Discussão teórica sobre a criação de interruptor para automação em instalações pré existentes

Olá Pessoal tudo bem.

Sou novo no fórum e meu conhecimento é limitado a projetos iniciais em arduino para testes em casa (com placa emprestada ainda).

Porém como profissional da Construção Civil (engenheiro civil) tenho interesse em sistemas de automação residencial.

Recentemente conversando sobre isso com um colega chegamos a conclusão que existe um produto que ainda não foi criado.

Problema encontrado:
Na instalação de um interruptor simples, em uma edificação já existente, já encontramos equipamentos bem acessíveis no mercado, tanto no que tange a preço quanto na facilidade de instalação (se você sabe conectar um celular numa rede wifi você consegue programar um dispositivo pronto e pré configurado).

Exemplo disso são os produtos da Sonoff.

PORÉM na instalação elétrica desses dispositivos existe a necessidade de execução de mais do que um usuário final conseguiria.

Analisando isso percebi que esse fato se dá pela necessidade de alimentação do dispositivo em si, hoje é preciso ter uma linha direta de faze/neutro para alimentar o rele e mais uma linha para enviar a faze para o dispositivo a ligar.

img04_conhecendo_o_sonoff_rele_wifi_para_automacao_residencial_arduino_esp8266_lampada_iluminacao_tomada_smartphone_tablet_android_ios_celular
Na imagem acima ainda pode ser realizada a ligação do neutro da saída diretamente na rede existente (sem passar novamente pelo dispositivo)

A situação é que numa instalação residencial temos apenas o fio fase e o retorno para lampada. Então para instalação precisamos de um eletricista para fazer a ligação de um segundo fio (que servirá como neutro da alimentação do controlador) para que o sistema funcione.

Pergunta
Existe algo no mercado que me permita executar isso direto, sem a necessidade de um terceiro fio?

Solução proposta para criação do sistema:
Eu poderia utilizar um sistema de bateria para manter a controladora ligada.

Duvida:
Mas eu poderia alimentar esse sistema (recarregar a controladora) utilizando o circuto fase/retorno?

A ideia é colocar entre o Step Down (transforma (127/220V AC em 5v DC) e a placa do Relê uma placa de carregamento de bateria (Lítio ou outra recarregável), mas efetuar a ligação de alimentação desse sistema utilizando o mesmo circuito fase e o retorno da lâmpadas existente, de forma que quando fechado o sistema elétrico, além de alimentar o dispositivo eu conseguisse carregar a bateria do sistema.

Alguém já tentou isso? Houve alguma complicação?

Pretendo comprar os componentes a seguir para testar o sistema, mas queria saber se existe algum problema que não estou percebendo.

*** Edit 12/07/2019***

Estou vendo que meio ponto de vista não foi bem explicado, vou tentar melhorar isso agora.

Imagine os seguinte cenário :
Você é dono ou foi contratado para automatizar uma edificação (um escritório por exemplo) já existente ok!
Você levanta que contando que vai precisar conectar sei lá umas 10 tomadas, colocar uns outros 10 sensores e ligar umas outras 10 lampadas.

Então você verifica que:

Para instalar as tomadas vc tem a opção de instalar 10 tomadas com wifi ou 10 tomadas com conector via cabo (tem que passar um fio pra conexão c a central), ou ainda passar fiação elétrica da Central de automação para cada um dos pontos (rele na Caixa de automação). Deconsiderando aspectos de segurança qual opção vc tomaria?

Para os sensores você não tem muita opção, se não é um ponto de tomada que vc vai usar, vc tem que alimentar o sensor, ou com energia ou com bateria, a comunicação pode ser feita pela duas formas Então novamente sem considerar aspectos de segurança levando em conta o que temos no mercado qual opção vc adotaria?

Mas perceba que a decisão do sensor está intimamente ligada ao seu posicionamento, um sensor posicionado num local com alimentação facilitada, pode ser deficiente na captura da informação de resposta, este é sim um fator que considero mais importante na hora de optar por este ou outro sensor.

Porém note que para ambos os casos não existe uma linha do meio no que tange a instalação, nada fará o sensor ou a tomada funcionar parcialmente, pense que não exite funcionamento prejudicado pela instalação existente.

Agora temos 10 interruptores, eu quero que eles continuem interruptores, mas preciso que eles tenham Iot ( não basta ser inteligente ele tem que conversar com os sensores ou com a central de automação).

Então eu tenho duas opções: ou eu mudo a instalação elétrica…
Ou eu coloco um sistema a bateria (num ponto onde eu tenho energia).

Hoje no mercado existem interruptores totalmente off grid (bateria) ou aqueles que demandam de alteração na rede existente.

A instalação de um sistema a bateria é indicada quando eu n tenho acesso à rede no ponto em que quero o interruptor.
E a instalação de sistemas alimentados pela rede é indicada para sistemas q tenham (Fase/Neutro/Retorno) ou demandam da alteração na rede.

