ou ausência da proximidade do ímã. Sensores Infravermelhos Passivos Este tipo de sensor consegue perceber a variação de luminosidade infravermelha emanada pelo corpo humano. Aliás, todo corpo que tenha uma determinada temperatura pode ter captada “sua luz” através de câmeras termográficas. Já o sensor trabalha assim: quando uma pessoa anda na frente de um sensor desse tipo, ele percebe o aumento da luminosidade infravermelha e envia um sinal para a central. Tipicamente o sinal enviado à central eletrônica tem a mesma característica do sensor estudado antes (magnético), ou seja, com Como o sensor magnético funciona mesmo? Quando o ímã está próximo ao sensor, o contato vai ficar aberto ou fechado? E com o ímã longe do sensor? Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.intelbras.co m.br/residencial/alarme s/sensores 29 o ocorrido (detecção de algo) o sensor abre seu contato, cortando a corrente. É comum nesses sensores termos um ajuste de sensibilidade e de alcance. O alcance dele é proporcional à altura na qual ele foi instalado (dentro de certas limitações). Para protegermos uma sala de estar, por exemplo, um sensor desse tipo, geralmente é o suficiente. No mercado existem vários fabricantes que produzem esses sensores, no entanto, o que todos têm em comum é uma lente opaca (esbranquiçada) e multifacetada, chamada de lente Fresnel, e também, normalmente, um LED interno que pisca quando o sensor capta alguma pessoa ou animal. O LED interno normalmente é vermelho, verde ou azul. É bom observar que se houver ou passarem animais como cães ou gatos, onde existir um sensor desse tipo, ele irá disparar. Quando da presença de animais domésticos em um ambiente, faz-se necessário o uso de sensores com tecnologia PET, cuja finalidade é tornar o sensor menos sensível (mais grosseiro) em alturas de 80 cm a 1m em relação ao piso. Isso é critério de escolha do sensor e, é comum os fabricantes de sensores permitirem ajuste de sensibilidade em função do peso do animal. Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: https://www.google.com .br/imghp?hl=pt- BR&tab=wi&ei=ctMVV OXUNriMsQSypIGoBg &ved=0CAQQqi4oAg 30 Um sensor passivo demora entre 30 segundos a 2 minutos para começar a funcionar corretamente depois de alimentado, sendo esse tempo utilizado para que o sensor faça uma leitura dos sinais provenientes do ambiente e estabilização do nível de retorno das leituras feitas do local. Uma vantagem desse tipo de sensor é que com apenas um sensor protegeremos certa área, geralmente com as características de distâncias de detecção conforme a imagem anterior. Na figura a seguir temos um exemplo de um diagrama elétrico multifilar, cujo detalha a conexão entre um sensor IVP em um setor de uma central eletrônica de alarme. Note que o sensor necessita de tensão de alimentação (bornes +12 V e GND, positivo e negativo 12 Vcc, respectivamente) por se tratar de um sensor eletrônico. Seu contato “alarm” (para este fabricante) ficará fechado com o sensor em repouso (sem detecção de movimento), sendo que nestes bornes são conectados mais dois fios. Um é conectado ao borne comum (da central) e outro é levado ao setor desejado (neste caso no setor 1 de alarme). Portanto, o sensor deve estar sempre alimentado e o fechamento e a abertura de contatos se dão pela movimentação de corpos que emanam luz infravermelha. Nesta figura também segue uma sugestão de conexão elétrica entre sensor e central. Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: https://www.google.com .br/imghp?hl=pt- BR&tab=wi&ei=ctMVV OXUNriMsQSypIGoBg &ved=0CAQQqi4oAg 31 Sensores Infravermelhos Ativos Os Sensores Infravermelhos Ativos (IVA) trabalham em pares, sendo uma peça chamada de emissor (ou transmissor) e outra de receptor. Do emissor para o receptor sai um feixe de luz infravermelha invisível ao olho humano. Quando algo interrompe esse feixe, ocorrerá um sinal de alarme. Esses sensores têm distâncias de alcance da ordem de 100 m e também são chamados de sensores de barreira. É comum encontrarmos pessoas que definam esse sensor como ideal para proteção de muros e áreas abertas, já que é uma “barreira virtual de luz invisível”. Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.intelbras.co m.br/residencial/alarme s/sensores Mas qual a diferença entre o sensor de barreira ativo e o sensor infravermelho passivo? 32 Esses sensores têm por objetivo serem empregados como um protetor de barreira perimetral. Quando esse feixe de luz infravermelho é interrompido por algum corpo ou objeto, o receptor não receberá essa luz e essa interrupção acionará o alarme. Ao contrário, os sensores infravermelhos passivos não "emitem" luz infravermelha, apenas "detectam" movimentação dessa luz e a transformam em uma variação de tensão que é interpretada pelo circuito eletrônico para acionar o alarme.Os produtos de segurança evoluem na mesma proporção da tecnologia e ousaria a dizer que podemos considerar em alguns casos o sensor de barreira ativo como outra opção frente ao uso da cerca elétrica e ainda podemos destacar algumas vantagens sobre a última. O destaque fica para design mais bonito e discreto, pois é uma “barreira invisível”, ideal para proteção de muros