Algumas das maiores obsessões das pessoas sempre foram como conseguir mais tempo, segurança, conforto e economia. O conceito de Smart Home (Casa inteligente) surgiu com o objetivo de atender a cada uma dessas demandas. Uma Smart Home é uma residência que utiliza dispositivos e sensores conectados à internet para permitir monitoramento e controle remoto e automático dos diversos sistemas da casa, como iluminação, som, temperatura, segurança e outros.

Os primeiros exemplos de Smart Homes surgiram nos anos 70, porém dependiam de sistemas com cabos que eram caros, limitados, complexos de serem instalados e pouco confiáveis. Com o desenvolvimento de diversas áreas, como a microeletrônica, o sensoriamento e os sistemas embarcados, surgiu o conceito de Internet das Coisas, ou IoT. A internet das coisas consiste na capacidade de dispositivos e sensores que interagem com o meio, se conectarem à internet, enviando e recebendo dados e comandos.

As Smart Homes representam um grande avanço tecnológico, permitindo grande flexibilidade sobre o nível de automação utilizando instalações muito mais simples, baratas e de maior confiabilidade. Com esse avanço, diversas empresas muito conhecidas por nós, como Amazon, Apple e Google entraram forte no mercado, lançando seus produtos e plataformas voltadas para smart homes.

Você pode estar se perguntando o que tudo isso tem a ver com energia. A resposta é simples, um dos principais pilares da smart home está na eficiência energética. Ela se dá através do controle de iluminação, refrigeração e aquecimento e, mais recentemente, da gestão das diversas fontes de energia que uma residência pode ter, como a rede de distribuição, sistemas fotovoltaicos, baterias estacionárias e, até mesmo, a bateria de um veículo elétrico.

Nesse artigo você vai conhecer algumas tecnologias voltadas para smart home. Provavelmente você se surpreenderá ao perceber que já possui algumas delas na sua casa e, muitas vezes, não a utiliza da maneira mais eficiente.

Tecnologias Smart Home para entretenimento

Os melhores momentos que passamos em nossa casa é quando podemos relaxar, vendo um filme, ouvindo uma música, lendo um livro, etc. Os dispositivos de entretenimento inteligentes permitem que você faça algumas dessas coisas de maneira mais prática, intuitiva e eficiente.

O primeiro passo para tornar sua experiência de entretenimento mais inteligente é a disponibilização de todas as suas mídias, sejam fotos, vídeos, músicas ou livros, para os diversos dispositivos que você possui, como TVs, computadores, Tablets, Smartphones, sistemas de som, videogames, eReaders e, em alguns casos, até mesmo a geladeira e o fogão. Isso é feito através dos “media centers”, que condensam todas essas mídias e disponibilizam para os diversos dispositivos. Outro avanço nesse quesito foi o desenvolvimento das plataformas de Streaming. Utilizando aplicativos como Spotify, Netflix ou Youtube, você pode começar a ouvir uma música, ou ver um filme, no seu smartphone e continuar exatamente do ponto onde parou na sua SmartTV ou computador, tudo isso com apenas alguns comandos.

Um avanço um pouco maior já busca facilitar o controle da sua experiência de entretenimento em casa, dando a você acesso total a todos os dispositivos por meio de voz, aplicativo e controle remoto onde quer que esteja em sua casa. Desde alguns sistemas mais simples, como dispositivos de áudio Bluetooth e smart TVs a sistemas de controle ativados por voz, como o Amazon Echo, os dispositivos de entretenimento doméstico estão se tornando mais inteligentes do que nunca.

Tecnologias Smart Home para segurança

Um sistema de segurança para Smart Homes se conecta ao Wi-Fi de sua residência permitindo acesso a uma série de câmeras, sensores e trancas a partir de seu smartphone, tablet ou computador. Dentre os dispositivos mais utilizados estão os sensores de porta e janela, que irão avisar através de um aplicativo caso sejam abertos, sensores de movimento, que também irão emitir uma notificação no smartphone se acionados. As câmeras permitem uma visualização de sua residência em tempo real. Outros dispositivos um pouco menos usuais são as trancas automáticas, permitindo trancar ou destrancar qualquer porta pelo aplicativo ou, até mesmo, aproximando o smartphone, através da tecnologia NFC e as campainhas com câmera, que te permitem ver quem está à sua porta.

Todos esses dispositivos podem ser programados para ativar e desativar em determinados horários. Os comandos por voz também são bastante usuais para ativar/desativar alarmes e trancas, assim como os sensores biométricos.