É esse o ponto que quero chegar o quanto um sistema que não demandasse alteração de rede elétrica e fosse constantemente alimentado é viável a ponto se se tornar opção ao que se tem no mercado?

Meu intuito é chegar a esse produto… pra isso conto com o conhecimento dos senhores que vem e continuarão sendo sempre muito bem aproveitados!

Grato pela atenção até aqui.

Obs. adoro criticas (mesmo as mais severas) e não costumo ficar bravo com ninguém então podem falar o que tiver vontade ok!:+1:

deixa eu ver si entendi, voce que abastecer apenas com um fio ? tipo:

se voce tem grana , voce paga alguem pra instalar , algo controlado por uma central
se voce nao tem voce compra um algo como esses dois produtos

acho o que voce tem e uma solucao a procura de um problema, porque sim da pra fazer o que voce quer mais vai ficar carrisimo de incluir um bateria de litio, BMS, fonte retificadora, etc, no lugar de 5 reais de fio. chances sao que nao vai instalar so um ponto, se se for instalar 10 , tanto por seguranca como por custo , e mais convenient pagar alguém pra installar

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Primeiro de tudo obrigado pela ajuda!

É mais ou menos isso mesmo que eu quero sim (seu esquema está correto).

A minha intenção é no DESENVOLVIMENTO do produto e por isso a primeira pergunta foi esta, alguém já fez isso?

Daí que o fato de existirem produtos no mercado já é um indicativo de que algo pode sim ser feito.

Agora vamos aos detalhes…

Não conhecia o bulbo de ligação direta no soquete e 27 e no mercado livre encontrei ele por modestos Oitenta e poucos Reais :+1: , porém o sistema fica inutilizado se desligarmos a tomada, na discussão do produto do link no ML tem explicado isso.

(Os plugs são outra conversa isso eu conhecia inclusive com nosso padrão de tomadas)

Agora falemos de desenvolvimento de produto (a minha intenção é de fato ganhar $$)

Quando falamos de Valor de um produto os estudos de clientes indicam que a geração atual de clientes jovens não liga de pagar “um pouco mais” se:

  1. eles mesmos puderem implementar
  2. a solução for simples
  3. a solução for rápida

Cara eu iria amar poder colocar um soquete wifi na lampada do meu escritório e poder acionar ela de forma inteligente!

Mas ficaria muito decepcionado se ao sair eu resolvesse desligar ela pelo interruptor e depois n conseguisse ligar novamente pelo celular!

Então continuo no processo de desenvolver o produto (pois ele ainda n existe de fato)!

Agora falemos de custo!

Não acho que fique assim tão mais caro porque não estou falando de nada que não possa ser comprado pelo preço do que já existe no mercado.



Sei que dessa forma não deve funcionar mas é assim o desenvolvimento de um produto!

E quanto a bateria imagine que este sistema com rele desarmado não consome quase nada! Não há necessidade de algo com muita capacidade de carga para mantê-lo em Stand By!

Só lembrando que não vou montar isso p mim, mas pretendo vender um produto pronto, facilmente programável e de instalação sem a necessidade modificações na rede da casa (compre e use)!

Mas a discussão permanece, obrigado de novo pela resposta!

Olá, bem meus pensamentos são:
1.se já existe não sei use Google patentes procure em inglês como “one wire single fase Power” tipicamente usa um terra ou /e um capacitor pra isso. Mas muito provávelment e já existe. Eu já pensei e projetei um sistema parecido pra sensores de humildade em hortas.

2 . Caso não haja patentes no Brazil. Ou já esteja vencido. E você tenha os 40 mil que deve gastar pra fazer um patente daí tem chance.

  1. Caso seja inovador ,Industrialização disso vai 100 mil e 1/2 ano de trabalho facilmente. Pra um produto extremamente fácil de fazer um pirata. Vai ter que ser ninja pra lançar isso super rápido antes que apareça clones.

  2. Não sei o quanto mais fácil fica a instalação. O cara que vai instalar vai ter que mexer na fixação doméstica, o que não e todo mundo que tem coragem de fazer. O que também me indica que vai uma boa grana certificando esse produto no Inmetro.

5 vai ter que ter camada de segurança seria, tipo AES com hand shake e de chaves pra garantir a segurança , caso isso seja accessível WAN, ou ligue no roteador.
Pela grana envolvida eu procuraria niches

Eu fui nesse caminho faz 2 anos de fazer uma tomada wifi que funciona via ir. Quando fui ver o que iria gastar vs espaço do mercado. Eu vi que era melhor eu importar pronto e investir 200 mil em marketing.

Agora não quero desanimar. Manda recado pro @Ludicon ele parece ser bem familiarizado com esse tipo de circuito . Ele pode te ajudar melhor. Eu faço mais a parte de programação de embarcados.

