CUPRINS ………………………………………………. ………………………………………………………… [600686]

PROIECT DE DIPLOM Ă 5
CUPRINS
CUPRINS ………………………………………………. ……………………………………………………… ……………………………… 5
CAPITOLUL 1 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………….. 6
NOȚIUNI GENERALE DE MECATRONICĂ …………………………. ……………………………………………………… .. 6
1.1 INTRODUCERE …………………………………………………….. ……………………………………………………… …………….. 6
1.2 SCURT ISTORIC …………………………………………………….. ……………………………………………………… ……………. 7
1.3 RELAȚIA MATERIAL -ENERGIE -INFORMAȚIE …………………………………………………….. ……………………………… 8
1.4 ELEMENTELE PRINCIPALE ALE SISTEMELOR MECATRONICE …………………………………………………….. ………. 10
1.5 STRUCTURA BLOC A SISTEMELOR MECATRONICE …………………………………………………….. ……………………. 11
1.6 EXEMPLE DE PRODUSE ȘI SISTEME MECATRONICE …………………………………………………….. …………………… 12
1.7. IMPORTANȚA STUDIULUI MECATRONICII …………………………………………………….. ………………………………. 15
1.8 EDUCAȚIA MECATRONICĂ ÎN ROMÂNIA …………………………………………………….. …………………………………. 15
CAPITOLUL 2 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………… 17
LOCUINȚA MECATRONICĂ …………………………………… ……………………………………………………… …………. 17
2.1. DEFINIȚIA LOCUINȚEI MECATRONICE (INTELIGENTE ) ……………………………………………………. ………………. 17
2.2. LOCUINȚA MECATRONICĂ VĂZUTĂ CA SISTEM …………………………………………………….. ………………………. 22
2.3. AVANTAJELE ȘI DEZAVANTAJELE AUTOMATIZĂRII LOCUINȚEI …………………………………………………….. …. 28
CAPITOLUL 3 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………… 32
ACHIZIȚIA TEMPERATURII …………………………………. ……………………………………………………… ……………. 32
3.1 NOȚIUNI INTRODUCTIVE . ……………………………………………………. ……………………………………………………… 32
3.2. SCHEMA LOGICĂ DE FUNCȚIONARE …………………………………………………….. ……………………………………… 33
3.3. ACHIZIȚIA TEMPERATURII FOLOSIND PLACA DE ACHIZIȚIE USB – 6008. …………………………………………… 33
3.4. MEDIUL DE PROGRAMARE LABVIEW. ………………………………………………… ……………………………………… 39
3.5.P REZENTARE APLICATIEI IN LABVIEW. ……………………………………………………. ………………………………….. 43
CAPITOLUL 4 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………… 46
AUTOMATIZAREA DOMENIULUI EXTERIOR ……………………….. …………………………………………………. 46
4.1. AUTOMATIZAREA PORȚILOR DE ACCES …………………………………………………….. …………………………………. 46
4.2. AUTOMATIZAREA SISTEMELOR DE IRIGAȚII …………………………………………………….. …………………………… 51
4.3. AUTOMATIZAREA SISTEMELOR DE ILUMINAT EXTERIOR …………………………………………………….. ………….. 54
4.4. AUTOMATIZAREA SISTEMELOR DE SIGURANȚĂ EXTERIOARE …………………………………………………….. ……. 55
CAPITOLUL 5 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………… 58
AUTOMATIZAREA DOMENIULUI INTERIOR ……………………….. ………………………………………………….. 58
5.1. SISTEME DE AUTOMATIZARE A ECHIPAMENTELOR DIN BUCĂTĂRIE ………………………………………………….. 58
5.2. SISTEME DE AUTOMATIZARE A ECHIPAMENTELOR DIN DORMITOR ȘI SUFRAGE RIE ………………………………. 63
5.3. SISTEME DE AUTOMATIZARE A ECHIPAMENTELOR DIN BAIE – BAIE MECATRONICĂ …………………………….. 67
CAPITOLUL 6 …………………………………………… ……………………………………………………… ………………………… 73
AUTOMATIZAREA SISTEMELOR ȘI INSTALAȚIILOR DE ÎNCĂLZIRE …….. ………………………………. 73
6.1 GENERALITĂȚI …………………………………………………….. ……………………………………………………… ………….. 73
6.2 INSTALAȚIA DE ÎNCĂLZIRE ȘI DE PREPARARE A APEI CALDE MENAJERE CU AJUTORUL UNEI POMPE DE
CĂLDURĂ …………………………………………………….. ……………………………………………………… ………………………. 74
6.3 ÎNCĂLZIREA PRIN INDUCȚIE ELECTROMAGNETICĂ …………………………………………………….. …………………… 78
6.4. INSTALAȚIE SOLARĂ CU APĂ …………………………………………………….. ………………………………………………. 80
BIBLIOGRAFIE ………………………………………….. ……………………………………………………… ………………………. 83

PROIECT DE DIPLOM Ă 6
Capitolul 1
Noțiuni generale de mecatronică
1.1 Introducere
Domeniul mecatronic este pluridisciplinar și include următoarel e arii de studiu
(fig.1.1): modelarea sistemelor fizice, senzori și actuatori, s isteme și semnale, sisteme
logice programabile, achiziție și procesare de date.
MECATRONICAModelul sistemelor
psihice
Semnale și
sistemeSenzori și actuatori
Software și
achiziții de dateComputere și
sisteme logice- mecanica corpului solid
– translație și sisteme rotaționale
– sisteme fluide
– micro și nanosisteme
-rotațiile sistemului electromagnetic- analogiile sistemului fizicMODELAREA ÎN MECATRONICĂ-semn ale și s istem e în mecatron ică
-răspunsul sistemelor dinamice
– frecvența de răspuns
– metode variabile de stabilitate, stabilitate, controlabilitat e
– observatori și filtre Kalman
– design de filtre digitale
– control optimal
– rețele neuronale și fuzzy
IDENTIFICARE ȘI OPTIMIZARE DESIGN
SISTEME DIGITAL LOGICE- sisteme de comunicații- detectare greșeli ale sistemului
– design al sistemului logic
– asincro n și sincro n secv en țial
– interferențe ale sistemului
– controlere logice programabile
SISTEM DE INTERFEȚE SISTEME DE ACHIZIȚII DE DATE
– traductoare și sisteme de măsură- amplificare și condiționarea
semnalelor de calcul
– aparatură software emgineering
– înregistrarea datelorBAZELE DE TIMP ȘI FRECVENȚA, SENZORI
ȘI CARACTERISTICILE ACTUATORULUI- senzori de rotație și liniari
– senzori de accelerare
– forță, cuplu și senzori de presiune
– senzori de debit
– măsurări de temperatură
– variato ri și s en zo ri de lu mină, de detectare
imagine și sisteme de viziune- dispozitive optice
– micro și nanosenzori
– mișcare de acționare
-servomotoare electromecanice, motoare de cc, de
ca, motoare pas cu pas
– motoare piezoelectrice, sevomotoare
– acționări hidraulice și pneumatice- micro și n an ao actu ato ri

Fig.1.1 Cuvinte cheie pentru domeniul mecatronic (Robert H. Bishop- The University of Texas at Austin)
Revoluția informatică (a doua revoluție industrială) a marcat s altul de la societatea
industrializată la societatea informațională, generând un val d e înnoiri în tehnologie și educație.
Japonezii au definit sensul acestor mișcări de înnoire, brevetâ nd termenul de mecatronic ă,
la inceputul deceniului al 8-lea al secolului trecut anul 1969- 1970.
În 1972 – termenul de mecatronică a fost brevetat de Yaskawa El ectric Co. și definește
fuziunea tehnologică Mecanică – Electronică – Informatică
Tehnologia mecatronică se deosebește fundamental de tehnologia traditională, prin faptul
că adaugă componenta informație la componentele material și ene rgie.
Nu se poate spune că in lumea speci aliștilor există un acord un anim susținut în ceea ce
privește definirea acestei îmbinări sinergetice: mecanica-elect ronica-informatica. Se folosesc
și alte denumiri ca: mecano-informatica, mecanisme inteligente, produse inteligente,
informatizarea sistemelor mecanice de acționare, comanda prin c alculator a sitemelor
electromecanice.
Posibile definiții ale mecatronicii
 Mecatronica – știința mașinilor inteligente

PROIECT DE DIPLOM Ă 7
 Mecatronica – tehnologia mecanică cerută de societatea informat ionala
 Mecatronica – viziune globală în tehnologie
Conceptul de mecatronică este suge stiv ilustrat în figura 1. 2

Fig.1.2 Conceptul de mecatronica
Aceasta imagine sugerează faptul că, în activitatea de concepți e, pentru realizarea de
produse și servicii performante, abordarea tradițională în baza căreia: ingineria mecanic ă
studiază probleme specifice mi șcării maselor, ingineria electric ă-electronic ă studiază
probleme specifice mi șcării electronilor, iar automati știi-informaticienii studiaz ă probleme
specifice mi șcării informa ției, nu mai este posibilă. În structura unui produs mecatronic, pra ctic
nu se pot separa cele trei mișcăr i. Mai mult, imaginea sugereaz ă că activitățile de concepție și
proiectare vizează finalizarea pr in procesare-fabricare. Totul se desfășoară pe baza unui
management performant, in acord cu nevoile pieței.
Deci, Produse de inaltă tehnicitate = Produs mecatronic Ex: aut omobilul modern,
mașini-unelte cu comandă numerică, tehnica de calcul tehnică de telecomunicatii, aparatura
de cercetare, roboții, aparatura biomedicală, aparatura electro casnică, aparatura militară etc.
1.2 Scurt istoric
Mecatronica este rezultatul evolu ției firești în dezvoltarea te hnologică. Aceasta evoluție
este sugestiv evidențiată în fig.1.3.

PROIECT DE DIPLOM Ă 8
Fig. 1.3 Fluxul c ătre integrarea mecatronic ă
• După cum se observă, elementul central îl constituie tehnologi a mecanică, care s-a
dezvoltat către mecanizare.
• Progresele în domeniul tehnologi ei electronice, apariția circu itelor integrate, mici ca
dimensiuni, ieftine și fiabile, a u permis includerea electronic ii în structurile mecanice.
Se realizează astfel primul pas că tre integrare: integrarea ele ctromecanică. Structurile
electromecanice astfel obținut e nu dispun de inteligență propri e.
• Următorul pas în integrare a fost determinat de apariția micr oprocesoarelor. Cu aceleași
caracteristici constructive ca și crcuitele integrate, adică mi ci ca dimensiuni, ieftine și fiabile,
microprocesoarele au putut fi int egrate în structu rile electrom ecanice realizate anterior.
Astfel, acestea devin inteligente . Aceasta înseamnă că pot prel eva informații privind
starea internă, starea mediului, pot prelucra aceste informații ș i p o t l u a d e c i z i i p r i v i n d
comportarea sistemului.
Această evoluție tehnologică determină mutații majore și în pri vința populației active
ocupată în diferite sectoare de activitate. Astfel, dezvoltarea industrială conduce la scăderea
populației ocupată în industria primară și la creșterea ponderi i populației ocupate în industria
terțiară. Industria terțiară, care este industria serviciilor, realizează în prezent aproximativ 70%
din produsul national brut al Japoniei.
1.3 Relația material-energie-informație
Tehnologia mecatronică aduce în centrul atenției problema infor mației care, este
componenta dătătoare de ton în rap ort cu materialul și energia. Această poziție a informației
este motivată prin următoarele argumente:
– informația asigură satisfacerea nevoilor spirituale ale omului ;

PROIECT DE DIPLOM Ă 9
– numai informația crește valoarea nou adăugată a tuturor lucrur ilor;
– informația înseamnă cultură.
Promovarea legăturilor informați onale în structura sistemelor t ehnice le asigură
flexibilitate și reconfigurabilitate.
Evaluarea cantitativă și calita tivă a informației constituie o problemă esențială în
educație, cercetare și în activitățile de producție. Informația este deopotrivă importantă în
medicină, literatură, artă, muzică, sport etc.
Comparația material-energie-informație se prezintă în figura 1. 4. Nevoile de material și
energie pentru o persoană sunt limitate. Când aceste nevoi sunt satisfăcute, ființa umană caută
satisfacerea nevoilor spirituale. Informația asigură satisfacer ea acestor nevoi. Valoarea
informației depinde nu atât de cantitate, cât de prospețimea ac esteia, pentru că spiritul uman
cere frecvent noi stimuli. În această ordine de idei, valoarea materialului și a energiei depinde
de integrarea acestora. Valoarea informației depinde de diferen țierea acesteia. Se vede deci că
materialul, energia și informația au caracteristici diferite. Î n societatea avansat informatizată,
producția bazată pe consumul de material și energie ajunge la s aturație. Pe de altă parte,
cerințele pentru informație sunt în continuă creștere. Acesta e ste motivul pentru care industriile
bazate pe consumul de material și energie își vor încetini ritm ul de dezvoltare, iar industria
bazată pe consumul de informație va continua să se dezvolte în ritm alert.
Discutând despre valoarea nou adaugată, se subliniază faptul că societatea avansat
informatizată este societatea în care valoarea nou adaugată cre ște datorită informației.

Fig. 1.4 Rela ția material-energie-informa ție

PROIECT DE DIPLOM Ă 10
1.4 Elementele principale al e sistemelor mecatronice
Structura de bază a unui sistem mecatronic cuprinde următoarele componente, prezentate
în fig. 1.5.
SPSCS
CMAP A T SM ST M
DCS
Fig. 1.5 Elementele principale ale unui sistem mecatronic
Semnificația notațiilor folosite este următoarea:
 SPS – sistem de programare a sarcinilor;
 CS – controler secvențial;
 CM – controler de mișcare;
 AP – amplificator de putere;
 A – actuator;
 T – transmisie;
 SM – sistem mecanic;
 ST – senzori și traductoare;
 DCS – dispozitiv de control al semnalului;
 M – mediu;
Vom face o scurtă prezentare a f iecărui element de bază a siste melor mecatronice.
 Sistemul de programare a sarcinilor – generează mișcările dorit e și secvențele
acestora în concordanță cu cerin țele sau comenzile transmise:
 Controlerele – compară parametr ii curenți ai mișcării cu cei în scriși și face
corecturile necesare;
 Amplificatorul de putere – amplifică semnalele necesare actuato rilor;
 Actuatorii – transformă semnalul controlat în semnal de intrare (moment, forță,
viteză, etc.) necesar sistemului mecanic;
 Transmisia – realizează obținerea unor parametrii necesari func ționării sistemelor
mecanice (curele, cremaliere, mecanisme cu reductoare etc.)
 Sistemul mecanic – realizează poziția dorită la ieșirea din sis temul mecatronic.
 Dispozitivele de condiționare – p relucrează semnalele în concor danță cu cerințele
impuse semnalelor de i ntrare în controler;
 Senzorii și traductoarele – sunt componente ale sistemului info rmațional, și ne dau
informații despre starea sistemului mecanic respectiv a mediulu i.