e áreas abertas em geral, como de parques de estacionamento, hotéis e escritórios. Devido a sua discrição é utilizado também para criar "armadilhas" para que o invasor não perceba o sistema de alarme e seja flagrado. Para evitar alarmes falsos com pequenos animais há sensores ativos de barreira dupla ou até mesmo tripla, ou seja, só disparam se interromperem dois ou três feixes, o que animais pequenos não são capazes de provocar. Agora que você já sabe o que é, para que serve, a importância da aplicação desse tipo de sensor no seu dia a dia e sobre o funcionamento do mesmo, escolha o sensor de barreira Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.cpeletronico s.com.br/sensor- perimetral-duplo-feixe- ir-320-ipec--cod-1677- pr-1677-207469.htm 33 ativo, substituindo, se necessário, o uso do sensor infravermelho passivo onde o mesmo não é indicado. Abaixo na figura é demonstrada uma sugestão de instalação elétrica desse tipo de sensor à central eletrônica de alarme: Sensores de Dupla Tecnologia (Infravermelho e Micro-ondas) Estes sensores aliam a tecnologia da luz infravermelha e de micro-ondas detectando uma situação de alarme quando esses dois elementos forem ativados simultaneamente ou isoladamente dependendo da configuração escolhida pelo instalador. De forma simples é necessário uma variação brusca de temperatura e o deslocamento de um corpo para que o sensor acione. Eles geralmente apresentam a tecnologia “Digital Signal Processing” (processamento digital de sinais) que permite reduzir muito o índice de alarmes falsos. Cada movimento gera uma sequência única de sinais e para cada sinal o software digital do sensor mede e calcula vários parâmetros, tais como amplitude, Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.intelbras .com.br/residencial/ alarmes/sensores 34 duração, pico, polaridade e tempo, entre outros. Cada sinal é comparado ao banco de dados do sensor e se o sinal não atende aos critérios, ele será rejeitado como um sinal válido e não será gerado um sinal de alarme. Outra característica desses sensores é o processamento automático de sinais por pulsos (Auto Pulse Signal Processing - APSP). Essa tecnologia mede a energia de cada sinal detectado e a guarda na memória. Para gerar um alarme válido, o sensor exige um nível mínimo de energia. Na presença de sinais de alto nível o sensor gera um alarme imediatamente, caso o sinal seja de baixo nível (que tem grande chance de gerar alarmes falsos), o sensor irá ficar lento e analisará com cuidado as informações antes de gerar um alarme resultando em um baixíssimo nível de alarmes falsos. As recomendações de instalação desse tipo de sensor são semelhantes as dos IVPs comuns, onde o local de instalação precisa evitar a proximidade dos seguintes fatores: ventiladores ou maquinários que geram movimentos; águas em movimento; fontes de eletromagnetismo; a superfície de fixação precisa ser firme e não pode vibrar; o sensor deve ser fixado em uma altura de 2,10 m podendo variar sua altura em até 20 cm para cima ou para baixo; as micro-ondas atravessam paredes, por isso deve- se evitar instalar o sensor em posição que permita a detecção após a parede; evitar instalar este sensor próximo a superfícies reflexivas, saídas de ar quente, fontes de vapor, luzes infravermelhas, fornos, aquecedores e refrigeradores. A forma de conexão elétrica de um sensor de dupla tecnologia é semelhante ao do IVP. 35 Conhecidos os principais tipos de sensores, podemos tratar dos delatores, dispositivos que também compõem os sistemas de alarme de vigilância. Delatores São os dispositivos que efetivamente alertam sobre a violação ou suas tentativas. Entre eles se destacam: sirenes: são conversores de energia elétrica em energia sonora. As principais encontradas em sistemas de alarme são: Esta figura é um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: http://www.intelbras.co m.br/residencial/alarme s/sensores Mas qual a diferença entre o sensor infravermelho passivo comparado ao de dupla tecnologia? 36 corneta: elevado consumo de corrente, alto ruído (120 dB); piezo-elétrica: baixo consumo de corrente, entre 120 a 170 mA, ruído na ordem de 110 dB. Geralmente a tensão de alimentação é de 12 Vcc. luz estroboscópica: é o tipo de sinalização luminosa que opera numa frequência que chama atenção do olho humano, facilitando a identificação de uma situação de alarme em caso de ambiente de elevado ruído: delatores de acionamento remoto: é o tipo que não alerta o alarme no local propriamente dito e sim, envia informação aos usuários cadastrados do ocorrido. Dividem-se: Discadores: convencionais de telefonia fixa e celulares com inclusive a possibilidade de serem dualchip (dois números telefônicos). Ao ser detectado o alarme o discador entra em ação discando um número (ou um conjunto de números) alertando ao usuário por meio de mensagem gravadas. Estas figuras são um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: https://www.google.com .br/search?q=iva+no+m uro&biw=1280&bih=709 &source=lnms&tbm=isc h&sa=X&ei=ghQXVNrU I4q1sQT18oHIAQ&ved =0CAYQ_AUoAQ#tbm =isch&q=sirene+piezoel %C3%A9trica&imgdii=_ Estas figuras são um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: https://www.google.com .br/search?q=luz+estro bosc%C3%B3pica&biw =1280&bih=709&sourc e=lnms&tbm=isch&sa= X&ei=pxUXVKqgBIzCs ASU84LQBQ&ved=0C AYQ_AUoAQ 37 TÓPICO 3 CENTRAL E ACESSÓRIOS É o equipamento responsável por controlar o funcionamento de todo o sistema, ficando responsável em receber as informações dos detectores e então acionar os delatores. Na grande maioria dos casos a central funciona com duas formas de alimentação, a rede elétrica pública e por bateria recarregável. Observe a figura abaixo: Determinados modelos de central de alarme podem apresentar alguns recursos bastante interessantes, tais como: capacidade de ligamento automático em um determinado horário; Estas figuras são um recorte adaptado pelo autor, retirada do site: https://www.google.com .br/search?q=discador+ telefonico&biw=1280&b ih=709&source=lnms&t bm=isch&sa=X&ei=NB YXVI7WAbTGsQSC8o DgCg&sqi=2&ved=0CA YQ_AUoAQ#tbm=isch& q=discador+telefonico+ compatec Esta figura foi retirada do site: http://www.intelbras.co m.br/residencial/alarme s 38 acionar equipamentos elétricos com o auxílio de saídas a relé; supervisão de condutores que ligam os acionadores; programação da central local ou remotamente. Resumidamente se diz que a central é o cérebro do sistema, comandando todas as ações de proteção do cliente, devendo ser instalada em local seguro e de difícil acesso, com proteção adicional de sensor específico para esse fim. Deve-se também ser notada a relação entre o número de zonas (setores de alarme) e o número de sensores envolvidos na solução, pois somente com esta relação sendo coerente, o prestador de serviço de monitoramento poderá identificar precisamente qual o sensor que detectou o problema, de forma individual e cronológica. Tal recurso facilita ainda a manutenção e minimiza problemas com falsos alarmes. O correto dimensionamento da central de alarme significaráo diferencial da qualidade dos serviços que serão prestados, devendo assim ser observado com bastante atenção. Tipos de Setores da Central Quanto a funcionalidade de cada tipo de setor, podemos enumerar: imediato: acionamento do delator de maneira instantânea em caso de arrombamento; temporizado: em caso de arrombamento ou abertura do setor, a central conta um tempo programado para acionamento do delator; setor 24 horas: é o setor que independente da central estar armada ou não, caso aberto aciona o delator de imediato. 39 Existem ainda outros tipos de setores, tais como: sem fio, setores seguidores, cruzados no tempo, entre outros. É possível dividir os setores de forma que eles formem partições que são úteis para eliminação de setores ou compartilhamento da central. Monitoração de Setores O funcionamento básico de um setor de alarme é baseado na presença ou ausência de corrente elétrica no circuito do mesmo. Estando armada a central de alarme, quando essa corrente elétrica é interrompida gera-se um sinal de alarme, acionando os delatores. Veja o exemplo demonstrado na figura abaixo: No caso ilustrado se percebe que o sensor magnético estaria com seus contatos fechados, logo circularia uma corrente elétrica partindo do comum (GND) chegando ao setor Z1 (zona de Esta figura é de fonte própria do autor. Mas afinal, onde aplico um setor como imediato ou temporizado? E como 24 horas? 40 alarme 1). Caso essa corrente fosse interrompida, teríamos um disparo do alarme sinalizado pelo setor 1. Existem tipos de monitorações em função de resistores colocados de forma especial em setores. Sem monitoração por RFL (resistor de final de linha) Note que se acaso o sensor abrir seu contato não será gerado o sinal de alarme. Com a ausência de um resistor de final de linha fica fácil de burlar a central através de jump, entre o borne “comum” e o setor desejado. Com Monitoramento por RFL Neste caso é mais difícil de sabotar um setor da central de alarme, visto que não é somente monitorada a presença de corrente elétrica, mas também o valor da mesma porque o resistor a limita a um valor determinado. Quanto mais oculto o local do resistor mais eficiente se torna o sistema, no caso de sensor IVP o recomendado é instalá-lo dentro do mesmo. 41 Com Monitoramento por RFL e Detecção de Falha Neste caso, além da proteção que o RFL proporciona temos um segundo resistor (RA) para detecção de falha caso os condutores rompam. Associação de Sensores As centrais de alarme são comercializadas em diferentes quantidades de setores, sendo as mais comuns de 1, 2, 4, 8, 16, 32 setores e assim por diante. No entanto, se dispusermos de uma central com 4 setores, por exemplo, e tivermos 20 sensores a serem ligados, a princípio poderíamos pensar que a central não suportaria essa quantidade de sensores. Para resolver esse problema é comum fazermos associações de sensores a fim de que cada um fique conectado a Esta figura é de fonte própria do autor. Esta figura é de fonte própria do autor. 