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Cara posso ter entendido errado mas pq vc não liga em paralelo ai vc não tem esse problema vc pode tanto ligar pelo interruptor como pelo wifi…

Então Vinicius o problema é que isso não resolve o problema que estou tentando resolver.:sweat_smile:

Acontece que a ligação em paralelo com o relé ainda depende de um neutro para manter a controladora energizada!

(desculpe o desenho mal feito estou no celular)

Veja a imagem acima, se não tivermos o fio preto antes da controladora Wifi não vai funcionar pois se a controladora não estiver energizada (circuito fechado) ela não executa a programação e por consequência não temos como ativar o relé.

Instalamos o interruptor sempre na saída do relé para q ele funcione “em paralelo” com a controladora. É um recurso eficiente para mantermos um meio analógico de acionamento, mas para q o meio digital funcione ele deve SEMPRE ter energia passando por ele.

quando eu fiz algo parecido pra uma horta onde usava 2km de fio e era 50m entre pontos de irrigacao , usei 48vac e a estaca que segura o cano como terra. No seu caso vc nao tem caminho de retorno, e 110v ou 220v mesmo poucos mA pode matar, tem que ver os aspecto de seguranca.

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O que eu pensei não era bem isso que vc esboçou.
Abaixo o que eu tinha pensado.
Abraços.

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Arnold_Rudge
Já tinha pensado nisso, inclusive quando tem tomada c interruptor junto é mole pois ligamos no neutro da tomada.
skullcrusher777
Isso mesmo, mas me responde aí como você energiza o rele 5v?

Vc tem que ter em mente que este relê não vai ficar no interruptor e sim no painel ai vc coloca uma fonte e energiza quantos ESP quiser pode ser vários.
Abraços.
Abaixo um exemplo.

Que trabalho lindo!

MAs…

Uma dica. Minha casa não é uma mansão mas é relativamente grande então o problema é o sinal chegar onde tem que chegar então coloque um bom wifi e uns repetidores para a comunicação ir bem em qualquer ponto.
Outra coisa que já fiz um tópico aqui no forum para mim isso é uma bobeira de ligar as coisas por celular vc perde muito tempo indo em aplicativo só para ligar algo. A verdadeira automação é aquela que vc não faz nada! Se a temperatura está alta o CLP ou qualquer controladora detectando a presença de alguem no local já liga automaticamente o ar condicionado ou a luz ou ventilador ou o que quer que seja ou vc liga por comando de voz…
Esse negocio de ir em celular para ligar algo é bacana para mostrar para os amigos mas na realidade é perda de tempo e muito incomodo td mundo que tem automação por estes meios sabe o que eu to dizendo.
Fica a dica.
Abraços…

Outra dica.
Faça produtos compactiveis com Apple quem realmente vai comprar esse tipo de coisa tem Apple quem tem bala na agulha não usa android, no condominio que moro td mundo que tem automação em casa é com produtos compactiveis com apple e normalmente gastaram em torno de 15 a 25 mil com automação…

Dica de extrema importância!

que isso vai ficar no quadro? pensei que queria colocar nos quartos

Não mesmo Arnold, o Vinicius é q não percebeu isso, vou montar o item para uso no-wire.
Mas vc tem que concordar que aquele quadro CA dele está bem montado.

O meu dispositivo vai ficar dentro de uma caixa 4x2’ (típica caixa de passagem de sistemas elétricos no Brasil).É possível que eu já desenvolva o mesmo com um interruptor acoplado e que ele tenha desenho que se adapte ao padrão de (espelho) elétrico mais comum no mercado nacional.
Á própria Sonoff tem um produto com design bem inspirador, porém com o mesmo problema já citado. (pesquise “Sonoff touch”).

Lembrando que da mesma forma que os existentes no mercado, o dispositivo virá com o ESP- 01 (exemplo) que é um controlador programável (e pode ser resetado e reprogramado conforme a necessidade de segurança do sistema envolvido), que virá de fábrica com um sistema que permitirá a rápida configuração de ponto através de app.

O dispositivo virá pré configurado para agir como uma máquina na rede, com um link que acionará o relé, uso o exemplo do celular por ser o mais fácil de entender, mas ele pode ser configurado para ser utilizado com qualquer tecnologia de automação (como o Amazon Echo por exemplo), com a utilização de Central de Automação ou não, em rede própria ou compartilhada (wifi residencial), tudo depende do sistema utilizado pelo instalador.

Mas repito, a idéia de programação é que ao instalar e acionar o produto ele comece a operar já pre-configurado como StandAlone e com uma interface de acionamento direta (através de app com wifi direct ou na rede local).

Entendi. Bem vai ser um mega investimento. Mas se você está confiante na tecnologia, e tem como bancar vai fundo. Já viu se existe patentes disso?

Estou na Espacenet nesse momento!
Tenho só umas 339 patentes para analisar!

Existe um problema adicional que é a certificação para poder botar no mercado “oficialmente”.
A empresa na qual trabalhei em P&D fez uma certificação… alguns dos critérios eram francamente surreais…:astonished: