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Projeto de um sistema automático de controle de luz artificial com base na iluminação natural para a redução do consumo de energia

Nowadays, several studies in the lighting systems are related to energy efficiency, energy savings, and ergonomic health. The last one related to workers visual comfort. Advances in microelectronic field and the use of LED technology allowed the development of new projects related to intelligent lig...

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Principais autores:	Silva, Maurício Gonçalves da, Taschetto, Rodrigo Lacerda
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Iluminação de interiores - Automação Microcontroladores Sensoriamento remoto Energia - Conservação Interior lighting - Automation Microcontrollers Remote sensing Energy conservation Engenharia de Controle e Automação
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8175
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spelling	riut-1-81752020-11-11T14:00:59Z Projeto de um sistema automático de controle de luz artificial com base na iluminação natural para a redução do consumo de energia Silva, Maurício Gonçalves da Taschetto, Rodrigo Lacerda Leludak, Jorge Assade Iluminação de interiores - Automação Microcontroladores Sensoriamento remoto Energia - Conservação Interior lighting - Automation Microcontrollers Remote sensing Energy conservation Engenharia de Controle e Automação Nowadays, several studies in the lighting systems are related to energy efficiency, energy savings, and ergonomic health. The last one related to workers visual comfort. Advances in microelectronic field and the use of LED technology allowed the development of new projects related to intelligent lighting control systems. These systems provide a fully control of resources, avoiding unnecessary expenses. In the work presented in this paper, was projected an automatic system that controls the lightening of a thermal laboratory located at Pontifícia Universidade Católica in the Parana State/Brazil. The system provides the necessary level of lightening and visual comfort for the workers, controlling the light intensity of each luminaire in the room. The system also takes advantage of the daylight reducing the energy usage. To develop the project specific modules of microcontrollers were used, whose concept is based on pulse width modulation (PWM), and aims to control the average voltage applied to the LED lamps. The automatic voltage adjustment is based on light sensors installed in each luminaire. To prevent lamps being lit unnecessarily in the absence of people, movement sensors turn off the laboratory light after a preset time. For administrators and users have access to commands, settings and information of the system, the project provides for an human machine interface (HMI) that communicates with the installed modules in each luminaire, using a radio frequency and wireless communication. Knowing that eventually the laboratory is used as a classroom, a preset configuration was designed to have an intelligent lighting in the laboratory. Lamps that are closer to the projector screen are less lit and moving away from the screen, the luminance level increases gradually. As the main objective of the project is the reduction of energy consumption, were provided comparative studies of energy expenses and luminance levels of the laboratory before and after the implementation of the system, which showed a reduction of approximately 22.28% in energy consumption without reducing the ergonomic working conditions. Atualmente, muitos estudos na área de iluminação estão voltados para as questões relacionadas à eficiência energética, redução do consumo de energia e saúde ocupacional, através de um maior conforto visual para os usuários. O avanço da microeletrônica e o surgimento da tecnologia LED permitiram que fossem desenvolvidos novos projetos relacionados à automatização dos sistemas de iluminação de ambientes, além de proporcionar um maior controle de recursos e gerenciamento de gastos desnecessários. Baseado nestas premissas, este projeto objetivou desenvolver um sistema que controlasse automaticamente a iluminação artificial de um laboratório de sistemas térmicos, localizado na Pontifícia Universidade Católica do Paraná, buscando manter os níveis necessários de iluminamento e conforto visual para os usuários, através do controle da intensidade luminosa de cada uma das luminárias da sala, aproveitando a iluminação natural, com o intuito de reduzir o consumo de energia. No desenvolvimento do projeto foram utilizados módulos específicos de microcontroladores, cujo conceito baseia-se na modulação por largura de pulso (PWM), tendo como finalidade controlar a tensão média aplicada às lâmpadas de LED. Sensores de luminosidade instalados em cada uma das luminárias fazem as medições do nível de iluminamento, que servem como base para o ajuste automático. Para evitar que as lâmpadas fiquem acesas desnecessariamente na ausência de pessoas na sala, sensores de presença desligam a iluminação após um tempo pré-determinado. Para que usuários e administradores tenham acesso a comandos, configurações e informações do sistema, o projeto previu uma interface humano-máquina (IHM) que se comunica com os módulos instalados em cada uma das luminárias através da comunicação por rádio frequência, utilizando o meio de transmissão sem fio. Sabendo que eventualmente o laboratório é utilizado para ministrar cursos e palestras, utilizando projetores, foi previsto na IHM uma função que controla o percentual de iluminamento de cada uma das luminárias, previamente programado, fazendo com que as lâmpadas que estão mais próximas da tela fiquem com menor luminosidade e, à medida que se afasta da tela o nível de iluminamento aumenta gradativamente. Como o objetivo principal do projeto é a redução do consumo de energia, foram previstos estudos comparativos dos níveis de iluminamento do laboratório, antes e depois da implantação do sistema, que mostraram uma redução de aproximadamente 22,28% no consumo de energia, sem diminuir as condições ergométricas de trabalho. 2020-11-11T14:00:59Z 2020-11-11T14:00:59Z 2014-08-13 bachelorThesis SILVA, Maurício Gonçalves da; TASCHETTO, Rodrigo Lacerda. Projeto de um sistema automático de controle de luz artificial com base na iluminação natural para a redução do consumo de energia. 2014. 108 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8175 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Departamento Acadêmico de Eletrotécnica
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	Nowadays, several studies in the lighting systems are related to energy efficiency, energy savings, and ergonomic health. The last one related to workers visual comfort. Advances in microelectronic field and the use of LED technology allowed the development of new projects related to intelligent lighting control systems. These systems provide a fully control of resources, avoiding unnecessary expenses. In the work presented in this paper, was projected an automatic system that controls the lightening of a thermal laboratory located at Pontifícia Universidade Católica in the Parana State/Brazil. The system provides the necessary level of lightening and visual comfort for the workers, controlling the light intensity of each luminaire in the room. The system also takes advantage of the daylight reducing the energy usage. To develop the project specific modules of microcontrollers were used, whose concept is based on pulse width modulation (PWM), and aims to control the average voltage applied to the LED lamps. The automatic voltage adjustment is based on light sensors installed in each luminaire. To prevent lamps being lit unnecessarily in the absence of people, movement sensors turn off the laboratory light after a preset time. For administrators and users have access to commands, settings and information of the system, the project provides for an human machine interface (HMI) that communicates with the installed modules in each luminaire, using a radio frequency and wireless communication. Knowing that eventually the laboratory is used as a classroom, a preset configuration was designed to have an intelligent lighting in the laboratory. Lamps that are closer to the projector screen are less lit and moving away from the screen, the luminance level increases gradually. As the main objective of the project is the reduction of energy consumption, were provided comparative studies of energy expenses and luminance levels of the laboratory before and after the implementation of the system, which showed a reduction of approximately 22.28% in energy consumption without reducing the ergonomic working conditions.
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Projeto de um sistema automático de controle de luz artificial com base na iluminação natural para a redução do consumo de energia

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