PROIECT DE DIPLOM Ă 11
1.5 Structura bloc a sistemelor mecatronice
În general un sistem mecatronic poate fi considerat un hipersis tem, format dintr-o serie
de sisteme, conform schemei din fig. 1.6.
Într-un sistem de fabricație mecatronic, fiecare componentă est e autonomă, funcționarea
lor fiind corelată în funcție de succesiunea operațiilor de exe cutat, a mișcărilor organelor active,
ele fiind acționate de sursa de energie mecanică (actuatoare). Funcționarea autonomă a
componentelor privește realizarea autonomă a comenzi actuatoril or fiecărui utilaj component
al sistemului, având un comporta ment de automatizare prin autoc onfigurare, autoreglare,
programabilitate și comunicare.
Interfețe cu alte
mașini
Interfață om-mașiniă
HMI
(Human-machine
interface
Sistem de comandă cu
calculator
Sistem de
acționare
Sistem mecanic
Senzori
Interni ExterniFlux de informație
Flux de energie
Surse de
energie
auxiliară
Sursă
principală de
energie
Acțiune utilă asupra mediului

Fig. 1.6 Structura bloc a unui sistem mecatronic
Autoconfigurarea – se referă la efectuarea automată a reechipărilor, trecerea î n sistem
pornit-oprit, aducerea semifabricat elor în ordinea dorită, aleg erea valorilor nominale ale
regimurilor de lucru sau de manipulare.
Autoreglarea – se referă la menținerea automa tă a valorilor parametrilor de funcționare.
Programabilitatea – este dată de facilitatea de a accepta o memorie și de a util iza
programe de calcul în vederea ordonării execuției fazelor cupri nse în programul de lucru, pentru
succesiunea prestabilită prin instrucțiuni.
Comunicarea – se referă la proprietatea componentelor de a schimba mesaje cu
componentele de același ra ng sau de ranguri diferite.
Realizarea acestor deziderate necesită echipamente și component e ale sistemului de
comandă bazate pe automatizare su bordonată tehnicii de calcul.

PROIECT DE DIPLOM Ă 12
Tendințe
În ultimii ani mecatronica este definită simplu: știința mașinilor inteligente. Mai recent
demersurile pentru înnoire în educație și cercetare aduc în ate nție problema mecatronicii ca:
mediu educa țional în societatea informa țională, respectiv mediu de proiectare și fabricare
integrată pe fundalul căruia s-a d ezvoltat conceptul de proiectare pentru control.
În literatura de specilalitate au devenit consacrate extinderi în alte domenii ca: hidronica,
pneutronica, termotronica, autotronica, agromecatronica (agricu ltura de precizie). Evoluția în
dezvoltarea tehnologică înseamnă: micromecatronica, nanomecatronica ș i biomecatronica.
Tendința generală este de “ intelectualizare a ma șinilor și sistemelor ”
1.6 Exemple de produse și sisteme mecatronice
Practic tot ceea ce numim produs de înaltă tehnicitate este pro dus mecatronic.
Se prezintă în continuare câteva domenii și exemple reprezentat ive de produse
mecatronice.
Domeniul roboticii
Robotul industrial
> Este un exemplu reprezentativ de produs mecatronic.
> Utilizat în procesul de producție sau prestări servicii:
– pentru a realiza funcții de manipulare analoge cu cele realiza te de mâna omului
– pentru automatizarea anumitor s ecvențe ale proc esului de produ cție sau servicii;
> Structural este un sistem ce se compune din 4 subsisteme (fig. 1.7) :
ș Sistemul de conducere sau comanda – are rolul sistemului nervos uman, de adaptare a
stării interne a robotului la starea externă a mediului prin da rea de comenzi sistemului de
acționare, astfel stabilind succesiunea și durata mișcărilor el ementelor ce compun sistemul
mecanic
ș Sistemul de ac ționare – analog sistemului muscular uman, pune în mișcare elementele
sistemului mecanic pe baza comenzilor primite de la sistemul de comandă.
ș Sistemul mecanic – analog sistemului osos uman, asigură mișcările dorite obiect elor
manipulate

PROIECT DE DIPLOM Ă 13
Sistemul de acționare
Sistemul mecanic
Senzori interni
Modelul robotuluiCalculatorModelul mediului
Sarcini
Algoritmul de
comandă
Senzori externi
Sarcini de îndeplinitInteracțiune
Limbaj de
programare
Mediu

Fig. 1.7 Schema bloc a unui robot industrial
În continuare se prezintă câteva exemple de roboți

Fig. 1.8 Robot Kuka KR 60-3 Fig. 1.9 Robot mobil Fido

Fig 1.10 Structuri de robo ți mobili bipezi

PROIECT DE DIPLOM Ă 14
Domeniul transporturi

Fig 1.11 Aplica ții in domeniul transporturilor
Domeniul medicin ă și reabilitare

Fig. 1.12 Instala ție pentru reabilitare Lokomat Fig. 1.13 Proteze
Domeniul tehnic ă de calcul

Fig. 1.14 Hard Disk

PROIECT DE DIPLOM Ă 15
Servicii

Fig. 1.15 Automat de cafea Fig. 1.16 Bancomat
1.7. Importanța studiului mecatronicii
Problema integr ării este esen țială in mecatronic ă. În realizarea diferitelor produse și
sisteme, trebuie g ăsite solu ții specifice pentru integrarea componentelor: mecanic ă-
electronic ă- informatic ă.
Până în prezent sunt validate dou ă soluții: integrarea în modul hardware și integrarea
în modul software.
Mecatronica a deschis orizonturi nebănuite în toate domeniile, datorită stimulării
efectului de sinergie.
Prin faptul că informația este componenta dătătoare de ton în m ecatronică, impactul
tehnologiei depășeste sfera ec onomicului, fiind esențial în dom eniile social, cultural etc.
Aceasta explică interesul deosebit la nivelul Comunității Europ ene și a țărilor comunitare
de a lansa inițiative și a dezvolta programe speciale pentru ac est domeniu. Demersurile întăresc
convingerea că în societatea info rmațională, relevanța cultural ă depinde de performanțele
tehnice, tehnologice.
Problematica sistemelor mecatronice nu poate fi abordată fără o fundamentare a
noțiunilor specifice pent ru teoria sistemelor.
1.8 Educația mecatronică în România
În țara noastră filosofia mecatronică a pătruns prin înființare a în 1991 a specializărilor de
mecatronică în inginerie la Bra sov, Cluj-Napoca, Universitatea Tehnica “Gheorghe Asachi”
Iasi, Universitatea “Ștefan cel Mare” din Suceava., Universitat ea Politehnica București, iar în
anul 2011 și la Universitatea din Oradea

PROIECT DE DIPLOM Ă 16

Fig. 1.17 Laborator Mecatronic ă și Acționări hidro-pneumatice

PROIECT DE DIPLOM Ă 17
Capitolul 2
Locuința mecatronică
2.1. Definiția locuinței meca tronice (inteligente)
Noțiunea de casa cu inteligență („brain“) care să se adapteze cerințelor persoanelor care
locuiesc într-un asemenea spațiu a apărut încă din 1920, concep t introdus de Le Corbusier,
arhitect modernist. Odată cu e voluția tehnologică, termenul de SMART BUILDING a căpătat
noi definiții și utilizări.
Dacă în perioada anilor 1970, această noțiune era folosită pent ru spațiile care încorporau
tehnologii de eficientizare a ener giei utilizate, mai târziu, o data cu dezvoltarea rapidă a PC-ului
și a tehnologiilor moderne (perioada 1980), pentru locațiile ca re dețineau obiecte controlabile
prin intermediul calculatorului, în zilele noastre acest concep t întrunește caracteristicile unui
sistem de management al clădir ii și asimilează toate definițiil e utilizate anterior.
Clădirea viitorului, fie ea locuință sau spațiul în care petrec em timpul pe perioada
programului de lucru, reprezintă obiectul analizelor și cercetă rilor minuțioase pentru foarte
multe domenii de activitate. Cea mai mare parte a oamenilor pet rec majoritatea timpului în
interior și deci viitorul impune ca o necesitate, nicidecum ca un lux, "clădirea in teligentă".
Abordarea unei "clădiri inteligente" a ajuns la nivelul de abor dare sistemică, integrare și
interoperabilitate și integrează conceptul de optimizare a cons umurilor energetice cu siguranța,
securitatea, confortul și com unicațiile. Evoluția din industria aparaturii utilizate în controlul
proceselor este în plină maturitate și are la bază principiul i nteroperabilității. În unele lucrări,
acest tip de clădiri apar sub denu mirea de clădiri cu coeficien t de intelingență. Ne-am obișnuit
să le numim clădiri inteligente, cu toate că IQ-ul lor rezidă d e fapt din modul în care sunt
controlate sistemele de orice fel existente în aceste construcț ii. Le vedem apărând ca ciupercile
după ploaie prin oraș. "Dă bine" să ai sediul într-o astfel de clădire. Însă tendința la nivel
internațional este aceea de inter conectare a acestor clădiri. V om asista, în opinia specialiștilor,
la nașterea de adevărate orașe inteligente. Într-o clădire trad ițională, sistemele individuale sunt
controlate independent, iar parametrii lor nu se afectează reci proc. O clădire poate fi numită
inteligentă atunci când controlul sistemelor sale este integrat , iar deciziile sunt luate pe baza
unui set de date. De fapt, nu clădirea este inteligentă, ci fel ul în care sunt controlate sistemele
ei.
În România, în momentul de față, nu este o piață pentru astfel de clădiri inteligente, la
nivel rezidențial, pentru că oamenii nu știu foarte bine despre ce este vorba, acest lucru fiind
privit strict ca pe un moft și nu ca o utilitate. Aceste tipuri de construcții au început să-și facă

PROIECT DE DIPLOM Ă 18
apariția în România doar de câțiv a ani și va mai dura până se v a conștientiza ce vor beneficiarii
și ce pot oferi furnizo rii. Investițiile în "inteligența" clădi rilor de birouri se justifică, în schimb,
în România, datorită avantajelor pe care le prezintă. Proiecte din ce în ce mai mari apar în
diferite zone ale Bucureș tiului, dar și în țară.
Prin conceptul de "locuință mecatronică" înțelegem multitudinea de automatizări
necesare într-o casă: încălzirea, răcirea, alarmarea, accesul, iluminatul, irigațiile, etc., pentru
asigurarea confortului, controlul acestor automatizări fiind re alizat prin intermediul unor
console digitale locale sau de l a distanță, prin internet, prin sisteme interconectate. Conceptul
"casa inteligentă" a prins cont ur la începutul anilor 80, în St atele Unite ale Americii, pe masură
ce sectorul tehnologic începuse să se dezvolte din ce în ce mai mult.
De exemplu, în Olanda și Suedia e xistă organizații speciale car e studiază aspectul "casei
inteligente" pentru persoanele în vârstă. In Olanda, interesul a apărut cu peste 10 ani în urmă,
iar în 1997 au fost inițiate proiecte experiment al căror scop este identificarea nevoilor
oamenilor în vârstă care trăiesc singuri, găsirea soluțiilor pe care tehnologia modernă le oferă
pe piață și implementarea lor . Astfel, în 2000, cinci astfel de proiecte au fost finalizate.

Fig. 2.1. Structura general ă a locuinței mecatronice
În prezent se acordă din ce în ce mai mult o mare importanță, a utomatizării și informatizării
în toate domeniile. O locuință dotată cu sisteme automate de ul timă generație ar trebui să ne
simplifice viața și nicidecum să o complice. În cele mai multe cazuri scopul îmbunătățirii

PROIECT DE DIPLOM Ă 19
tehnologiilor este acela de a proteja oamenii și de a le asigur a confortul necesar. Prin urmare
integrarea unor echipamente mecatronice în infrastructura unei locuințe nu face decât să ne
simplifice viața și să ne economisească timpul și banii, în mod indirect.
O locuință mecatronică conține o gamă larga de instalații, folo site în case și în afara lor.
Cele mai importante dintre acestea ar fi:
1-HVAC (din engleză Heating, Ventilation and Air Conditioning), se oc upă cu
climatizarea locuințelor, și este cel mai important aspect într -o locuință. Cu ajutorul acestor
sisteme, putem controla temperatu ra din casă, chiar și de la di stanță prin internet.
Astfel, aflați la muncă, nu vom mai fi surprinși de eventualele modificări ale vremii și
schimbările de temperatură.
2-Iluminatul domestic. Sistemele de control al iluminarii pot controla orice sursă de
lumină din casele noastre și au m ai multe întrebuințări cum ar fi:
– Deconectarea totală a tuturor luminilor. – Aprinderea/stingerea luminilo r separat în fiecare cameră.
– Reglarea luminii ambiante în casă în funcție de necesitate. 3-Iluminat natural. Aici putem menționa sistemele de control a draperiilor în funcț ie
de oră sau de lumina de afară.
4-Audio. Sistemele audio au rămas simple ca structură acestea conținând 3 elemente de
bază:
– Cablu CAT6, Gygabyte Ethernet compatibil – Set de boxe – Panou, tastatură pentru controloul sunetului.
Categoria vizează pornirea/oprirea sunetului și distribuția ace stuia în casă, și anume
selectarea unei surse audio și locația în casă unde acesta treb uie să furnizeze sunetul. Spre
exemplu putem asculta muzica într-o camera sau în toata casa pr in simpla apăsare a unor taste.
5-Video. Putem vizualiza aceeași imagine la mai multe televizoare în toa tă casa fără a
fi nevoie să le comandăm individual de la diferite telecomenzi. O altă întrebuințare ar fi accea
a intercomurilor . Să presupunem că avem instalate camere de luat vederi la ușil e locuinței.
Putem să vedem cine se află la ușă, imaginea fiind transmisă de la cameră direct la televizor,
fără a fi nevoie să ne deplasăm la ușă.
6-Sisteme de securitate și supraveghere.
Cu ajutorul instalațiilor de dom otică putem selecta și verifica camere video direct de pe
internet. Mai mult acestea pot fi nu numai monitorizate cât și controlate individual de către

PROIECT DE DIPLOM Ă 20
proprietar. Ele pot deasemenea fi dotate cu senzori de mișcare care vor detecta pătrunderi
neautorizate și anunță proprieta rul prin internet sau chiar ape lând numărul acestuia.
Categoria include controlul și distributia camerelor video ce p ot:
– detectă eventuali intrusi
Senzori de detectie a miscarii Senzori cu de contact magnetic u sa/fereastra ce pot semnala efr actia
Senzori de detectie a s pargerii unei ferestre
Senzori de modificare a presiunii pe o suprafata
– detectă inundatii, in cendii, scapari de gaze
– anunta in cazul unor accid ente de natura medicala
7-Intercomuri
Sistemele permit comunicatia intre diferite camere ale casei cu ajutorul microfoanelor
si boxelor. Acestea se pot accesa prin Internet chiar.
Deasemenea un alt scop al intercomu rilor este transmisia de ala rme in diferite cazuri.
8- Alte exemple
Avand componentele hardware si alimentare, practic aproape oric e poate fi comandat
monitorizat automat sau manual. Cateva exemple ar fi:
– Aparate de cafea – Usile unui garaj – Instalatia de stropire a plantelor – Pompa de piscina. Etc.

