Sistema domótico através de comunicação por luz visível

Abstract

Na última década, ocorreram vários desenvolvimentos na tecnologia dos díodos emissores de luz (LED), que permitiram que esta fosse encarada como a principal tecnologia na iluminação de interiores. A integração dos LEDs em sistemas de iluminação inteligentes através de comunicação por luz visível (VLC) deve ser o próximo passo. A solução proposta é baseada numa arquitectura Master/Slave, suportada por um micro-controlador de baixo custo. Este sistema pode ter vários tipos de sensores conectados, que recolhem informação local, e é capaz de controlar e adaptar-se às necessidades de iluminação locais num curto período de tempo. O sistema domótico proposto foca-se na gestão da luz através de um sistema inteligente que se pretende compacto, altamente adaptável a vários cenários e pouco dispendioso quando comparados com soluções comerciais existentes. O principal objectivo deste sistema é controlar a luminosidade quando exposto a uma grande variedade de condições, através de uma unidade compacta. Esta unidade adquire e processa dados localmente, através de um módulo que contém o emissor e receptor VLC, sensores de luz ambiente e detecção de movimento, a unidade de processamento e o próprio sistema de iluminação. Um importante requisito deste sistema domótico envolve a monitorização das condições de uso que só é possível através de sensores que quantifiquem parâmetros específicos pretendidos. Apesar de ser possível a adição de outros sensores como temperatura, posição e consumo de energia, os sensores identificados como requisito mínimo para este sistema inteligente são: luz e movimento. Enquanto o sensor de luz mede a luminosidade de outras fontes de luz (artificial e natural), o movimento é detectado automaticamente através de um sensor infravermelho passivo (PIR). Funcionalidades adicionais podem incluir a possibilidade de ajustar parâmetros manualmente através de um comando portátil infravermelho.

The developments of light emitting diode (LED) technology over the past decade has allowed it to be seen as the future housing lighting main technology. The integration of LEDs on intelligent lighting systems using visible light communication (VLC) should be the next logical step. The proposed solution is based on a Master/Slave architecture, each one based on a low cost micro-controller. This system can have several types of sensors connected gathering local information. It is able to control the lighting output and at the same time adapt to local luminance needs in a very short amount of time. The proposed domotics system focuses light management through an intelligent system which is intended to be compact, highly adaptable to different application scenarios and with a very low cost when compared with existing commercial solutions. The main objective of this domotics system is to control the light output under different conditions using a compact unit able to acquire and process data locally in a small and autonomous module which includes VLC emitter and receiver units, sensors for ambient light and motion detection, the main processor unit and the lighting system itself. An important requirement of this domotics system involves monitoring of usage conditions. This is only possible through sensors that quantify specific parameters. Although it is possible to add sensing elements measuring different variables, like temperature, position and power consumption, the ones which can be interpreted as the minimum requisites for an intelligent lighting system are ambient light and motion. While the ambient light sensor measures luminosity from light sources (artificial or natural), motion is automatically detected through a passive infrared (PIR) detector. Additional functionalities may include the possibility of manually adjusting parameters through a portable IR command.