42 determinado setor. A separação de setores deve ser feita de maneira coerente, a fim de facilitar o diagnóstico de disparo, ou seja, se recomenda separar geograficamente os setores de uma residência para facilidade de manutenção e se for o caso, de exclusão temporária de um setor. Logicamente que a associação utilizada é a associação série, na qual a corrente percorre um único caminho, sendo assim qualquer sensor acionado irá disparar o alarme. a seguir temos na figura dois sensores magnéticos e um sensor IVP. Note que os mesmos estão em série: Outros Componentes Pertinentes ao Sistema de Alarme Na sequência serão expostos outros componentes que fazem parte do sistema de alarme. Baterias As baterias têm papel fundamental em sistemas que necessitam permanecer funcionando mesmo com a falta da energia elétrica da rede pública. Em sistemas de alarme é Esta figura é de fonte própria do autor. 43 empregada bateria do tipo selada em função da não necessidade de manutenção e da versatilidade de trabalhar em qualquer posição. Vale lembrar que uma bateria é um dispositivo que armazena energia química e a torna disponível na forma de energia elétrica. Baterias consistem de dispositivos eletroquímicos, tais como uma ou mais células galvânicas, células combustíveis ou células de fluxos. A capacidade de uma bateria de armazenar carga é expressa em àmpere-hora (1 A/h = 3600 coulombs). Se uma bateria puder fornecer um àmpere (1 A) de corrente por uma hora, ela tem uma capacidade de 1 A/h em um regime de descarga de 1 hora. Se puder fornecer 1 A por 100 horas, sua capacidade é 100 A/h em um regime de descarga de 100 horas. Quanto maior a quantidade de eletrólito e maior o eletrodo da bateria, maior a capacidade da mesma. As baterias mais comuns de uso em sistemas de alarme são as de 7 A/h, encontradas facilmente no mercado. O tempo de vida útil delas varia conforme o carregador das mesmas (na maioria das vezes a própria central de alarme já dispõe desse equipamento), que de preferência deve ser do tipo flutuante. A figura abaixo ilustra a bateria comentada: Esta figura foi retirada do site:https://www.google. com.br/search?q=bateri a+7A/h&espv=2&biw=1 280&bih=709&source=l nms&tbm=isch&sa=X& ei=nxoXVJ7AEKr88AGI yoGIDg&ved=0CAYQ_ AUoAQ 44 Cabos Os condutores elétricos indicados para uso em sistemas de alarme são de bitola reduzida quando comparados aos de sistemas elétricos de iluminação e tomadas. Geralmente são empregos cabos de multivias ou multipolares e os mais comuns são os de 4 vias (4X 28 AWG – lê-se 4 vezes 28 AWG), o que facilita o trabalho para ligação dos sensores. Apesar do padrão AWG (American Wire Gauge – bitola de fio americano) não ser mais usado nas instalações elétricas prediais, é comum ainda encontrá-lo em sistemas eletrônicos e de telefonia. Os sistemas de alarme consumem baixa potência, portanto a bitola do fio pode ser reduzida, o que também dinamiza os trabalhos de passagem dos cabos por eletrodutos. A identificação de cada condutor é feita por meio das cores diferenciadas entre si. Quando o cabo apresenta uma blindagem metálica ao redor dos condutores, ele recebe e denominação de cabo manga, que tem como característica a maior imunidade as interferências eletromagnéticas. O cabo manga é mais flexível que os cabos multivias comuns. Ver figura mostrada a seguir. Teclado de Acesso São equipamentos que permitem a interação do sistema de alarme com seus usuários, permitindo sua ativação e desativação. É por intermédio do teclado que seus usuários, identificados por senhas exclusivas e secretas, poderão armar e Esta figura foi retirada do site:https://www.google. com.br/search?q=cabo +manga&espv=2&biw= 1280&bih=709&source =lnms&tbm=isch&sa=X &ei=9RoXVJnBM8Xn8g HP7YBY&ved=0CAYQ _AUoAQ 45 desarmar o sistema de alarme em questão, de acordo com suas necessidades específicas. Um teclado é apresentado abaixo: Diagramas Elétricos de Aplicação em Centrais de Alarme A ilustração abaixo mostra o diagrama elétrico da central de alarme AP 08, do fabricante Compatec. Os setores de alarme apresentam monitoração por resistor de final de linha. Alguns setores são monitorados por sensores magnéticos e IVP para o caso apresentado, lembrando que associações entre sensores são permitidas, desde que sempre em série. Esta figura foi retirada do site:https://www.google. com.br/search?q=cabo +manga&espv=2&biw=1280&bih=709&source =lnms&tbm=isch&sa=X &ei=9RoXVJnBM8Xn8g HP7YBY&ved=0CAYQ _AUoAQ 46 Esta figura foi retirada do manual do fabricante compatec, disponível em: http://www.compatec.c om.br/downloads 47 As programações e demais ajustes possíveis de serem executados são feitos com o auxílio do manual do fabricante. Seguindo da esquerda para direita temos oito setores configuráveis (Z1 a Z8). O borne caracterizado por GND é o comum dos setores e o LED é o borne que libera cerca 2 Volts para sinalizar que a central se encontra armada. DSP é a conexão entre o delator modem e a central de alarme e o BOT é um meio adicional para arme e desarme da central. Sirene (+ e -) é a saída para o delator sirene e tem tensão 12 Vcc. A saída Auxiliar é um tipo de conexão extra que fornece 12 Vcc para alimentação de sensores e afins. TÓPICO 4 DETECÇÃO DE INCÊNDIO A norma que rege a execução de sistemas de detecção e alarme de incêndio é a ABNT NBR 17240 de novembro de 2010. Todos os aspectos de caráter descritivo, normativo e complementar são abordados nessa norma, a qual pode ser disponibilizada ao aluno via Portal. No entanto, alguns itens primordiais sobre ela serão relados a seguir. Definições Este subtítulo apresentará definições referentes a NBR 17240. Central Equipamento destinado a processar os sinais provenientes dos circuitos de detecção, a convertê-los em indicações adequadas e a comandar e controlar os demais componentes do sistema. 