Fig. 2.2. Locuin ță dotată cu echipamente mecatronice

PROIECT DE DIPLOM Ă 21
Locuința mecatronică e o casă care, într-un fel, ia decizii sin gură, care știe să facă față
situațiilor, în funcție de o programare anterioară. De pildă, d acă suntem plecați în vacanță casa
noastră trebuie să fie inaccesibilă hoților, grădina trebuie ud ată, câinele trebuie hrănit. Pentru
toate acestea putem tocmi un ajutor uman, dar la fel de bine pu tem „upgrada” casa cu ceva
dispozitive inteligente. Astfel, vom putea aranja în așa fel în cât luminile din încăperi să se
aprindă și-n absența noastră (aleatoriu sau după o schemă bine pusă la punct), putem face
muzica și televizorul să porneas că seara, singure, pentru a cre a impresia că suntem prin preajmă
etc. La portabilul proprietarului. veti putea vedea minut de mi nut imaginile transmise de
camerele de supraveghere, eventual setate să vă alerteze când î n zona de observație se
detectează mișcare. Instalatia de udare a grădinii poate funcți ona și singură (în funcție de
temperatură, precipitații, prognoz a meteo etc.), iar câinele po ate fi hrănit de un dispozitiv
automat. Dvs veți fii în legatură permanentă cu toate aceste di spozitive, prin intermediul
internetului și, la nevoi e, puteți interveni activ.
Un alt experiment foarte interesant prin rezultate – destinat u nei familii obișnuite – este
cel realizat de o firmă din Barcelona, Eneo Labs. Aceasta a cre at o "casă inteligentă" care se
poate curăța singură, se poate ada pta schimbărilor vremii și po ate reduce consumul de energie.
O familie de patru persoane trăiește în această casă ce are pe acoperiș un monitor care
identifică temperatura, condițiile de climă și poate comanda si ngură oprirea sprinklerelor din
grădină, acoperirea piscinei, în caz de ploaie sau desfășurarea unei prelate, în caz de soare
puternic. În interior, luminile se sting automat dacă este sufi cientă lumină naturală, pentru a
reduce consumul de energie. Mici supape situate la baza peretel ui se pot transforma, prin simpla
apăsare a unui buton, în aspiratoare care vor trage de pe podea tot ceea ce se af lă în raza lor de
acțiune. Sau chiar de dimineață, la ora trezirii, se deschide r adioul, se ridică jaluzelele și se pune
în funcțiune cafetiera. Acestea sunt doar câ teva exemple ale mo dului în care "casa inteligentă"
ideală, pe care creatorii ei o d enumesc și "casa conectată", va reuși prin intermediul tehnologiei
să răspundă nevoilor oricărui loc atar: securitate și siguranță, confort, reducerea consumului
energetic, petrecerea tim pului liber, informare și comunicare, tele-asistență personală.

PROIECT DE DIPLOM Ă 22

Fig. 2.3 Schema conexiunilor existente într-o locuin ță mecatronic ă
2.2. Locuința mecatronică văzută ca sistem
Aldrich, în 2003, clasifica locu ințele mecatronice (inteligente ) în cinci categorii după
funcționalitate:
• Case care conțin obiecte inteligente – case cu obiecte și aplic atii inteligente care
sunt capabile să acționeze într-un „mod inteligent“;
• Case care încorporează obiecte i nteligente capabile să comunice – case care
înglobează dispozitive și obiecte care acționează inteligent și au proprietatea de a
intercomunica;
• Case conectate – casele care au in alcătuire rețele interne și externe prin care sunt
permise accesarea și comunicarea (interactive and remote contro l of systems);
• Case capabile să învețe (Learning homes) – structura de activit ate din spatiul
locuintei este înregistrată și odată cu acumularea de informați i, casa o să fie capabilă să
anticipeze și să răspundă prompt cerințelor utilizatorului;
• Case atente – casele capabile să înregistreze po ziția utilizato rului și a obiectelor
manipulate de acesta, informația fiind utilizată pentru a contr ola tehnologia implementată în
scopul anticipării ne voilor viitoare.
O clădire mecatronică are compone nte active (inteligente) care acționează în cadrul
subsistemelor din alcătuirea spațiului, mai multe astfel de sub sisteme fiind capabile de
interacțiuni în interio rul unui sistem central.

PROIECT DE DIPLOM Ă 23
Termenul de locuință mecatronică ar trebui sa fie inteles ca un sistem, care ar trebui sa
fie capabil sa recunoasca situat iile specifice care apar in cla dire si sa le raspunda in mod
corespunzator: unul din sisteme p oate controla comportamentul a ltora prin algoritmi pre-
elaborati. Principala caracteris tica este integrarea subsisteme lor ce raspund de diferite domenii
in un sistem general de control co mplex si gestionare a activit atii.

Fig. 2.4. Comanda în locuin ță
O caracteristică și proprietate importantă a sistemului "Locuin ța Mecatronică", care îl
deosebește de alte moduri de organizare a spațiului de locuit, este că acesta este conceput ca cel
mai avansat sistem de interacțiune între om și spatiul de locui t, atunci când un om cu o singură
comandă stabilește condițiile dor ite, iar automatele, în confor mitate cu condițiile externe și
interne stabilește și monito rizează condițiile de funcționare a tuturor sistemelor de inginerie și
de aparate din complexul locativ.
În așa fel, se elimină necesitatea de a utiliza mai multe telec omenzi în timp ce vă uitați
la TV, zeci de întrerupătoare pentru controlul iluminatului, bl ocuri individuale de gestionare a
sistemelor de ventilație și incălzire, sisteme de supraveghere și alarmă, porți, jaluzele etc. În
locuința dotată cu un sistem "Sm art House" este suficientă o si ngură atingere pe panoul de
control, sau de la distanță, pent ru a alege unul dintre scenari i.
2.2.1. Specifica țiile sistemului
Principalele specificații ale sistemului sunt controlarea și mo nitorizarea mediului,
dispozitivelor și aplicațiilor din casa inteligentă.
Controlul locuin ței mecatronice
Sistemul Smart House va furniza control automat al unor obiecte casnice (aparat de aer
condiționat, încălzirea centrală) împreună cu controlul factori lor de confort din casă
(luminozitate, umiditate, căldură), sistemul fiind capabil să i a o decizie asupra acțiunilor sau
misiunilor care trebuie înfăptuite bazate pe datele contextuale procesate. Cerințele funcționale
ale sistemului dezvoltat curent vor fi prezentate în continuare .

PROIECT DE DIPLOM Ă 24
Coordonarea acțiunilor
Utilizatorul va avea abilitatea de a stabili obiectivele primar e ale sistemului, precum
maximizarea confortului locuitorilor casei inteligente. Obiecti vele care trebuie atinse când se
vorbește de coordonarea acțiunilor sunt:
 Crearea sau anularea unei ac țiuni – Utilizatorul va putea să introducă noi acțiuni sau
să replanifice sau să anuleze misiunea curentă. În cazul în car e se produc dependențe în
executarea unei misiuni planificate, sistemul va putea crea acț iuni care să fie executate înaintea
acțiunii specificate.
 Executarea ac țiunilor – Aplicația va executa în mod automat acțiunile planificate sau
va putea să replanifice acțiunile care nu au fost terminate cu succes.
 Crearea de rapoarte – Orice acțiune înfăptuită în sistem va fi detaliată într-un rapo rt de
execuție.
Executarea operațiilor
Sistemul va putea să execute operații de bază ca răspuns la sch imbările de context sau
acțiuni primitive, ca operații unitare ale unei misiuni. Dintre operațiile care se vor putea înfăptui
în sistemul dezvoltat identificăm:
 Controlul dispozitivelor – Sistemul poate să își adapteze comportamentul în mod
automat, modificând starea diferitelor dispozitive în acord cu situația curentă sau intervenția
directă a utilizatorilor. Cerința primordială a sistemului este s ă c r e e z e o a t m o s f e r ă c â t m a i
confortabilă pentru locuitorii casei inteligente, prin controla rea dispozitivelor, în funcție de
anumiți parametri preluați ca date de context (de ex. temperatu ra). Printre parametrii care pot fi
manipulați se numără intensitatea luminoasă, volumul muzicii am bientale, temperatura,
umiditatea etc.
Interacțiunea c u utilizatorii
Utilizatorii trebuie să poată interveni în sistemul casei intel igente, după bunul plac, astfel
sistemul necesită o interfață utilizator pentru crearea de acți uni utilizator sau controlarea
acțiunilor și parametrilor curenți. Informațiile pot fi prezent ate la cererea utilizatorului sau
automat când se execută o anumită acțiune specifică.
2.2.2. Monitorizarea casei inteligente – Achizi ția datelor de context
Sistemul va putea extrage informații contextuale de nivel infer ior de la un număr mare
de furnizori de informație, prin senzori fizici sau programe so ftware. Aceste informații de
context care vor fi urmărite sunt:

PROIECT DE DIPLOM Ă 25
 Urmărirea loca ției unei persoane, robot, sau obiect – Locația este cea mai importantă dată
contextuală care este procesată. Sistemul trebuie să poată dete cta prezența membrilor familiei
sau a intrușilor, locația acestor persoane în timp-real, precum și locația roboților casei
inteligente sau a altor dispozitive relevante.
 Identificarea persoanelor, obiectelor, robo ților – Persoanele sau roboții tr ebuie identificați de
sistemul casei inteligente, pentru a programa acțiuni specifice fiecărui actor din casa inteligentă
în mod separat.
 Monitorizarea condi țiilor de mediu din interi orul sau exteriorul locuin ței mecatronice
– Monitorizarea acestui tip de condiții va fi posibilă prin achi ziționarea informațiilor de la
diferitele tipuri de senzori: luminozitate, umiditate, zgomot, presiune etc..
 Monitorizarea dispozitivelor și a aplicațiilor casei inteligente – Deoarece dispozitivele
și actuatorii în sistemul casei inteligente pot furniza informa ții contextuale valoroase,
monitorizând care dintre dispoz itive este folosit precum și sta rea lor actuală este foarte
importantă pentru îndeplinirea ob iectivelor sistemului curent.
Astfel sistemul va monitoriza:
o Starea ușilor – închis / deschis / încuiat;
o Starea porții de la gara j – închis / deschis;
o Starea sistemului de încălzire – î nchis / deschis / nivel de în călzire;
o Starea sistemului de ilumi nare – închis / deschis;
o Starea ferestrelor – înch is / deschis ș.a.m.d.
2.2.3. Sistemul de senzori
Sub-sistemul de senzori conține agenți logici care furnizează f uncții de achiziție de
context. În mod mai specific, ei adună informații despre contex t de nivel inferior, de la anumiți
senzori. Agentul senzor de lumină, agentul senzor de temperatur ă, agentul senzor de umiditate,
precum și agentul senzor de zgomot procesează informațiile veni te de la senzori, care de cele
mai multe ori sunt eronate, conțin zgomote. Se folosesc diferit e metode specifice pentru a le
interpreta și se comunică rezultatele agentului de monitorizare a sistemului. Agentul manager
de senzori are rolul de a detect a și monitoriza agenții de tip senzor, detectând eventualele erori
sau funcționalități anormale.
Managerul de senzori are obligaț ia de a notifica sistemul de mo nitorizare a casei prin
agentul de monitorizare dacă un comportament anormal a fost det ectat și totodată sistemul de
control al casei, care ia măsurile specifice în vederea tratări i acestui caz. O vedere detaliată
despre relația dintre componentel e sub-sistemului de senzori es te detaliată în figura 2.5.

PROIECT DE DIPLOM Ă 26
Totodată, sistemul de monitorizare trebuie să fie capabil să di cteze acțiuni sistemului de
senzori, prin agentul manager, acțiuni legate de funcționarea a cestora precum și de parametrii
de funcționare.

Figura 2.5. Sistemul de senzori al locuin ței mecatronice

2.2.4. Sistemul de dispozitive
Sub-sistemul de dispozitive monitorizează informațiile contextu ale furnizate de
echipamentele interioare ale casei (frigider, televizor ș.a.m.d .), supraveghind care dintre
dispozitive sunt în folosință și care este starea lor de funcți onare. Pentru fiecare dispozitiv un
agent specific este delegat pentru a interpreta semnalele venit e de la dispozitive și pentru a
executa operații precum pornirea sau oprirea dispozitivului. Di agrama de activitate în sub-
sistemul multi-agent pentru disp ozitive poate fi vizualizată în figura 2.6.

Figura 2.6. Sistemul de dispozitive al locuin ței mecatronice

PROIECT DE DIPLOM Ă 27
2.2.5. Sistemul de control
Sistemul de control este responsabil de execuția de planuri dec izionale bazate pe reguli.
Acest sistem este sistemul de ra ționare a casei inteligente. Di n baza de cunoștințe în care se
adună cunoștințe de nivel inferior despre casa inteligentă prin mecanismele de raționare se
deduc cunoștințe de nivel înalt. Obiectivele majore ale acestui sistem sunt precum cele
prezentate în figura 2.7.

Figura 2.7. Obiectivele sistemului de control al locuin ței mecatronice

2.2.6. Sistemul de monitorizare
Sistemul de monitorizare al casei inteligente folosește informa țiile relevante precum
locația persoanelor sau a roboțilo r, identificarea actorilor sa u statutul dispozitivelor sau a
senzorilor. Agentul responsabil pentru monitorizarea casei, fol osește aceste informații de nivel
inferior pentru a le trimite mai departe la sistemul de control al casei, care deduce contexte de
nivel superior din aceste informații primite, integrând aceste informații în sistemul de informații
al casei.
Sistemul cuprinde câteva interf ețe utilizator menite să furnize ze o reprezentare vizuală a
informațiilor contextuale furnizate de senzori, dispozitive sau o b i e c t e ș i d e a s e m e n e a
interactivitate vizuală pentru s istemul luat ca un întreg, prin crearea de noi planuri sau misiuni
sau prin eliberarea comenzilor spec ifice pentru obiectele inter ioare.
Următoarele funcționalități sunt furnizate de sistemul de monit orizare al casei:
 Reprezentare vizuală a locuitorilor, roboților, obiectelor sau dispozitivelor;
 Reprezentare vizuală a camerelor din casă;
 Reprezentare vizuală a informațiilor contextuale deduse, precum activitatea curentă sau
starea emoțională;
 Monitorizarea statutului senzori lor și dispozitivelor interioar e (uși, geamuri, senzori,
dispozitive electronice ș.a.m.d.);
 Monitorizarea stării emoționale a locuitorilor casei;
 Trimiterea de răspunsuri către s istem specificând starea emoțio nală a locuitorilor casei;
 Managementul misiunilor.

PROIECT DE DIPLOM Ă 28
2.3. Avantajele și dezavantajele automatizării locuinței
Dispozitivele și aparatele menite să ușureze viața oamenilor su nt tot mai populare.
Automatizarea face din locuință un complex multifuncțional prac tic și simplu de folosit,
integrând în mod armonios și coerent întregul sistem audio și v ideo al casei, comunicațiile,
climatizarea, iluminatul, securitatea, internetul etc.
O locuință automatizată (locuință high-tech) permite gestionare a tuturor funcțiilor dintr-
o casă printr-o simplă apăsare de buton.

Fig. 2.7. Locuin ța automatizat ă
Locuința high-tech (automatizată): avantaje
O casă high-tech mizează pe cele mai moderne și mai eficiente materiale existen te pentru
construcții și amenajări. O astf el de locuință poate avea panou ri solare performante care te ajută
să economisești energia elec trică pe care o folosești.
Materialele utilizate în construcție sunt alese astfel încât să se limiteze expunerea la
substanțe toxice și să izoleze foarte bine spațiul. Prin dispun erea tavanelor și peretilor, se poate
asigura ventilația încăperilor și împiedicarea formării de muce gai.
Casele high-tech funcționează pe baza unui sistem de automatizare. Sunt mai mul te
funcții care pot fi făcute prin apăsarea unui simplu buton. Pot fi controlate aparatura audio-
video, lumina electrică, temperatura, ușa de la garaj, apa cure ntă etc. Pentru a crea ambientul
dorit este suficientă folosirea unei tablete sau unei telecomen zi speciale.
Insă una dintre cele mai populare funcții este cea care permite proprietarului să acționeze
asupra casei chiar și atunci când se află într-o călătorie. Ast fel, în momentul în care călătorește

PROIECT DE DIPLOM Ă 29
în străinătate, cu un telefon mob il, acesta are posibilitatea s ă oprească sau să pornească lumina
în casă.
Casa high-tech: dezavantaje
Există mai puține dezavantaje ale unei case high-tech. Cu toate acestea, punctele slabe nu
pot fi ignorate.
Una dintre grijile caselor high-tech o reprezintă riscul asupra sănătății. Intr-o casă high-
tech se pune problema expunerii la un câmp magnetic, radiații u ltraviolete, radiații X și gamma.
Proprietarul poate să controleze ce se întamplă în casa de la d epărtare, printr-un telefon
mobil. Insă semnalul transmis prin internet spre telefon poate fi interceptat de hackeri, drept
pentru care există riscul să s e fure date personale din casă.
Un alt dezavantaj constă în fapt ul că astfel de case pot fi con struite cu materiale
alternative, folosind tehnologii de ultimă oră, care sunt foart e costisitoare.
2.4. Domenii de automatizare a unei locuințe
Conform specialiștilor, o locuință mecatronică trebuie să asigu re eficiență din punct de
vedere social (prin siguranță, securitate și un design flexibil al spațiului), al mediului
înconjurator (consum de apă ș i energie), cât și economic.
In ceea ce privește dimensiunea economică, se poate vorbi despr e capacitatea "casei
inteligente" de a contribui la minimizarea costurilor de constr ucție, pe de o parte și de întreținere
a locuinței, pe de altă parte. Pot fi influențate chiar și cost urile cu modificările viitoare ale
spațiului de locuit, în plus, valoarea de vânzare a locuinței v a crește. Cererea pentru case
inteligente este în ascensiune, i ar acest fapt adaugă valoare u nei locuințe.
Este o senzație foarte placută să te gândești că un creier îți monitorizează și îți menține
în casă o temperatură agreabilă, îți pornește automat televizor ul când intri in living, îți pornește
combina muzicală la o anumită oră, îți irigă plantele din gradi nă doar atunci când constată ca
umiditatea din sol a ajuns la o valoare scazută. Toate aceste e lemente sunt ceva obișnuit într-o
casă digitală.
Creierul respectiv poate controla de la relee comandate la diverse tipur i de senzori
(temperatură, mișcare, luminozitate, fum etc), camere de suprav eghere, echipamente audio-
video, contoare de curent sau cal orice și multe altele. Element ul comun al tuturor acestor dotări
este faptul că pot fi racordate la un computer și controlate de acesta. Monitorizarea acestor
echipamente presupune pe lângă apr inderea luminilor, deschidere a usilor, declanșarea anumitor
operațiuni mai complexe, și gestionarea anumitor situații de cr iză din sistem fără a fi necesară
intervenția proprietarului.

PROIECT DE DIPLOM Ă 30
Sistemul de temperatură
Se poate utiliza un sistem de au tomatizare dotat cu senzori de temperatură și o centrală
cu automatizare în măsură să obțină temperatura dorită în fieca re ambient pe baza unor relee ce
pot controla diverse tipuri de electrovalve, pompe, ventilatoar e. Dacă încăperea este foarte mare
se pot folosi doi sau mai mulți senzori, iar temperatura înregi strată va fi media temperaturilor
înregistrate de fiecare senzor. Centrala de termoreglare se set ează foarte ușor datorită meniului
grafic intuitiv, obținându-se pro file de temperatură zilnice și săptămânale. Cu ajutorul
webserverului și al releelor tel efonice, sistemul se poate moni toriza și controla de la distanță.
Datorită acestui sistem gradul de confort crește considerabil ș i se realizează o ecomomie de
energie de până la 30%.
Sistemele de detecție a incendiilor au în componență:
 Centrale pentru incendii;
 Detectoare de fum, tem peratură, flacără, gaz;
 Butoane de alarmă;
 Sirene pentru alarmare;
 Sistem detecție fum prin aspirați e (verifică continuu dacă exis tă fum în aerul din
clădire).
Sistemul de securitate a d atelor și de comunicații
Infrastructura de comunicații este elementul cheie al bunei fun ctionări a oricărui tip de
sistem pentru comunicații de date și voce. Necesitatea accesulu i la informații în timp real oferă
o mare importanță infrastructurii de comunicații. In acest cont ext, există următoarele soluții:
 Cablare structurată;
 Rețele WAN, LAN, WWAN, WLAN;
 Echipamente active de rețea;
 Echipamente pasive de rețea;
 Solutii VoIP și Comunicații unificate;
 Sisteme de videoconferință și teleprezență;
 Echipamente telefonie .
Sistemele informatice sunt caract erizate de o vulnerabilitate c rescută cauzată de accesul
nepermis al persoanelor la anumite baze de date. Securitatea da telor devine astfel un domeniu
de interes major în toate sectoa rele societății informaționale și tocmai din acest motiv apar noi
soluții de securizare într-un timp foarte scurt, cum ar fi:
 Instalare și configurare firewall;
 Instalare și configurare se rvere de autentificare;

PROIECT DE DIPLOM Ă 31
 Instalare și configurare programe antivirus;
 Solutii de backup și stocare date.
In mare parte, un sistem de automatizare are în componență urmă toarele :
 Unitate centrală
 Ieșiri 230v pentru to ate luminile
 Iesiri 230v pentru electrovalva irigare
 Iesiri 230 pentru zone de lumină reglabile
 Iesiri de comanda pentru c ontrolul caloriferelor
 Intrari pentru toate înt rerupătoarele din casă
 Intrări pentru toate detectoarele PIR și senzori magnetici, det ectoare de fum și
gaz
 Intrări pentru toate termometrele din locuință + 1 termometru d e exterior
 Panou LCD color touchscreen cu 8 ta ste pentru comenzi rapide
 Senzori PIR, magnetici, fum, gaz, ploaie, crepuscular
 Electrovalve pentru com anda caloriferelor.
Deși echipamentele pentru automatizarea unei case inteligente p resupun o investiție
destul de mare, este indicată imp lementarea acestora datorită c onfortului și
economiilor realizate.
Gradul de siguranță va crește, iar instalarea noilor echipament e nu presupun înlocuirea
completă a celor existente.

PROIECT DE DIPLOM Ă 32
Capitolul 3
Achiziția temperaturii
3.1 Noțiuni introductive.
Procesul de obținere a datelor de la o altă sursă, de obicei un a exterioară sistemului se
numește achiziție de date. Ea se poate realiza prin detectare e lectronică, prin introducerea
datelor de la terminale sau de pe medii magnetice.
Achiziția de date este întâlni tă în foarte multe medii de activ itate din zilele noastre:
 în industrie – în cadrul calculatoarelor de proces care regleaz ă și supraveghează instalații
tehnologice;
 în cercetare științifică – pentru măsurarea și prelucrarea unui spectru extrem de vast de
mărimi electrice și neelectrice;
 în comunicații – pentru suprave gherea și măsurarea liniilor de comunicație, ba chiar și
în viața de toate zilele – în cal culatoarele de bord ce echipea ză multe din automobilele moderne.
În sensul cel mai restrâns, un sistem de achiziție de date treb uie să poată executa trei
funcții fundamentale:
 convertirea fenomenului fizic î ntr-un semnal care poate fi măsu rat;
 măsurarea semnalelor măsurate de senzori sau traductoare în sco pul extragerii
informațiilor;
 analiza datelor și prezentarea lor într-o formă utilizabilă.
Cele mai multe din sistemele moderne de achiziție de date utili zează un calculator
personal pe post de controler. Deci, ținând cont de cele enumer ate mai sus, structura tipică a
unui sistem de achiziție de date care are la bază un PC este ur mătoarea:
 senzori sau traductoare – care convertesc fenomenul fizic într- un semnal electric ce
poate fi măsurat;
 circuite de adaptare a semnalului pentru izolarea, convertirea și/sau amplificarea
semnalului provenit de la traductor;
 un subsitem de achiziție de date (care poate include convertoar e analog – digitale și
multiplexoare);
 un sistem de calcul care include s oftware pentru achiziție de d ate.
Culegerea de date de pe suprafețe relativ mari ridică probleme legate de infrastructură,
mai ales atunci când se utilizează comunicații cu fir. Progresu l rapid realizat în ultimii ani în
domeniul comunicațiilor fără fir – wireless – dintre care amint im tehnologiile de tip GSM și

PROIECT DE DIPLOM Ă 33
apariția modemurilor inteligen te pe frecvențele libere de 900 M Hz și 2,4 GHz, a făcut posibilă
realizarea facilă de sisteme de achiziție de date pentru arii e xtinse.
Arhitectura unui sistem hibrid de achiziții de date pentru arii extinse, care utilizează
comunicații cu fir, modemuri telefonice, modemuri GSM și modemu ri “wireless” pe 2.4
GHz.Sistemul propus vine să adauge facilitați noi la sistemele cu fir clasice. Acestea se
utilizează acolo unde cablările există deja. Se poate folosi st andardul de linie RS485 pentru
distanțe de până la 1.2-3 km, sau modemuri telefonice pentru di stanțe mai mari. Modemurile
GSM oferă o flexibilitate sporită și ușurința în implementare a vând dezavantajele legate de
necesitatea de acoperire a zonei și de plata unui abonament. Mo demurile radio pe frecvențe
închiriate necesită aprobări pentru instalare, repetoare, anten e și implică o arhitectură de tip
stea. Modemurile RFd2d sunt foart e versatile în implementare – permițând reflexii, stațiile nu
necesită vizibilitate directă – arhitectura rețelei poate fi co mplexă. În cazul distanțelor mari,
necesită antene.
3.2. Schema logică de funcționare
În funcție de valoarea temperaturii măsurate, se pot genera dou ă semnale de control
digitale ce se folosesc pentru comanda unor instalații de încăl zire, respectiv de răcire, pentru
reglarea temperaturii î n interiorul incintei.
Cele două semnale sunt generate pe canalele digitale P01 si P02 . Ieșirea P01 se activează
atunci când se depășește o anumită limită inferioară, impusă de utilizator, iar P02 atunci când
se depășește o anumită limită superioară.
Dacă temperatura se află între cele două valori inferioară și s uperioară, ambele instalații
vor fi oprite.
3.3. Achiziția temperaturii folosi nd placa de achiziție USB – 6 008.
Placa de achiziții date USB – 6008 (Figura 3.1.) utilizată are următoarele caracteristici:
 este o placă National Instruments;
 posedă 16 canale de intrare sim ple sau 8 diferențiale selectabi le software;
 convertorul analog numeric este co nstruit pe tehnica aproximări lor succesive;
 rezoluția este de 16 biți (adi că 65536 de nivele distincte);
 rata de eșantionare este de 20K eșantioane garantate;
 bufferul de intrare este de ti p FIFO și are dimensiunea de 512 eșantioane;

PROIECT DE DIPLOM Ă 34
START
SETARE MODUL DE
ACHIZITIE
USB 6008
START
ONNU
INCHIDE
COMUNICATIA
STOPCOMANDA CITIREA
DE LA INTRAREA
ANALOGICA
AIODA
CALCUL
TEMPERATURA
TEMP > LIMITA MAXSTART
ON
TEMP < LIMITA MIN
COMANDA
INACTIVITATE
IESIRE DIGITALA
P01, P02NU
NU
SEMNALIZARE
DEPASIRE LIMITA
MINIMA
COMANDA ACTIVARE
IESIRE DIGITALA
P01 – REZISTENTASEMNALIZARE
DEPASIRE LIMITA
MAXIMA
COMANDA
ACTIVARE IESIRE
DIGITALA
P02 – VENTILATORDA
DA
SALVARE DATENUDA
SCRIERE IN FISIER

 protecția de tensiuni înalte este asigurată până la limitele  25V în timpul funcționării
și 15V când sistemul este oprit.;
 deasemenea posedă 2 canale de ieșire;
 rezoluția la ieșire este de 12 biți;
 rata de împrospătare este de 20K eșantioane;
 tensiunea de ieșire este în domeniul 10V;
 curentul maxim de ieșire este de 5mA;
 are 8 canale digitale de intrare /ieșire cu comunicație compatib ilă TTL/CMOS;
 posedă 2 canale pentru countere sau timere cu o rezoluție de 24 biti;
 declanșatoare digitale compatibile TTL;
Pentru a înțelege modul de achiziție al temperaturii în continu are voi detalia
caracteristicile plăcii de achiziție USB – 6008.

PROIECT DE DIPLOM Ă 35

Figura 3.1. Placa de achizitie USB – 6008
Convertoare analog – digitale.
Convertorul analog digital (A/D) are funcția de a transforma se mnalul primit de la
traductor – pe circuitul de adaptare – într-o formă numerică ce poate fi procesată de PC-ul
nostru. O interfață analog-digita lă trebuie să poată să ofere u tilizatorului câteva funcții
importante pentru aplicațiile de achiziție de date:
 transferarea datelor spre PC pe canalul DMA cu transfer simplu sau la cerere, cu viteză
mare;
 buffer de memorie FIFO (la USB – 6008 are dimensiunea egală cu 512 eșantioane);
 filtrarea zgomotelor;
 amplificator cu câștig programabil;
 electronică pentru declanșarea hard si soft.
Rezoluția (pe 12 biți).
Rezoluția de intrare definește c ea mai mică variație a semnalul ui de intrare ce poate fi
detectată de sistem. Rezoluția poate fi exprimată sub formă de procente, dar cel mai adesea ea
se exprimă în biți.
Rata de eșantionare (10 Ks/s).
Rata (viteza) de eșantionare rep rezintă o măsură a vitezei cu c are placa A/D poate să
scaneze canalul de intrare și s ă identifice valoarea discretă a semnalului față de valoarea de

PROIECT DE DIPLOM Ă 36
referință. Rata de eșantionare se exprimă uzual în eșantioane p e secundă (mai rar in Hz) și ea
este unul din parametrii cei mai i mportanți ai unei interfețe a nalog – digitale. Conform teoriei
un sistem de achiziție de date t rebuie să eșantioneze cu o vite ză de cel puțin două ori mai mare
decât cea mai mare frecvență ce poate exista în sistemul de int rare.
Dacă viteza de eșantionare este prea mică, din datele achizițio nate se va obține o formă
de unde complet diferită, și de frecvență mai mică. Acest efect este numit alising. Dacă sistemul
de măsurat conține componente cu o frecvență mai mare decât jum ătate din rata de eșantionare
se recomandă utilizarea unui filtru anti-alising.
Multe interfețe analog digitale cu mai multe canale folosesc un convertor A/D și un
multiplexor de intrări. Multiplexorul acționează ca un comutato r care permite eșantionarea
independentă a fiecărui canal. De aceea, rata maximă de eșantio nare pentru un canal este rata
maximă de eșantionare a convertorului A/D împărțit la numărul d e canale de eșantionare.
Adesea rata de eșantionare ocupă rapid memoria calculatorului. Aceasta înseamnă, că timpul
cât poate să eșantioneze sistemul date este la fel de important ca și viteza lui de eșantionare.
Pentru a asigura suficient timp de eșantionare poate apărea nec esitatea de a instala RAM
suplimentare pe calculator, ori de a scrie sau cumpăra soft de acces foarte rapid la disc.
Modul de conversie (cu aproximații succesive).
Unul din cele mai importante aspecte care trebuie avute în vede re la proiectarea sau
analizarea unui sistem de achiziție de date este tipul converto rului analog-digital folosit. Cele
mai des întâlnite tipuri de convertoare A/D sunt:
 cu conversie tensiune – frecvență și numărare (V/F counnting);
 cu integrare (integrating);
 cu aproximări succesive (succesive aproximation);
 instantanee (flash).
Modul de declanșare.
Modul de declanșare (triggering) a convertorului A/D este și el un factor important. În
aplicațiile de analiză a frecvenței, aplicațiile cu FFT (Fast F ourier Transform = Transformata
Fourier Rapidă) orice abatere în timpul dintre eșantionări va p roduce erori considerabile.
Conversia A/D trebuie să fie ini țiată direct de către ceasul di n hard sau de către ceasul extern.
Sistemele care folosesc rutine soft pentru sortarea conversiei sunt pasibile de erori. Porțile și
declanșările hard permit un contro l mai bun al datelor și reduc consumul de memorie.
De asemenea, prezintă importanță și modurile de eșantionare. Un ele produse pot sa
înceapă achiziția datelor atunci când primesc un semnal de decl anșare. Aceste două ultime

PROIECT DE DIPLOM Ă 37
moduri, pre – trigger și post – trigger sunt utile atunci când datele ce prezintă interes cuprind și
starea experimentului înainte sau după producerea unui evenimen t.
Configurația intrărilor (8 sin gle ended sau 4 diferențiale).
Pentru conectarea semnalelor de intrare există două configurați i principale: intrări simple
și intrări diferențiale. Intrările simple se utilizează atunci când măsurătorile analogice trebuie
să fie făcute față de o masa externă comună și nu există posibi litatea de a aduce la sistemul
nostru de achiziție de date atât m asa de la distanță, cât și ma sa analogică (8 single ended).
Configurația diferențială este indicată în următo arele situații (4 diferențiale):
 atunci când se măsoară semnale care au tensiuni de mod comun ri dicate (ca în cazul
mărcilor tensiometrice). Intrarea diferențială reduce eroarea p rodusă de tensiunea de mod
comun cu o valoare egală cu rejecția de mod comun a amplificato rului de intrare (CMMR 90
dB la DC si 60 Hz);
 atunci când se fac măsurători de la mai multe traductoare care au o masă comună. Prin
conectarea tuturor terminalelor LOW ale traductoarelor la un pu nct comun se pot produce
curenți de masă care pot genera erori de offset și zgomote;
 atunci când traductorul este plasat fizic la distanță mare față de sistemul de achiziție de
date. Rejecția de nod comun asigur ată de o intrare diferențială oferă o bună protecție față de
zgomotele induse în cablul de m ăsură sau în linia de transmiter e a semnalului.
Deci intrările diferențiale sunt ceva mai complicat de utilizat și mai scumpe decât intrările
cu masă comună, ele asigură în m od obișnuit o imunitate la zgom ote mai bună.
Modul de transmitere a datelor (DMA, întreruperi, I/O programat e).
Cea mai mare parte a interfețelor de achiziție de date transfer ă informația fie folosind
întreruperile, fie folosind accesul direct la memorie (DMA = Di rect Memory Access). În cazul
transferurilor inițiate de între ruperi, apariția unei întrerupe ri determină oprirea programului ce
rula în acel moment pe sistem și saltul la o rutină de tratare a întreruperii. În mod obișnuit,
această din urmă rutină preia datele de la interfețele de achiz iție, le depune în memorie și
execută alte eventuale procesări înainte de a reda controlul pr ogramului întrerupt. Pe de altă
parte, un transfer DMA preia datele de la interfețele de achizi ție și le pune direct în memoria
calculatorului. După transferarea a 66 kB de date, este necesar ă programarea controlerului
DMA. Pentru a se evita pierderea de date se poate folosi un tam pon de memorie FIFO (512 de
eșantioane) care, fiind amplasat c hiar pe placa de achiziție, p oate memora datele citite pe durata
programării. O altă soluție poate fi și instalarea unui al doil ea canal DMA, ceea ce permite ca
un canal să transfere date în tim pul reprogramării celuilalt.

PROIECT DE DIPLOM Ă 38
Având în vedere faptul că transferurile DMA sunt controlate dir ect prin hard și că se
desfășoară „în background”, ele sunt extrem de rapide. Dar pent ru aplicațiile mai lente poate fi
adecvat transferul inițiat de întreruperi. De asemenea, există și produse foarte rapide care
utilizează memorie direct de pe placa de achiziție, ceea ce fac e ca ele să nu fie limitate de
magistrala calculatorului.
Multiplexarea intrărilor.
Pentru a realiza creșterea numărului de intrări pe care le poat e măsura o interfață analog
numerică, se poate folosi un multiplexor. Multiplexorul este un dispozitiv care dispune de mai
multe canale, un canal de ieșire și mai multe intrări de contro l. Cu ajutorul intrărilor de control
se poate selecta canalul de intrare ce este conectat la canalul de ieșire. În cazul folosirii unui
multiplexor, rata de eșantionare globală se obține împărțind ra ta de eșantionare a convertorului
A/D la numărul de canale de intrare.
Circuitul de eșantionare și reținere
Circuitele de eșantionare și reți nere (sample and hold) sunt ci rcuite care eșantionează
mărimea de intrare la un moment de timp și o mențin apoi la ieș ire indiferent de evoluția
ulterioară a mărimii de intrare – până când sunt comandate să f acă o nouă eșantionare. Circuitele
sample & hold permit interfeței A/D să citească mai multe canal e de intrare.
Interfețe numerice (8 intrări/ieșiri, cu transfer de date progr amat I/O).
Alături de posibilitatea de a ci ti mărimi analogice, cele mai m ulte sisteme de achiziție de
date dispun de felurite combinații de intrări și ieșiri numeric e, numărătoare, temporizatoare,
controlere pentru motoare, și altele. Aceste funcții sunt foart e importante mai ales dacă sistemul
trebuie numai să preia date, ci și să controleze o testare sau un proces.
Modulele întâlnite cel mai des s unt cele de intrare/ieșire digi tală (digital I/O). Intrările
digitale monitorizează închiderea unor contacte, detectează stă ri pornit/oprit, și citesc date de
la o mare varietate de echipamente care dispun de ieșire digita lă. Ieșirile digitale pot să
pornească sau să oprească diferite echipamente (motoare electri ce, încălzitoare electrice etc.),
pot sa comande relee sau pot să sc rie date către echipamente ca re dispun de intrare digitală. De
asemenea, există și interfețe num erice pentru comunicații de ma re viteză.
Convertoare digital – analogice (buffer dublu).
Convertoarele digital – analogi ce (D/A) utilizează, o procedură inversă față de cea folosită
de convertoarele A/D. Ele folosesc, în mod uzual, pentru genera rea unor tensiuni pentru
comanda unor echipamente electro nice, pentru c ontrolul unor ech ipamente de reglare cu reglaj
continuu (vane, regulatoare etc.) sau pentru simularea unor ieș iri. Unul dintre parametrii

PROIECT DE DIPLOM Ă 39
importanți ai unui convertor D/A este timpul de stabilire (sett ing time). Acesta trebuie să aibă
o valoare cu atât mai mică, cu atâ t aplicația este mai rapidă.
3.4. Mediul de programare LabVIEW.
Prezentarea generala a limbajului G.
De la prima sa apariție în 1986, LabVIEW a fost cel mai puterni c și ușor de utilizat
program pentru testarea, măsurar ea, modelarea și controlul apli cațiilor industriale.
G este un limbaj de programare grafică . El diferă de celelalte medii de programare într-
un singur și important aspect, și a nume, celelalte limbaje sunt bazate pe text, pe când G este un
mediu de programare exclusiv grafic.
La fel ca C sau Basic, este un mediu de programare cu scop general , cu librării de funcții
extensibile pentru orice cerință de programare.
G include librării specifice aplicațiilor de:
 achiziții de date;
 GPIB și controlul instrumentelor seriale; GPIB este o interfață digitală de
comunicații paralelă cu rată de transfer pe 8 biți cu viteza de tranfer de date de
până la 1 MB/s.

Fig. 3.2. GPIB-ETHERNET Controller
 analiză de date;
 prezentare de date și stocare de date.
G cuprinde de asemenea unelte pen tru depanarea programelor (Deb ugging Tools):
 se pot plasa în sursa gra fica puncte de control;
 se poate anima execuția programului pentru a vizualiza modul fl uent în care
circulă datele de la începutul p ână la sfârșitul programului, s au pas cu pas ceea ce permite o
ușoară depanare și dezv oltare a programului.
Programele G sunt denumite instrumente virtuale (VIs), pentru că înfățișarea și operațiile
sale pot imita instrumentele fizice reale. Totuși, instrumentel e virtuale sunt similare cu funcțiile
limbajelor de programare convenționale.

PROIECT DE DIPLOM Ă 40
Un VI constă dintr-o interfață utilizator interactivă și o diagramă bloc care reprezintă
codul sursă similar limbajelor de programare convenționale. VI- urile pot fi concepute ca funcții
apelabile în alte VI-uri. Rezultă astfel programe cu organizare ierarhică ce poate fi pusă în
evidență și vizualizată prin com enzi disponibile în meniul apli cației LabView.
Instrumentele virtuale sunt structurate astfel:
 Interfața interactivă cu utilizat orul a unui instrument virtual poartă numele de panou
frontal (front panel), pentru că el simu lează panoul unui instrument f izic. Panoul frontal poate
conține butoane, taste, clapete, potențiometre, grafice și alte c o n t r o a l e s a u i n d i c a t o a r e .
Utilizatorul poate introduce date utilizând mouse-ul și tastatu ra, și apoi vizualizează rezultatele
pe monitorul calculatorului;
 Instrumentul virtual primește instrucțiuni de la diagrama bloc care a fost dezvoltată
în G. Diagrama bloc reprezintă o soluție grafică pentru o probl emă de programare. Diagrama
bloc este, de asemenea, codul sur să pentru instrumentul virtual ;
 Instrumentele virtuale se pot utiliza ierarhic și modular . Se pot folosi ca programe
de nivel superior, sau ca subpr ograme în alte programe sau subp rograme. Un instrument virtual
care este utilizat în alt instr ument virtual este denumit sub-VI .
Cu aceste caracteristici, G reu șește cea mai bună implementare a conceptului de
programare modulară. Programatorul poate împărți o aplicație în tr-o serie de task-uri , pe care
le poate din nou împărți până când o aplicație complicată devin e o mulțime de subtask-uri
simple. Programatorul construiește instrumentul virtual pentru fiecare sub-task și apoi combină
VI-urile într-o nouă diagramă bl oc pentru a îndeplini un task mai complicat. Conținutul VI-
ului de nivel superior conține o colecție de subVI-uri care rep rezintă funcțiile aplicației.
Pentru că se poate executa fiecare subVI singur, separat de res tul aplicației, depanatul
este mult mai ușor. Pe de altă parte, unele subVI-uri de nivel inferior de multe ori îndeplinesc
task-uri comune multor aplicații, deci programatorul LabView po ate dezvolta un set specializat
de subVI-uri care pot fi integra te în aplicațiile viitoare.
Panoul frontal.
Interfața cu utilizatorul pentru un instrument virtual este ace eași cu interfața unui
instrument fizic și se numește panou frontal . Panoul frontal este, înainte de toate, o combinație
de mărimi de control și indicatori , ce simulează introducerea, preluarea și afișarea datelor din
diagrama bloc a unui instrument virtual. Mărimile de control si mulează dispozitivele de intrare
și furnizează date către diagram a bloc a VI-ului. Indicatorii s imulează dispozitivele de ieșire
care afișează datele achiziționa te sau generate de diagrama blo c a VI-ului.

PROIECT DE DIPLOM Ă 41
Mărimile de control și indicator ii pot fi adăugați în panoul fr ontal prin selectarea lor din
meniul Controls, ilustrat în figura 3.3:

Fig. 3.3:.- Ilustrarea meniului Controls
din Panoul Frontal Fig. 3.4.Fereastra TOOLS
Fiecare obiect conține un meniu specific cu ajutorul căruia put em schimba atributele
obiectului. Acest meniu poate fi accesat efectuând click cu but onul din dreapta al mouse-ului
pe obiect.
Elementele de control sau indicatoare de pe panoul frontal disp un, indiferent de tipul de
date pe care îl manipulează, de facilități oferite de programar ea orientată obiect în mediul de
operare Windows (posibilități de repoziționare, scalare, modifi care a tipului și dimesiunii
caracterelor utilizate, mod ificare a culorilor etc.
Panoul diagram ă.
Pe măsură ce programatorul dispune de elementele de control și indicatoare în panoul
frontal, simbolurile acestora sunt inserate automat în fereastr a ce va conține diagrama aplicației.
Reprezentarea grafică a unui simbol depinde de natura elementul ui corespunzător (de control
sau indicator) de pe pan oul frontal și de tipul datelor manipul ate de către acesta.
Pe lângă simbolurile elementelor din panoul frontal, în diagram ă se mai pot introduce
simboluri ale unor constante de d iverse tipuri (numerice, logic e, alfanumerice etc.), structuri
specifice limbajelor de programare (iterative, cauzale, secvenț iale etc.), funcții matematice cu
diverse grade de complexitate și proceduri pentru comanda siste mului computerizat de
măsurare.
Diagrama bloc a VI-ului sau, mai exact, codul sursă în formă gr afică a unui VI în
LabVIEW, se afișează în fereastra , ,Diagram". O a s t f e l d e d i a g r a m ă s e c o n s t r u i e ș t e p r i n
legarea obiectelor care trimit sau primesc date, aplică funcții specifice de transformare a
variabilelor sau controlează fluxul execuției programului. Aces te funcții fac parte din biblioteca
de funcții elementare proprie mediului și nu oferă acc es la sursă, iar altele sunt macrofuncții

PROIECT DE DIPLOM Ă 42
disponibile în bibliotecile mediului Labview. Ele sunt conceput e ca subrutine care permit
accesul la sursă până la cel mai scăzut nivel.
Semnificația zonelor din terminalul unei funcții sau al unei pr oceduri poate fi vizualizată
într-o fereastră Help de context , în momentul în care cursor ul mouse-ului este poziționat
deasupra terminalului respecti v dacă este activat din meniul He lp opțiunea Help de contex
Achiziția de date.
Prezentare generală – Funcțiile d e achiziție permit achiziția/c omanda mărimilor de proces
prin funcții dedicate. Ele pot achiziționa/comanda:
 mărimi analogice care corespund unei tensiuni echivalente a măr imii fizice
măsurate/comandate.
 marimi binare care corespund datelor cu acest tip de reprezenta re.
Mediul Labview oferă o paletă bogată de funcții de achiziție/co mandă care permit
realizarea cu mai mult sau mai puțin rafinată a achiziției/come nzii. Aceste funcții sunt sub-VI-
uri concepute astfel încât să efectueaze configurarea placii de achiziție, să cite ască datele sau
să le trimită pe canalele plăcii și să proceseze apoi aceste in formații analogice sau binare după
strategia de contro l prestabilită.

Fig. 3.5. Func ții de achizi ție

PROIECT DE DIPLOM Ă 43
3.5.Prezentare aplicatiei in LabView.
În prima regiune am definit parametrii de achiziție. Aici am ut ilizat controale numerice
ca: placa de achiziție, canalul, rata de scanare, canal de ieși r e – v e n t i l a t o r ș i c a n a l i e ș i r e –
rezistență.

Fig. 3.6. Panoul frontal al achizi ției și controlului temperaturii.
Placa de achiziție – dă posibilitatea utilizatorului d e a alege numărul device – ulu i, cu
care va comunica calculatorul.
Canalul – reprezintă numărul canalului pe care se face achiziția.
Rata de scanare – reprezintă numărul de interogări ale plăcii de achiziție în uni tatea de
timp.
Canalul de ieșire – ventilator și rezistență – sunt două canale numerice care indică
numărul canalului de ieșire pe care se trimite o tensiune pentr u a aprinde un LED, respectiv se
face comanda ventilatorului și a rezistenței atunci când este n evoie.
Cele doua LED–uri indicatoare, re spectiv unul la rezistență și celălalt la ventilator,
semnalizează pornirea respectiv oprire celor două device–uri, a tunci când se atinge temperatura
maximă sau minimă setată de utilizator.
În ultima zonă a panoului de con trol avem ora și data în moment ul in care se rulează
aplicația, acestea fiind cele core spunzătoare calculatorului.

PROIECT DE DIPLOM Ă 44

Fig. 3.7. Schema bloc de achizi ție respectiv de afi șare a temperaturii.

Fig. 3.8. Schema bloc de comanda a ventilatorului și rezistentei, precum și butonul de pornit/oprit al
schemei.

Fig. 3.9. schema bloc de salvare a datelor într-un fi șier excel (jurnal de mars).

PROIECT DE DIPLOM Ă 45

Fig. 3.10. Schema bloc de afi șare a orei respectiv datei
F e r e a s t r a d i a g r a m ă d i n s p a t e l e p a n o u l u i f r o n t a l a r e o s t r u c t u r ă ierarhizată. Ea are în
componența sa o serie de subaplicații, numite subVI – uri în li mbajul grafic G. După cum se
poate vedea și din figura 3.11., ele r eprezintă aspectul arbore scent al aplicațiilor în LabVIEW.
Aceste subaplicații sunt prezente numai prin intermediul unor i conuri a căror grafică este
sugestivă pentru acțiunea care o generează. Grafica poate fi ed itată de către utiliz ator cu ajutorul
unor instrumente care se află pe bara de sus.
Fiecare icon are terminale de intrare și de ieșire, unele opțio nale altele obligatorii care
trebuie cablate pentru ca aplicaț ia din spatele lor să poată fu ncționa.

Fig. 3.11. Structura ierarhizat ă a aplicațiilor în LabVIEW.

PROIECT DE DIPLOM Ă 46
Capitolul 4
Automatizarea domeniului exterior
O soluție completă de automatizare a unei case inteligente pres upune câteva sisteme
principale interconectate.
Principalele sisteme care pot f i automatizate sunt următoarele:
 Sistemul de iluminare;
 Sistemul de temperatură;
 Sistemul audio-video;
 Sistemul de irigații;
 Sistemul de securitate și siguranță (control acces, supravegher e, interfonie,
protecție incendii);
 Sistemul de control și acționare porți;
 Sistemul de securitate a datelor și de comunicații.
4.1. Automatizarea porților de acces
Automatizările pentru porți, împ reună cu un montaj profesionist va asigura o funcționare
sigură și precisă în orice condiții meteorologice. Acestea ajut ă să deschidem porțile într-un mod
ușor și sigur, fără nici un efort suplimentar conducând la acti vități zilnice mai simple și mai
confortabile.
În momentul în care sunteți în a propierea porții de acces auto, trebuie doar să apăsați un
buton al telecomenzii pentru automatizarea porții și porțile ba tante sau porțile culisante se vor
deschide extrem de silențios pentru a vă permite accesul.
În cazul în care doriți ca acest ea după intrare sau ieșire să s e închidă automat fără să mai
apăsați butonul telecomenzii, aut omatizarea porții va ști să fa că asta prin programare. Nu mai
trebuie să vă faceți griji în s ituația în care plecați de acasă sau intrați în casă repede și uitați să
închideți poarta, aceasta se va închide programabil singură. To todată trebuie să știți că atunci
când aveți montată automatizare poartă, acestea are ca accesori i fotocelule care nu o lasă să se
închidă dacă în dreptul porții, fie ea poartă batantă, poartă c ulisantă sau poartă în consolă, se
află un obstacol (mașină, copii, obiecte…)

PROIECT DE DIPLOM Ă 47

Fig. 4.1 Automatizare por ți batante Fig. 4.2 Automatizare por ți culisante
Automatizările pentru porți batante oferă un confort deosebit e liminând efortul uman,
funcționând doar prin a păsarea unui simplu buton.
Automatizările porților culisante pot funcționa pentru diferite mărimi ale porților,
greutăți și condiții de mediu.
Porțile culisante necesită sisteme de automatizări porți flexib ile care să poată funcționa
pentru mărimi diferite ale porților, greutăți și condiții de me diu, oferind întotdeauna un
maximum de siguranță operațională , funcționabilitate și fiabili tate.
Automatizările porților în consolă, sunt soluția ideală atunci când nu doriți și curtea nu
permite montarea șinelor de glisare a porții. Porțile în consol ă avute de beneficiar sau
confecționate la cerere, pot fi ech ipate cu autom atizare porți în consolă, sau aut omatizare porți
autoportante fără șine, fără a fi nevoie de o curățare a șinei.
Pentru porți întâlnim mai multe sisteme de automatizare cu acți onări diferite după cerințele
de spațiu sau greutatea porții. În figurile de mai jos sunt des crise sumar câteva astfel de
exemple:
Braț automatizari por ti batante Erreka BUL

Fig. 4.3 Ac ționare cu bra ț tip șurub pentru o poart ă cu două aripi (3m/400kg/arip ă)

PROIECT DE DIPLOM Ă 48

Fig.4.6 Schema de func ționare a automatiz ării poarții batante Motorline
Automatizare tip ABA AutoGates:

Fig.4.7 Set ac ționare subteran ă pentru por ți batante max.3,5 m/400 kg

Fig.4.8 Unit ățile componente a unei por ți batante duble cu ac ționare subteran ă

PROIECT DE DIPLOM Ă 49

Fig.4.9 Ac ționare poart ă culisantă SOMMER

Fig. 4.10. U și garaj sec ționale Fig. 4.11. U și de garaj basculante
Ușile basculante (fig. 4.11) sunt fabricate din oțel zincat de 0,6 mm, vopsit în câmp
electrostatic, acționarea lor poate fi manuală sau electrică (c u motor și telecomandă). Ușile au
în dotare brațe pentru balansare , pivoți de culisare cu rulmenț i etc.
Uși de garaj tip rulou – corespund celor mai pretențioas e cerințe (fig. 4.12). Iată o serie
de caracteristici pe care le dețin:
– Rezistenta sporită la efracț ie, asigurând o securitate maximă ;
– Manevrare ușoară folosind sist eme de deschidere automată cu t elecomandă și sisteme
de protecție la închidere;
– Durata mare de viață și stabi litate în timp pentru ușile de g araj tip rulou.
– Profilele acestor uși de garaj sunt din aluminiu, cu inserție de spumă poliuretanică
vopsite printr-o tehnologie modernă ce asigură o garanție de 10 ani la factorii externi de mediu.
– Gama coloristică foarte largă transformă ușa de garaj tip rul ou într-un element care
individualizează garajul.

PROIECT DE DIPLOM Ă 50

Fig. 4.12. U și de garaj tip rulou
Caracteristici ale materialelor utilizate
Lamela pentru ușile de garaj tip rulou Tip material lamelă pentru uși de garaj: aluminiu eloxat inject at cu spumă poliuretanică.
Se pot îngloba și lamele pentru a erisire sau lamele cu inserție de policarbonat.
Concepția cutiei pentru uși de garaj tip rulou permite montarea acesteia fie la garaje care
au fost prevăzute cu locaș speci al pentru cutie fie la cele car e nu au un astfel de locaș.
Toate elementele ușii de garaj realizate din aluminiu sunt vops ite prin procedee speciale
(electrochimice), deci rezistenta în timp.
Dispozitive de securita te pentru uși de garaj
Securitatea este mult sporită da torită rezistenței mecanice deo sebite a materialului.
Este prevazută cu sisteme de blocare care nu permit ridicarea m anuală (forțată), din
exterior a întregii uși de garaj . Poate fi prevăzut cu sisteme de blocare speciale antiefracție.
Ghidajele acestor uși de garaj s unt realizate din aluminiu extr udat, deosebit de rezistent
la forțare.
Lamelele de aerisire asigură menținerea unui climat optim în in teriorul garajului,
permițând eliminarea noxelor, asigurarea unui nivel de umiditat e corespunzator, etc.
Sisteme de manevrare pentru uși de garaj Sistemul de manevrare electric permite ridicarea acestor uși de garaj printr-o simplă
apăsare pe buton, ușile fiind dot ate cu motor electric.
Sistemul electric poate să fie prevăzut cu un dispozitiv care s ă permită acționarea
manuală a acestor uși de garaj și în cazul în care alimentarea cu energie electrică nu este
disponibilă.

PROIECT DE DIPLOM Ă 51
Opțional comanda sistemului poate fi realizată, la cerere, cu t elecomanda, cu un
întrerupător cu cheie, etc.
Automatizare de tip BFT Tiziano:

Fig. 4.14 Sistem complet cu senzor rota ție, șină cu lanț pentru por ți secționale

Fig. 4.15 Schema de principiu și amplasarea elementelor unei automatiz ări usa garaj
4.2. Automatizarea sistemelor de irigații
Irigațiile dețin un rol de primă importanță în creșterea și ame najarea spațiilor verzi de
orice tip, fie ele terenuri publi ce, grădini, terenuri de sport , parcuri.
Necesitatea unui sistem de irigat este de necontestat dacă avem în vedere pe de o parte
ciclul de viață al oricărei plan te sau spațiu verde și pe de al tă parte modificările climatice din
ultimii ani.
Sistem de irigații automatizat
Sunt compuse dintr-o sursă de apă (hidrant, pompă), un sistem d e conducere al apei
(conducte), electrovane (robineți cu comandă electrică), panou de comandă, senzori, aspersoare
‘pop-up’ care pot fi de mai multe tipuri în funcție de modul și distanța de stropire, furtun de
picurare (dacă e cazul), microaspersoare.

PROIECT DE DIPLOM Ă 52

Fig. 4.16 Sistem de iriga ții automatizat Fig. 4. 17 Panou de comand ă irigații

Fig. 4. 18 Schema unui sistem de irigare automat
Toate sunt controlate de o centralină (programator) cu mai mult e circuite de udare și
senzori ce comandă un grup de robineți electrici. Toate aceste componente ale sistemului
automatizat de irigații sunt asc unse vederii iar programarea ci rcuitelor se face pe sezon.
Sisteme de irigat prin picurare
În componența amenajărilor de irigație prin picurare ca și în c azul altor metode
localizate se include atât materiale comune tuturor rețelelor d e conducte cât și materiale
dispozitive, echipamente specifice metodei de udare.
Poziționarea acestora în cadrul schemelor hidrotehnice se face ținându-se seama de
considerente funcționale, rezultând astfel variante de amplasar e în funcție de calitatea apei de
irigație, panta terenului, caracteristicile solului, tipul de p icurător folosit, dimensiunea
amenajării, presiunea disponibilă etc.
Pentru a fi rentabilă, instalația de udare prin picurare trebui e să aibă în componența sa
dispozitive de protecție și cont rol al calității apei, aparatur ă de măsură și control al presiunii și
volumelor de apă distribuite în rețea, echipamente care să perm ită aplicarea unor tratamente

PROIECT DE DIPLOM Ă 53
chimice și a fertilizărilor prin apa de irigare și echipament d e udare care să se adapteze la
condițiile de cultură și relief cu asigura rea udărilor de calit ate.
În figura 4.19 sunt prezentate elementele componente ale unui s istem de irigare prin
picurare pentru suprafețe mici ce face obiectul de studiu al pr ezentei lucrări. Acest sistem pe
timpul zilei va capta energia solară cu ajutorul celulelor foto voltaice și prin intermediul
regulatorului de încarcare se v a stoca energia electrică produs ă in acumulatorii aferenți.
Invertorul cc-ca v-a alimenta pompa sumersibilă pentru aducerea apei din puț în rezervor atât
timp cât senzorul de nivel maxim nu va fi activat, totodată pom pa va funcționa atât timp cât
nivelul apei din puț nu va scădea sub nivelul minim (flotorul p ompei este un contact normal
închis cât timp apa îneacă pompa, contactul se deschide la scăd erea nivelului apei din puț).
Electovana va fi comandată la deschidere atunci când sunt îndep linite condițiile de timp, de
temperatură (cronotermostatul fiind elementul de comandă) și nu în ultimul rând de nivel minim
rezervor (în lipsa apei din rezervor electrovana nu va fi coman dată). Pentru implementarea
automatizării sistemului de irigare s-a ținut seama de următoar ele condiții: – udarea se va face
numai noaptea, condiționat de tem perature mediului ambient; – a sigurarea protecția
rezervorului la supraplin; – asig urarea protecției pompei sumer sibile la funcționarea fară apă; –
asigurarea protecția electrovanei la lipsa apei în rezervor.
 