Sensores de fumaça e água podem ser adicionados ao sistema, permitindo um monitoramento em caso de incêndios e alagamentos. Esses sensores, além de notificar através do aplicativo podem enviar notificações diretamente para os bombeiros.

Tecnologias Smart Home para conforto

Talvez o ponto que mais leva as pessoas a aderirem a tecnologias para Smart Home é o conforto. Nesse quesito existe uma gama variada de dispositivos, que vão desde o controle automático de iluminação, temperatura e umidade do ambiente a sistemas autônomos de limpeza.

No que diz respeito à iluminação, quem nunca quis acender uma lâmpada batendo palmas? Em Smart Homes vamos muito além disso, pode-se programar desde o horário que determinada lâmpada deve acender e até mesmo a cor da iluminação para cada situação. Existem dispositivos que combinam a cor da iluminação à imagem que está aparecendo na tela da sua televisão. As possibilidades aqui são quase infinitas.

E que tal chegar em casa em um dia de calor, ou frio, e a temperatura da sua casa já estar ajustada para a temperatura ideal? O mesmo raciocínio pode ser utilizado para a umidade do ar. Pode-se até mesmo programar a banheira para encher, de maneira que você chega em casa e já tem seu banho quente preparado.

Impossível descrever aqui todos os dispositivos disponíveis no mercado, que vão desde geladeiras que te ajudam a preparar a lista de compras e fogões que avisam do ponto ideal da carne, até sistemas de aspirador de pó autônomo. Só será necessário tomar cuidado com o sedentarismo.

Tecnologias Smart Home para economia

O principal ponto de economia das Smart Homes está relacionado à gestão eficiente de energia. Com a chegada da era das redes inteligentes, a infraestrutura de medição avançada, a difusão dos sistemas de geração de energia distribuída, em especial a fotovoltaica, os sistemas de armazenamento de energia e os veículos híbridos e elétricos, há uma transição profunda de um modelo onde somos meros consumidores de energia para um padrão onde somos capazes de gerenciar, não só nosso consumo de energia, como também a origem dessa energia.

Foi então que surgiram os Sistemas de Gerenciamento de Energia Residencial (HEMS) para as Smart Homes. HEMS é definido como o sistema que fornece serviços de controle de energia permitindo monitorar e gerenciar eficientemente a geração, o armazenamento e o consumo de eletricidade em Smart Homes. Com os dispositivos e sensores inteligentes pode ser feita a coleta de dados de consumo de energia de todos os equipamentos elétricos da residência. Dessa forma pode-se monitorar e controlar, de maneira remota e automática, em tempo real, os diferentes modos operacionais dos dispositivos domésticos inteligentes. Além disso, a HEMS pode fornecer, não apenas o status de utilização ideal dos eletrodomésticos, mas também dados dos serviços de armazenamento e gerenciamento da energia proveniente dos sistemas de geração distribuída (Fotovoltaico, eólico, biomassa, etc.), sistemas de backup com baterias e, até mesmo, do carro elétrico. A figura a seguir apresenta a arquitetura padrão de um sistema HEMS.

Os sistemas de monitoramento permitem ao usuário acompanhar em tempo real o consumo de cada equipamento da casa, bem como o status de cada fonte de energia (rede da concessionária, sistema de geração, sistema de armazenamento e veículo elétrico, EV). O Sistema de registro armazena os dados históricos de consumo, geração, disponibilidade de energia armazenada e preços da energia da concessionária. O Sistema de controle permite ao usuário tomar ações sobre o seu sistema energético, como alterar o perfil de consumo de determinado equipamento elétrico ou alterar a fonte de energia prioritária para a residência. Já o sistema de gerenciamento é o mais importante, pois é ele que toma decisões automáticas sobre os modos de consumo dos equipamentos e a origem da energia a ser utilizada, em função da disponibilidade das fontes distribuídas, os status de carga dos sistemas de backup e dos EVs e o preço horário da energia da concessionária. Por fim o Sistema de alarme é o responsável por gerar notificações sobre erros no sistema ou situações críticas, como falta de energia ou baterias extremamente baixas.

Com as mudanças previstas para o modelo tarifário energético brasileiro, incluindo na tarifa residencial fatores sensíveis ao horário, o que já acontece na tarifa branca, os HEMS se tornarão cada vez mais imprescindíveis para uma gestão eficiente do consumo e geração de energia.

Fontes:

For the smarthomepc magazineIoT AgendaBusiness Insider

Y. Liu, B. Qiu, X. Fan, H. Zhu, B. Han, “Review of Smart Home Energy Management Systems”, Energy Procedia, vol. 104, pp. 504-508, 2016.

 

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