48 Central Supervisora Central que supervisiona uma ou várias subcentrais por uma fiação própria. O controle dessa rede de fiação própria contra curto-circuito e interrupção é feito pela central supervisora. Esta pode atuar sobre as subcentrais, mas em caso de perda dessa interligação, a subcentral deve funcionar de acordo com programação própria. Se toda a programação da atuação da subcentral é ativada pela central supervisora, prevalecem as indicações de segurança definidas nesta norma para circuitos de detecção e de comando individuais. Subcentral Central de detecção, alarme e controle autônomo com todos os componentes de supervisão dos circuitos de detecção e de comando com lógica de interação e fonte com bateria própria. Essa central é supervisionada por outra central à distância, mas em caso de alarme, a subcentral não depende do controle da central supervisora para ativar alarmes, sinalização e controles de acordo com uma lógica previamente depositada nela. A supervisão dos circuitos para controle da subcentral é feita pela central supervisora ou por uma estação remota autônoma com quadro sinótico e controles à distância. A subcentral pode ter controles manuais externos, mas como muitas vezes o lugar da instalação não é permanentemente vigiado, os controles manuais devem estar cobertos por uma barreira física que somente pode ser aberta por um dispositivo adequado por pessoal autorizado. Observe a figura abaixo: 49 Detector Automático Pontual É todo o tipo de sensor de detecção em um ponto específico da edificação ou cômodo a ser monitorado. Por definição é dispositivo destinado a operar quando influenciado por determinados fenômenos físicos ou químicos que precedem ou acompanham um princípio de incêndio no lugar da instalação. Detector Automático de Temperatura Pontual É uma divisão da definição anterior quando o assunto é temperatura. Via de regra, é o dispositivo destinado a atuar quando a temperatura ambiente ultrapassa um valor predeterminado no ponto da instalação. Observe: Esta figura é uma colagem do site: www.google.com.br/sea rch?q=detec%C3%A7 %C3%A3o+de+inc%C3 %AAndio&espv=2&biw =1280&bih=709&tbm=i sch&tbo=u&source=uni v&sa=X&ei=UWEgVLrc MdLpggSPhoLAAQ&ve d=0CD8QsAQ Esta figura foi retirada do site:http://www.brubeki .com.br/fumaca.htm 50 Detector Automático de Fumaça Pontual Este também é um sensor pontual, só que o fenômeno físico a ser detectado não é o aumento da temperatura e sim a presença de fumaça. Por definição é o dispositivo destinado a atuar quando ocorre a presença de partículas e/ou gases, visíveis ou não, e de produtos de combustão no ponto da instalação. Detector Linear Detector destinado a atuar quando ocorre a presença de partículas e/ou gases, visíveis ou não, e de produtos de combustão ou a variação anormal de temperatura ao largo da linha imaginária de detecção, no caso de sistemas óticos com transmissor e receptor. Ainda é indicado ao longo de uma linha física de sensoriamento que pode ser instalada reta ou curvada para passar pela área, de tal maneira que supervisione os pontos de maior periculosidade na menor distância possível. Para a detecção dos fenômenos do incêndio, o detector linear contém um ou dois pontos de sensoriamento nos extremos da linha física ou imaginária de detecção. Veja a figura a seguir: Esta figura foi retirada do site:http://www.brubeki. com.br/fumaca.htm 51 Detector Automático de Chama Dispositivo destinado a atuar em resposta a uma radiação de energia, dentro ou fora do espectro visível, resultante de um princípio de incêndio dentro da sua área de captação (visão). Esse tipo de sensor “enxerga” a chama propagada na combustão. Esta figura foi retirada do site: http://www.securiton.co m/pt/produtos/deteccao -de-incendio/sistemas- especial/sistema-de- deteccao-de-fumaca- linear-a-laser- securibeam-bsd- 535.html Esta figura foi retirada do site: http://www.nei.com.br/p roduto/2010/06/detector +de+chamas+general+ monitors.html Qual a importância destes tipos de detectores automáticos em um sistema de monitoração de incêndio? É obrigatório o uso de todos eles, em qualquer ambiente? 52 Acionador Manual É o mais simples dos detectores. É aquele destinado a transmitir a informação de um princípio de incêndio, quando acionado pelo elemento humano. Observe a figura que segue: Indicador Dispositivo que sinaliza sonora ou visualmente qualquer ocorrência relacionada ao sistema de detecção e alarme de incêndio, especialmente para facilitar a busca do local de alarme pelo pessoal de intervenção, controlado pelos detectores automáticos, pelos acionadores manuais ou pela central. Esta figura foi retirada do site: https://centralshop.com. br/acionador-com- sirene-manual-quebre- o-vidro-contato-seco Estas figuras foram retiradas do site: https://centralshop.com. br/acionador-com- sirene-manual-quebre- o-vidro-contato-seco 53 Projeto Para elaboração do projeto, devem ser obedecidas e observadas as respectivas prescrições, referentes aos equipamentos, as quais estão descritas a seguir: da central: deve ser localizada em áreas de fácil acesso e, sempre que possível, sob vigilância humana constante, por exemplo, portarias principais de edifícios, salas de bombeiros ou segurança, etc. A área de instalação da central não deve estar próxima a materiais inflamáveis ou tóxicos. A área, quando enclausurada, deve ser ventilada e protegida contra a penetração de gases e fumaça; das baterias e acumuladores: quando não for alojada no interior da central, deve ser instalada em local protegido, adequado ao tipo da bateria, de forma a evitar danos à saúde e a quaisquer equipamentos e materiais existentes no local. O local de instalação da bateria deve ainda ser ventilado até o exterior da edificação e deve permitir fácil acesso e plenas condições de manutenção; dos detectores: a seleção do tipo e local de instalação dos detectores deve ser efetuada com base nas características mais prováveis da consequênciaimediata de um princípio de incêndio, além do julgamento técnico, considerando-se os seguintes parâmetros: aumento de temperatura, produção de fumaça ou produção de chama, materiais a serem protegidos, forma e altura do teto e a ventilação do ambiente, entre outras particularidades de cada instalação; nos detectores de temperatura: a área de ação a ser empregada para estes detectores é de 36,00 m2, 54 para uma altura máxima de instalação de 7,00 m. Os tipos mais utilizados são: térmicos: instalados em ambientes onde a ultrapassagem de determinada temperatura indique seguramente um princípio de incêndio; termovelocimétricos: instalados em ambientes onde a rapidez no aumento da temperatura indique inequivocamente um princípio de incêndio. nos detectores de fumaça: a área máxima de ação é de 81,00 m2, para instalação em tetos planos, ambientes sem condicionamento de ar, com altura de instalação de até 8,00 m. Os tipos mais utilizados de detectores de fumaça são: iônicos: utilizados em ambientes onde, num princípio de incêndio, haja formação de combustão, mesmo invisível ou fumaça, antes da deflagração do incêndio propriamente dito; óticos: utilizados em ambientes onde, num princípio de incêndio, haja expectativa de formação de fumaça antes da deflagração do incêndio propriamente dito. para os acionadores manuais: deve ser instalado em locais de maior probabilidade de trânsito de pessoas, em caso de emergência, tais como: nas saídas de áreas de trabalho, lazer, em corredores, halls, saídas de emergência para o exterior, etc. Deve ser instalado a uma altura entre 1,20 m e 1,60 m do piso, acabado na forma embutida ou de sobrepor. A distância máxima a ser percorrida, livre de obstáculos, por uma pessoa em qualquer ponto da área protegida 55 até o acionador manual mais próximo não deve ser superior a 16 m e a distância entre os acionadores não deve ultrapassar 30 m. Na separação vertical, cada andar da edificação deve ter pelo menos um acionador manual. Os acionadores manuais devem conter a indicação de funcionamento e de alarme dentro do invólucro do acionador manual ou em separado. O lugar escolhido para a instalação do acionador manual, em caso de correrias, não pode dificultar a saída das pessoas ou provocar lesões corporais. A fixação do acionador manual deve ser resistente ao choque ocasional de pessoas ou transportes manuais e deve evitar sua retirada do ponto de fixação também em caso de vandalismo. Os anunciadores ou avisadores acústicos e visuais devem ter características de audibilidade e/ou visibilidade compatíveis com o ambiente em que estão instalados, de forma a serem ouvidos ou vistos em qualquer ponto do ambiente em que se encontram, em condições normais de trabalho desse ambiente. Esses dispositivos devem também ser alimentados por fonte ininterrupta e supervisionada ou por fonte própria e supervisionada e corretamente dimensionada. Os indicadores ligados em paralelo com detectores automáticos ou acionadores manuais, ou comandados pela central, mas utilizados somente como sinalização para as equipes de intervenção encontrarem a área em perigo, podem ter luminosidade para visualização reduzida de aproximadamente 5 m de distância e intensidade sonora baixa (entre 40 dB e 60 dB), quando instalados em altura não superior a 3,5 m. Deve ser levado em conta, na escolha do equipamento, que alguns deles podem ser instalados em corredores de acesso a áreas enclausuradas, sendo que seu estado deve ser visível também contra a luz do dia, com ângulo de 90° contra a parede de fixação. Para os condutos (eletrodutos) pode se trabalhar de forma aparente ou embutida, podendo os mesmos serem metálicos, plásticos ou de qualquer outro material que garanta 56 efetiva proteção mecânica dos condutores neles contidos. Os condutos devem ter dispositivos que impeçam a passagem de fumaça e de gases quentes dentro deles e de uma área compartimentada para outra. Sendo metálico, o conduto deve ter perfeita continuidade elétrica, rigidez mecânica compatível com o ambiente de instalação, condições satisfatórias de aterramento e identificação na cor vermelha, em forma de anéis de largura mínima de 1 cm a 2 cm a cada 1 m, pelo menos, conforme NBR 7195; quando aparente, a identificação das tampas das caixas de passagem também deve ser na cor vermelha. Se a continuidade elétrica dos condutos não pode ser garantida pela própria interligação, deve ser buscada a solução na instalação de cabos nus e abraçadeiras para interligar os condutos eletricamente. A fiação (ou cabeamento) pode estar contida em condutos metálicos, plásticos ou pode ser aparente em forma de cabo blindado com resistência ao calor, de acordo com a área de instalação e o tempo necessário para suportar o calor do fogo. Quando instalados em condutos metálicos, os condutores devem ser de cobre, rígidos (ou flexíveis), ter isolação termoplástica ou de outros materiais isolantes resistentes ao fogo, com uma tensão de prova mínima de 600 V e diâmetro mínimo de 0,60 mm por razões de resistência mecânica. Para o dimensionamento elétrico dos condutores, a máxima queda de tensão admissível para os circuitos de detecção é de 5% e, para os circuitos de alarme e auxiliares, de 10%. Quais os principais critérios que devo levar em conta na organização de um projeto de detecção de incêndio? Qual a norma vigente? O CREA e o corpo de bombeiros de minha localidade podem me ajudar de que forma? 57 EXERCÍCIOS 1. Os sensores em sistemas de vigilância são responsáveis pela detecção de um intruso, por tentativas de arrombamento ou por alterações das condições ambientais de um local, podendo caracterizar diferentes situações de alarme. Qual o sensor que consegue perceber a variação de luminosidade infravermelha emanada pelo corpo humano? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2. Uma características do sensor de dupla tecnologia é reduzir muito o índice de alarmes falsos. Mas para isso o sensor conta a presença de uma tecnologia, informe qual seria? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 3. O alarme contra roubo é uma das integrações para o sistema de segurança residencial e predial e para que seja eficiente quanto ao seu uso se faz necessário o conhecimento e a instalação completa do sistema. Faça um diagrama com os contatos da central com 8 zonas e instale os dispositivos necessários para que tenha uma segurança na edificação. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 58 CHECK LIST Nesta unidade você pôde aprender: explicar o conceito de sistemas de alarme; especificar e aplicar os sensores e demais componentes envolvidos; interpretar um diagrama elétrico de central de alarme. 59 UNIDADE 3 CONTROLE DE ACESSO E AUTOMATIZADORES DE PORTÃO Objetivos de Aprendizagem Ao final desta unidade você deverá: interpretar manuais dos automatizadores de portão e as funcionalidades disponíveis; aplicar as soluções de automatizadores de acordo com cada necessidade de movimentação; identificar os equipamentos envolvidos nos principais sistemas de controle de acesso. Plano de Estudos Esta unidade está dividida em quatro tópicos, organizados de modo a facilitar sua compreensãodos conteúdos. TÓPICO 1: AUTOMATIZADORES DE PORTÃO TÓPICO 2: SISTEMAS DE CONTROLE DE ACESSO TÓPICO 3: TRANSMISSORES E RECEPTORES DE RADIOFREQUÊNCIA CRIPTOGRAFADOS TÓPICO 4: IDENTIFICAÇÃO POR RADIOFREQUÊNCIA – RFID 60 TÓPICO 1 AUTOMATIZADORES DE PORTÃO Para cada tipo de portão a ser automatizado existe uma mecânica específica determinada pelo movimento de abertura e fechamento. Assim, podemos classificar os automatizadores em três tipos: deslizantes, basculantes e pivotante. O modelo deslizante tem como característica o movimento de abertura e fechamento por meio de trilhos horizontais e de roldanas que deslizam sobra o mesmo, conforme figura abaixo: Já o portão do tipo basculante possui como característica o movimento vertical articulado, no qual a abertura e Esta figura foi retirada do site:https://www.google.c om.br/search?q=automati zador+de+port%C3%A3o +site:ebah.com.br&es_s m=122&biw=1280&bih=7 09&source=lnms&tbm=is ch&sa=X&ei=ClklVJKLH9 e_ggSB7oCICw&ved=0C AYQ_AUoAQ#tbm=isch& q=automatizador+de+port %C3%A3o Esta figura foi retirada do site:https://www.google.co m.br/search?q=automatiz ador+de+port%C3%A3o+ site:ebah.com.br&es_sm= 122&biw=1280&bih=709& source=lnms&tbm=isch&s a=X&ei=ClklVJKLH9e_gg SB7oCICw&ved=0CAYQ_ AUoAQ#tbm=isch&q=auto matizador+de+port%C3% A3o 61 o fechamento se dão através da articulação da folha. Também é conhecido como portão de elevação. Por fim, temos o portão pivotante que é sustentado por dobradiças articuladas. Faz um movimento horizontal articulado. Está ilustrado a seguir: O diagrama de blocos de um sistema automático de portão pode ser representado pela imagem a seguir: Esta figura foi retirada do site:https://www.google.com. br/search?q=automatizador +de+port%C3%A3o+site:eb ah.com.br&es_sm=122&biw =1280&bih=709&source=ln ms&tbm=isch&sa=X&ei=Clkl VJKLH9e_ggSB7oCICw&ve d=0CAYQ_AUoAQ#tbm=isc h&q=automatizador+de+port %C3%A3o Esta figura 62 Dos numerais 1 a 5 na figura anterior temos a possibilidades de interface entre o central do portão e elementos opcionais externos, tal como a possibilidade de acendimento automático de lâmpadas de cortesia (2) ou de destravamento de fechaduras eletromagnéticas (4). Também se pode