Fig. 4.19 Schema de principiu a instala ției automate de irigare prin picurare.
Având în vedere condițiile impuse pentru irigare s-a optat pent r u o a u t o m a t i z a r e a
instalației în funcție de timp și în funcție de automatizare ut ilizând ca element de comandă un
cronotermostat.

PROIECT DE DIPLOM Ă 54
4.3. Automatizarea sistemelor de iluminat exterior
Sistemul de iluminare:
Lumina este un factor foarte im portant în asigurarea confortulu i unei case. In funcție de
activarea luminii pe diferite zone ale casei, în funcție de gra dul de folosire și de necesități, în
funcție de sezon sau de oră, de i luminarea pentru supraveghere sau de iluminarea căilor de
acces, se poate vorbi despre consola de control care face totul posibil. Prin presetarea cu
intermediul aplicației casei inteligente, aprinderea sau stinge rea luminilor interioare sau
exterioare, gradul de iluminare, prizele care asigură curentul electric aparatelor sau
echipamentelor de iluminare pot fi controlate personalizat.Toat e acestea sunt posibile prin
înlocuirea instalației electrice clasice cu o instalație digita lă unde funcția de comutare a
întrerupătorului este luată de re lee situate în tabloul de auto matizare și funcția de comandă este
luată de aparate legate în paralel pe lina bus (sistem care lea gă toate componentele electronice
printr-un circuit inelar. Comenzile digitale se învârt în acest circuit până "coboară la stația de
destinație", punând în funcțiune aparatul de comandă) de numai 27 V c.c. In acest mod se
realizează o reducere considerabilă a numărului de cabluri elec trice iar utilizarea aparatelor nu
implică nici un risc.
Lumina joacă un rol extrem de important în confortul unei case. Putem așadar vorbi de
aspectul utilitar, adică de activarea luminii pe diferite zone ale case în funcție de gradul de
folosire și de necesități, în funcție de sezon sau ora din zi s au noapte, iluminare a căilor de acces
noaptea sau iluminatul pentru supraveghere, sau putem vorbi de designul luminilor pentru a
induce confortul și o ambianță placută, în funcție de scenariul creat anterior prin consola de
control. Putem vorbi de iluminarea fațadei casei, a grădinii s au a piscinei, în funcție de oră sau
în diverse configurații – party în gradină, pe terasă, vizionar e filme, mod de noapte, etc.
Iluminarea utilitară
Camerele pot avea grade de iluminare diferite, presetate din ap licația casei inteligente. De
asemenea, aprinderea și stingerea luminilor interioare sau exte rioare pot fi controlate în funcție
de zone. De asemenea prizele care asigură curentul electric apa ratelor sau echipamentelor de
iluminare pot fi controlate pe rsonalizat, pe paliere orare sau pe zone.
Control jaluzele și parasolare
Obținerea gradului de iluminare sau umbrire dorit poate fi făcu tă inclusiv prin controlul
asupra jaluzelelor sau parasolarelor instalate. In funcție de s cenariul dorit acestea pot fi coborâte
sau ridicate automat sau l a comanda proprietarului.
Echipamente și aplicați i control iluminare

PROIECT DE DIPLOM Ă 55
Automatizarea sistemului de iluminat conferă posibilități multi ple de aprindere și stingere
a luminilor, inclusiv de la distanță. Evident iluminatul este e lementul important la un Scenariu
de Home cinema (lumina de control de la o veioză este redusă, s tingerea celorlalte lumini din
încăpere) sau la un Scenariu oasp eți în care poate preferăm o i luminare puternică.

Fig. 4.20. Sistem de iluminat
4.4. Automatizarea sistemelor de siguranță exterioare
Sistemul de securitate și siguranță
Supravegherea video este o componentă importantă ce permite mon itorizarea în timp real
a persoanelor sau a evenimentelor la nivelul perimetrului, a că ilor și a zonelor de acces.
Echipamentele de supraveghere v ideo și monitorizare includ:
 Camere video analogice;
 Camere video IP;
 Înregistratoare (DVR-uri, NVR-uri);
 Lentile;
 Tastaturi de comandă și control;
 Iluminatoare IR;
 Display-uri pentru săli de monitorizare;
 Software administrare.

Fig. 4.21 Sistemele de supraveghere video

PROIECT DE DIPLOM Ă 56
Alcătuirea unor sisteme de detecție perimetrală este obținută c u ajutorul următoarelor
elemente:
» bariere cu infraro șu – constau în echipamente de emisie și recepție a uneia sau mai
multe raze în infraroșu cu semnalul modulat în impulsuri; în mo mentul întreruperii razei se
declanșează alarma și poate fi anuntat dispeceratul.
» bariere cu microunde – sunt alcătuite analog barierel or cu infraroșu cu deosebirea că
senzorii cu microunde sunt volumetrici iar amplasarea lor se fa ce astfel încât să se asigure o
zonă de detecție simetrică, semnalul emis fiind deasemenea modu lat în impulsuri.
» senzori monostatici cu microunde – folosesc același principiu ca la barierele cu
microunde însă cele două echipamente, de recepție și de emisie, se găsesc în același loc.
» detectoare PIR ( Passive infrared sensor ) de exterior – permit detectarea surselor de
căldură aflate în mișcare, iar prin selectivitatea spectrală se poate realiza imunitatea la alarmele
false
» sisteme cu cablu activ de radiofrecven ță – reprezintă un ansamblu de două cabluri, unul
fiind injectat de către un echipament de transmisie de radiofre cvență în banda joasă cu un
semnal iar celălalt cablu transformă energia primită de la prim ul cablu în semnal electric.
Calitatea semnalului recepționat este modificată de apariția co rpurilor în mișcare iar
cablurile pot fi complet mascate (îngropate în pământ sau zid).
» sistem cu cabluri tensionate – oferă atât protecție fizică cât și o generare de semnal
electric la atingerea unui intrus de rețeaua de sârme întinse ș i tensionate, ghimpate sau nu,
montate pe stâlpi , zid sau gard.
» gardul electric – prin utilizarea unei rețele de fire electrice (8000V, neleta l), gardul
electric oferă o protecție atât fizică cât și de îndepărtare a agresorilor prin șoc urile produse de
descărcările electrice. Integrita tea gardului este monitorizată și localizată permanent cu ajutorul
echipamentelor electronice de alarmare și sistemelor de multipl exare.
» sistem de multiplexare – este un echipament care primește semnalele de alarmă de la
dispozitivele din teren, transmițându-le către sistemele de man agement al securității sau către
alte dispozitive anexe cum ar fi porți, sirene, instalații de i luminat etc. Acest sistem ușurează
operarea sistemelor de securi tate pe perimetre întinse

PROIECT DE DIPLOM Ă 57

Fig. 4.22 Sisteme de detec ție perimetral ă

Fig. 4.22 Gard electric cu sistem solar

PROIECT DE DIPLOM Ă 58
Capitolul 5
Automatizarea domeniului interior
5.1. Sisteme de automatizare a echipamentelor din bucătărie
Electrocasnicele inteligente
Un robot de bucătărie performant include mașina de tocat carne, blender, două
storcătoare de fructe, diverse răzătoare, mai multe palete pent ru aluat, albușuri sau amestecat
diverse compoziții. Conține mai mult inox decât celelalte, iar vasele sunt din sticlă, nu din
plastic.
Prețurile cuptoarelor cu microunde variază. Cel care este mai ieftin, doar încălzește și
dezgheață, are structura din email și este mecanic. Cuptorul ma i scump este din inox, digital,
gătește și are în dotare "al șaselea simț" – își cântărește sin gur produsul și apoi își reglează
temperatura de gătire.
Friptura încălzită prin celular
Electrocasnicele din era digitală au devenit la fel de "intelig ente" ca un computer. Ca
primă etapă, electrocasnicele au fost conectate la Internet. A doua etapă a fost cea a formării
unei rețele casnice, controlată p rintr-o singură telecomandă, d e la frigider până la sistemul de
iluminat. Ultima etapă este aceea în care aparatele nu doar te ascultă, ci te și atenționează. Va
exista și o a patra etapă, când a paratele "vor vorbi între ele" .
Electrocasnicele pot fi programate să-și schimbe modul de funcț ionare luând în calcul
cele mai variate necesități ale omului. Spre exemplu, frigideru l își comandă singur, prin
Internet, proviziile pe cale să se epuizeze. Cuptorul, conectat la Internet, poate stoca în memorie
mii de rețete. Prin Internet sau prin telefonul mobil, în drum spre casă, poți comanda frigiderului
să răcească vinul doar atât cât este nevoie, iar mașinii să spe le vasele ca să ai în ce mânca
friptura pe care, de asemenea, i -ai „ordonat" cuptorului să ți- o încălzească.
Hota de bucătărie
Confortul de care te bucuri în casa ta reprezintă unul dintre c ele mai importante bunuri
ale tale. Un nivel optim de confort ți-l oferă și Hota Electrol ux EFP 6411 X, o hota discretă și
culisantă ce se integrează perfect în mobilia din bucataria dum neavoastră. Hotele telescopice
sunt puțin vizibile atunci când nu sunt folosite, iar când le u tilizați sunt foarte usor de manevrat.
Nivelul de absorbție poate fi adaptat la diferitele moduri de p reparare, furnizând eficiență
maximă la costuri minime, deci capacitatea de evacuare poate fi controlată continuu. Filtrele de
grăsime metalice vă oferă posibilitatea de a economisi bani. Ar e un nivel de zgomot redus,
datorită unei tehnologii speciale.

PROIECT DE DIPLOM Ă 59
Cuptorul cu microunde

Fig.5.1.Cuptor cu microunde
Microundele, unde foarte scurte de energie electromagnetică, fa c parte din spectrul de
energie al naturii. Acest spectru include lumina vizibilă, infr aroșie și ultravioletă alături de unde
radio, raze x și altele. Oricum, este foarte mare diferența înt re ceea ce soarele generează și ce
generează cuptorul cu microunde. Această diferență este rezulta tul curentului alte rnativ folosit
pentru a genera microundele.
Iată cum gătesc microundele mâncarea: microundele folosesc ener gia electromagnetică,
generată electronic de către un magnetron. Toate undele electri ce se schimbă de la pozitiv la
negativ cu fiecare ciclu de undă. Curentul alternativ face ca a ceste cicluri de unde să aibă loc
mult mai repede. Moleculele de apă au o încărcătură pozitivă și negativă. Astfel, când sunt
expuse energiei creată de microunde care se schimbă de la pozit iv la negativ, moleculele de apă
se rotesc. Acest proces este similar cu rotația unui ac produsă de un magnet pe o suprafață
orizontală. Microundele, generate de curentul alternativ din cu ptor determină moleculele de apă
din mâncare să se rotească de miliarde de ori pe secundă. Din a ceastă cauză se produce foarte
multă fricțiune între molecule ș i astfel se încălzește mâncarea .
Frigiderul “mecatronic”
Un frigider mecatronic (inteligent), spre exemplu, pe lângă fap tul că are televizor
încorporat, are pe cealaltă ușă un display pe care afișează tem peratura aerului din interior.
Conectat permanent la o sursă de apă pe care o și filtrează, fa ce cuburi de gheață sau gheață
pisată. Datorita sistemului "no frost" nu trebuie dezghețat nic iodată. Deci nu produce gheață, ci
numai aer rece, iar consumul de e nergie electrică îl situează î n clasa A (consumă foarte puțin).
Folosind un telefon mobil cu cone xiune la internet, este posibi lă accesarea de la distanță,
în timp real, a unei liste cu produse din interiorul frigiderul ui “inteligent”. Frigiderul este
capabil să își anunțe proprietar ul când un produs a expirat. Po tențialul pentru această tehnologie

PROIECT DE DIPLOM Ă 60
este enorm, dar disponibilitatea limitată a serviciilor online de supermarket i-a încetinit
dezvoltarea. Producătorii speră să descopere un sistem prin car e frigiderele nu doar vor ține un
stoc al produselor, dar vor și face lista cu ce este necesar și automat vor plasa comenzi în cadrul
supermarket-urilor online.
Un dezavantaj al tehnologiei actuale este efortul depus pentru ca frigiderul să păstreze
date reale. Denumirea produselor și termenele de valabilitate t rebuie introduse manual, la fel și
scoaterea în timp a produselor c onsumate. Avantajul cunoașterii interiorului frigiderului de
acasă în orice moment poate însă cântări mai mult în fața acest or mici neplăceri de a menține
înregistrările actualizate.