aumentar a segurança utilizando sensores de barreira (3) ou sinalizadores de saída de veículos (5). O item (7) é a placa eletrônica propriamente dita e o (6) é motor que movimenta o portão. O item (8) representa a alimentação elétrica do sistema e o (9) os transmissores de RF criptografados que enviam os sinais necessários para as funções do sistema. TÓPICO 2 SISTEMAS DE CONTROLE DE ACESSO Atualmente, vem crescendo de forma considerável em todo o mundo os investimentos relativos à segurança, principalmente de estabelecimentos comerciais, empresas e condomínios. Isso porque, como podemos perceber, tanto a audácia como os artifícios utilizados por marginais para ter acesso a dados ou bens privados tem se desenvolvido de uma maneira assustadora, ao passo em que nossa precária legislação criminal não consegue intimidá-los ou coibi-los. Ao mesmo tempo, deve-se destacar a tecnologia aplicada à segurança patrimonial, que hoje dispões de inúmeros recursos de ponta e comprovadamente eficientes, capazes de garantir a segurança de uma organização. Nesse sentido destaca-se o controle de acesso de pessoas, que pode ser compreendido como sendo o cartão de visitas de uma empresa, uma organização ou de um condomínio fechado. 63 O controle de acesso de pessoas é uma estratégia fundamental para garantir a segurança, uma vez que nele estão envolvidas a aplicação de tecnologias modernas para controlar o acesso de pessoas às áreas restritas. De uma maneira geral, o controle de acesso de pessoas é feito por meio da utilização em conjunto de inúmeras tecnologias, tais quais: uso de catracas e cartões magnéticos; uso da biometria e leitores biométricos; uso de código de barras; uso de vídeos de segurança e de alarmes de detecção; uso de tecnologias de automação e de pessoal treinado especializado, dentre outros. A finalidade do controle de acesso de pessoas é proporcionar aos moradores e colaboradores de determinado ambiente, a mais plena segurança cotidiana, impedindo que pessoas não autorizadas adentrem áreas restritas. Vale destacar que as grandes empresas e organizações já visualizam os custos com segurança patrimonial e controle de acesso de pessoas como verdadeiros investimentos na própria organização, capazes de agregar ainda mais valor aos seus produtos e negócios. TÓPICO 3 TRANSMISSORES E RECEPTORES DE RADIOFREQUÊNCIA CRIPTOGRAFADOS Um sistema de transmissão em radiofrequência é aquele que utiliza a onda magnética como meio físico de propagação de dados. Em sistemas de automação predial é comum utilizar RF (radiofrequência) para o acionamento de 64 alarmes, portões e portas automáticas, entre outros elementos de acionamento à distância, nos quais o uso de fios é desnecessário ou indesejado. Portanto, um sistema deste tipo pode ser utilizado como controle de acesso onde cada usuário tem um transmissor (controle) para abrir uma porta ou portão em específico. Nas comunicações envolvendo codificação e decodificação de sistemas de RF temos dois padrões principais de criptografia. São eles: padrão HH – 12 bits binários com código configurado pelo usuário; padrão HT – 24 bits binários criptografados de fábrica. Lembrando que um sistema binário ou base 2 é aquele no qual temos somente dois numerais 0 (zero) ou 1 (um), que representam, eletricamente falando, desligado e ligado respectivamente. A figura a seguir ilustra um código HH, na qual o código criptografado seria 010101101011. Note que tanto Informação em RF Automatizador de Portão Acesso em ambientes controlados Esta figura é de fonte própria do autor. 65 transmissor (encoder) como receptor (decoder) são configurados com o mesmo código para uma perfeita comunicação. Além do código criptografado existe uma diferenciação de faixas de frequências utilizadas nesses tipos de transmissores e receptores de RF, sendo que as mais comuns são 292, 315 e 433 MHz. VejA: TÓPICO 4 IDENTIFICAÇÃO POR RADIOFREQUÊNCIA – RFID Atualmente, as soluções wireless para segurança, controle, comunicação de dados vêm ocupando um espaço cada vez maior na área eletrônica. A afirmação que fazemos sempre de que o mundo está se tornando "wireless", a cada dia se torna mais evidente. O que trataremos neste tópico é uma dessas soluções: a identificação por rádio frequência ou RFID (Radio Frequency Identification), como esta tecnologia funciona e como você pode adotá-la como uma solução específica para uma determinada aplicação. A identificação por rádio frequência surgiu por volta de 1960 com a finalidade de resolver os problemas de acompanhamento e acesso em sistemas que não permitiam o contato direto e em ambientes hostis onde o código de barra não podia ser aplicado. A ideia básica da tecnologia de identificação por rádio frequência consiste em se utilizar um microchip ligado a uma Transmissor Receptor Esta figura é de fonte própria do autor. 66 antena, operando tanto em baixas como altas frequências. Esse microchip consiste num transponder que não necessita de fonte de alimentação, pois o sinal que o excita vem diretamente de um circuito de leitura/gravação que o excita, conforme mostra a figura abaixo: Ao ser excitado, o circuito é alimentado enviando ou recebendo dados que estejam gravados. Trata-se,