Fig. 5.2. Frigiderul mecatronic
Inteligența electronică Active-Smart și numeroși senzori monito rizează temperatura
internă în timp ce un compresor cu capacitate variabilă asigură funcționarea la maxim potențial
a frigiderului.
Eficiența energetică este extre m de importantă când e vorba de frigidere, deoarece sunt
singurele echipamente de bucătărie care funcționează 24 de ore pe zi. Prin achiziționarea unei
tehnologii ecologice veți putea re duce facturile la electricita te, deci veți păstra mai mulți bani
în portofel.
Mobilier cu sertare meca tronice (inteligente)
O bucătărie organizată este o bucătărie funcțională. Cu cât îți construiești mai bine
spațiul destinat preparării și servirii mâncărurilor, cu atât v ei petrece mai mult timp în bucătărie.
Mobilierul de aici este cel care face diferența între lux și ba nal. O compartimentare
practică și o poziționare bine gândită înseamnă să investești î ntr-o bucătărie de calitate. Fiecare

PROIECT DE DIPLOM Ă 61
cm trebuie exploatat la maxim, fiecare sertar trebuie executat inteligent și fiecare zonă trebuie
delimitată clar și confortabil.
Tehnologia și ingeniozitatea se a flă în spatele sertarelor și d ulapurilor. Simple și comune
la prima vedere, acestea înglobează sisteme de prindere, de cul isare, de glisare cu extracție
totală, de iluminare interioară. Toate aceste elemente inovatoa re contribuie din plin la crearea
unui mediu confortabil și igienic , propice pentru activitatea d esfășurată (fig. 5.3 a, b, c, d).
a. b.
c. d.
Fig. 5.3. Dulapuri cu sertare inteligente
Pentru compartimentarea interioară a sertarelor există numeroas e accesorii/plăcuțe care
asigură o organizare perfectă. Acestea sunt prinse cu ajutorul clemelor de baza sertarului, însă
pot fi repoziționate și fixa te după nevoile beneficiarului.
Proiectarea unei bucătării trebui e să includă 5 zone importante : provizii (alimente
congelate și bunuri consumabile), păstrare (tacâmuri, veselă, p ahare), curățenie (chiuvetă, coș
de gunoi, produse pentru igienă), preparare (blat de lucru, con dimente, unelte) și gătire (cuptor,
plită, hotă, cratițe).
Zona de provizii se dovedește deseori neîncăpătoare și insufici entă, mai ales după o
vizită la supermarket. De aceea, pentru a nu avea permanent sen zația că ai fi dorit mai mult

PROIECT DE DIPLOM Ă 62
spațiu de depozitare, alege varianta dulapurilor verticale, cu sertare suprapuse care culisează și
care oferă acces direct din față și din lateral.
Pentru zona de păstrare, unde ț ii tacâmuri, seturi de cafea/cea i, veselă, boluri din plastic,
este foarte importantă plasarea acestor lucruri. Și anume: ceea ce folosești foarte des așează în
sertarele de mijloc la care accesul este facil, iar bunurile fo losite rar – în sertarele cele mai de
jos și în dulăpioarele suspendate cele mai de sus.
Este de evitat pe cât posibil dulapurile cu uși în favoarea ser tarelor culisante late și
adânci. Oferă un spațiu de depoz itare generos, bine organizat ș i suportă greutăți semnificative.
Chiar și zonele inabordabile (colțuri sau spațiul de sub chiuve tă) pot fi transformate în spații de
depozitare de succes.
Mașina de spălat vase
În timpul unui ciclu de spălare mașina de spălat vase (fig. 5.4 .):
– se umple singură cu apă – încălzește apa la temperatura potrivită – deschide automat dozatorul de detergent la momentul potrivit
– pulverizează apa prin jetur i pentru a curăța vasele
– scurge apa murdară – pulverizează și mai multă apă pe vase pentru a le clăti – scurge din nou apa – încălzește aerul pentru a usca vasele, dacă s-a selectat acea sta opțiune

Fig. 5.4. Ma șina de spălat vase Fig. 5.5. Schema ma șinii de spălat vase
Se monitorizează singură pentru a se asigura că totul funcțione ază perfect. Un
temporizator sau un mic computer potrivește lungimea fiecărui c iclu de spălare. Un senzor
detectează apa și temperatura aer ului pentru a pr eveni supraînc ălzirea mașinii de spălat vase și
deteriorarea vaselor. Un alt senzor poate indica dacă nivelul a pei devine prea mare și activează

PROIECT DE DIPLOM Ă 63
automat funcția de scurgere pentru a preveni revărsarea apei di n interior. Unele mașini au chiar
și senzori ce detectează cât de m urdară este apa ce se scurge d e pe vase.
Mașina de spălat vase are o capacitate mare (14 seturi) care pe rmite introducerea mai
multor vase deodată. Clasele de eficiență sunt după cum urmează : eficiență A la uscare,
eficiență energetică A+ și la spălare A. Vine cu un ecran LCD f oarte util, indicator pentru nivel
la clătire, compartiment pentru sare cu control electronic. Pro gramele sale sunt: intensiv, rapid,
prespălare, bio/eco, no rmal și cristale.
5.2. Sisteme de automatizare a echipamentelor din dormitor și s ufragerie
5.2.1. Dormitor – pl ăcerea de a te trezi.
Nu trebuie decât să reglezi comanda pentru scenarii la setarea "dimineață" pentru a face
din noapte zi în dormitorul tău: storurile se ridică și nivelul iluminatului se adaptează la primele
raze ale soarelui, în timp ce muzica de fundal este activată ia r sistemul de încălzire atinge
temperatura potrivită

Fig. 5.6. Dormitorul mecatronic
Între timp, meniul intuitiv cu pictograme de pe ecranul touch-s creen îți permite să schimbi
muzica, să mărești temperatura di n baie sau să pornești sistemu l de aspersoare din grădină.
5.2.2. Sisteme automate de siguran ță – Sistem GSM audio-video supraveghere copii

PROIECT DE DIPLOM Ă 64

Fig. 5.7. Sistem audio-video supraveghere copii
5.2.3. Materiale cu func ții inteligente pentru perdele și draperii
Perdelele și draperiile Drapilux Flammstop au proprietatea de a opri răspândirea flăcărilor
în caz de incendiu , conferind astfel un înalt nivel de siguranță. Mai mult, în cazu l expunerii la
foc, emisiile de gaze sunt foarte scăzute și nu propagă focul. Astfel, posibilitatea de răspândire
a incendiului este limitat considerabil. In plus, țesăturile Dr apilux Flammstop sunt permanent
ignifuge, deci nu își pierd în tim p proprietățile prin folosire sau spălare.
Datorită sărurilor de metal și oxizilor încorporate în țesături le Drapilux Air, acestea au
capacitatea de a împrospăta aerul prin neutralizarea poluanțilo r și mirosurilor din aer. Calitatea
aerului având un efect considerabil asupra sănătății și bunei d ispoziții a oamenilor, funcția
Drapilux Air conferă o valoare in contestabilă acestor țesături. Calitatea Drapilux Air a fost
demonstrată științific și de către institutul "Institute for Agro-Environme tal Chemistry".
Țesăturile Drapilux Bioaktiv a u un efect antibact erian datorită integrării ionilor de argint
în fibrele Trevira. Aceștia decimează efectiv și eficient bacte riile de la suprafața țesăturii fără
să provoace iritații sau alergi i la contactul cu pielea. Transf erul germenilor aflați în mod normal
pe suprafața textilelor utilizate se reduce semnificativ și ast fel riscul de răspândire a infecțiilor
este micșorat. Aceste calități sunt în special benefice pentru vârstnici sau pentru persoanele cu
un sistem imunitar slab.
In diferitele coridoare și holuri, în hoteluri, restaurante și birouri, nivelul de zgomot poate
fi foarte ridicat. S-a dovedit știintific faptul că acest funda l sonor permanent influențează
negativ confortul genera l și nivelul de performanta al oamenilo r. Tesăturile Drapilux Akustik
oferă soluția ideală! Ele au un efect fonoabsorbant distinct și specific, dovedit într-o serie de
studii elaborate efectuate de In stitutul Fraunhof er. Tesăturile Drapilux Akustik pot fi folosite

PROIECT DE DIPLOM Ă 65
nu doar în calitate de perdele, ci și ca elemente inovatoare de design interior: draperii paravan,
tavane în forma pânzelor de corabie etc.
5.2.4. Mobila inteligent ă din sufragerie
Sufrageria se află, de cele mai multe ori, în centrul casei și reprezintă locul în care familia
și musafirii săi se strâng pentru a se relaxa, a vorbi și a se simți bine. Mobila și decorul din
sufragerie pot da tonul a ceea ce se întâmplă în cameră, deoare ce mobila reprezintă punctul
forte atunci când casa este decorată. Această mobilă nu este un a tradițională, ci combină
utilitatea cu estetica merg ând pe linia modernismului.
Canapele amuzante
Această canapea de mașină reprezintă vremurile din
anii '80. Este o canapea fin ă, luxoasă a mașinii Aston
Martin DB6 – genul de canapea pe care ar sta James Bond atunci când se uită la filme cu o pungă de chips-uri (fig. 5.8).
Fig. 5.8. Canapea ma șină
Sofa în valuri reprezintă un nou concept de
distracție în viata adoles cenților. Această piesă de
mobilier conține tot ceea ce este nevoie pentru o după-amiză relaxantă: te poți uita la filme și tv, să asculți muzică, să citești o carte, să vorbești la telefon sau chiar să dormi în această canapea futuristică (fig. 5.9).
Fig. 5.9. Sofa în valuri
Canapele ciudate
Această ciudată piesă de mobilier ar putea fi inspirată
de o periuță de dinți. Aceste brațe lungi dau impresia de confort, dar mă întreb cât de dificil este să te uiți la tv în timp ce te lupti cu bratele ei care-ți vin în față. Această canapea a fost concepută de un student.
Fig. 5.10 Canapea periu ță
Dacă te preocupă mediul înconjurător și în același timp
să-ți lucrezi și gambele fără a te ridica de pe canapea,
canapeaua-bicicletă îți va da tot ce îți dorești.
Fig.5.11. Canapea biciclet ă

PROIECT DE DIPLOM Ă 66
Scaune neobișnuite
Scaunul care se topește este creat prin
încălzirea unor furtunuri de PVC, iar apoi se dă
forma unui scaun prin modelare manuală. Furtunul se topește atunci când intră în contact cu un obiect ce emană căldură, iar după ceva
timp lăsat la căldură acesta se va arde. Odată
răcită această suprafață ia forma unui scaun care arată topit, dar este în mod surprinzător confortabil și flexibil.

Fig. 5.12. Scaune neobi șnuite
Când simți nevoia unei îmbrățișăr i , d a r t r e b u i e s ă ș i c i t e ș t i î n același timp, scaunul
caracatiță te poate ajuta în aceasta privință. Acesta este conc eput din blugi reciclați și bile din
poliester, picioarele caracatiței sub formă de scaun te va face să te simți confortabil și în
siguranță.
Scaunul gomflabil care te masează , nu cântărește mult și se umflă în două minute. Acest
scaun sub formă de oaie ar putea cuceri trofeul pentru cea mai stilată piesă de mobilier dintr-o
sufragerie, cu cele trei capete ale sale, ochi ce te sensibiliz ează și o cantitate impresionantă de
lână.
Măsuțe de cafea mecatronice (inteligente)
Dacă ai nevoie de flacără în sufragerie atunci poți achiziționa noua masuță de cafea care
te lasă să menții flacăra chiar și lângă perdelele tale. Măsuța de cafea are în dotările sale, pe o
parte, o adâncitură de unde iese flacăra, iar pe cealaltă parte poți depozita ceea ce ai nevoie sau
pentru a crește iarba, de exemplu. O platformă fină de metal aj ută să se treacă de pe o parte pe
alta.
Masa aceasta vine din capitala Irlandei, Dublin, și aduce un no u mod de depozitare a
cărților și a altor obiecte deco rative. Este ciudată dar în ace lași timp atractivă datorită aspectului
său unic.
Dacă știi pe careva căruia îi pl ace pinball-ul, poți acum să îl inviți acasă la tine pentru o
cafea și o partidă de pinball. Această măsuță de cafea întruneș te toate condițiile pentru a petrece
clipe distractive și relaxante.
Mobila convertibilă reprezintă o metodă de a maximiza spațiul d in sufragerie. Majoritatea
am văzut canapele extensibile, î nsă ați văzut o m ăsuță de cafea să se transforme în pat?

PROIECT DE DIPLOM Ă 67

Fig. 5.13. M ăsuțe de cafea mecatronice
5.3. Sisteme de automatizare a echipamentelor din baie – Baie m ecatronică
5.3.1. Dușul cu LED-uri multicolor.
Capul de duș inteligent își schimbă culoarea automat în concord anță cu temperatura apei ,
dându-ți posibilitatea să știi exac t la ce să te aștepți înaint e de contactul cu apa. Când apa e prea
rece, el ia culoarea verde. Când apa e călduță, are culoarea al bastră, iar când apa e caldă, ia
culoarea roșie. El ch iar clipește roșu în cazul în care apa est e prea fierbinte (p este 46 grade C),
astfel încât să nu te ardă!
Kit-ul include toate componentele necesare de montare astfel în cât să îl puteți avea
instalat și bun de baie în doar câteva minute. Încă de când pri ma versiune a fost introdusă pe
piață în 2008, acesta a devenit un mega-hit. Acum, ultima încar nare a dușului inteligent cu
LED-uri, beneficiază de o telecom andă pentru o distracție și ma i mare!
Cine are nevoie de un cap de duș cu LED-uri cu o telecomandă? T oată lumea! De ce să
ai în cabina de duș o singură culoare, atunci când poți avea un spectacol de culori schimbătoare?
Poți seta ca luminile să treacă de la o culoare la alta sau să comuți rapid de la o culoare la alta.
Desigur, puteți întotdeauna să-l lăsați în modul de funcționare standard, în care culoarea să fie
determinată de temperatura a pei. Alegerea este a ta.

PROIECT DE DIPLOM Ă 68
Și, în final, o surpriză… dușul NU necesită baterii! Da, este adevărat. Forța apei este
folosită pe post de generator de curent (exact ca la dinam)!

Fig. 5.14. Cap de du ș cu LED-uri
Specifica ții
 Descriere produs: duș inteligent, cu lumină led auto-ajustabilă în funcție de temperatura
apei sau setarea din telecomandă
 Instalare: fitting-uri standard 3/4"; deși vine cu furtun metal ic nou, poți utiliza și furtunul
vechi
 Debit de apă: cca 2.5 galoane pe minut
 Culorile capului de duș în funcție de temperatură:
o VERDE: ≤ 32° C
o ALBASTRU: 33-41° C
o ROȘU: 42-45° C
o Roșu intermitent: > 46° C
 Material: Cadru cromat filmat ABS
 Dimensiuni: 223 mm x 8 0 mm x 50 mm (L x W x D)
 Nu necesită baterii sau sursă de energie; folosește fluxul de a pă curentă ca sursă de
energie
 Foarte ușor de instalat, se poate instala pe furtunul de metal existent, scoțând capul de
duș existent
 Conexiune standard de filet 3/4 i nch
Cum funcționează capul de duș fără baterii?
R: LED-urile se aprind datorită curenților de apă care curg pri n găurile capului dușului.
Principiul de funcționare este as emănător cumva celui al unui d inam.

PROIECT DE DIPLOM Ă 69
Cap de du ș cu aromaterapie
Cap de duș revoluționar cu aroma tizant generator de vitamina C, ioni negativi și filtru de
purificare a apei.
Specificații tehnice: 1. Sistem de purificare a apei, care elimină clorul rezidual. S unt eliminați 99.95% din
germeni și clorul rezidual ce ex istă în apa de la robinet.
2. Efecte terapeutice cu ajutorul aromei Aroma Sense înlătură m irosurile neplăcute,
eliberează de stres și ajută la îmbunătățirea capacității de co ncentrare.
3. Furnizează vitamina C echivalentă cu 3.000 lămâi. Studiile r ealizate arată că apa care
iese din acest cap de duș are capacitatea de a produce colagen, care ajută la menținerea calității
pielii. Produsul este excelent pentru menținerea frumuseții pie lii, pentru hidratare, prevenirea
sau tratarea diverselor dermatite atopice, mancărimi, eczeme, e tc. Excelent efect asupra părului
degradat și a scalpului, ajuta nd la recuperarea acestora. Previ ne si îndepartează mătreața.
4. Formează 421.000 ioni negativi/cc, aprox. de 100 ori mai mul t decat in preajma unei
cascade (test obținut de Korea Far Infrared Association.)
5. Economie de energie cu funcția eco de reducere a consumului de apă Aroma Sense
crește presiunea apei de aprox. 1,5 ori față de alte capete de duș produse de alte companii.(
Aroma Sense-40 km/h, comparativ cu alte capete de duș-25km/h). Economisește până la 16.000
litri apă/an.
5.3.2 Adaptor cu senzor pentru baterie de chiuvet ă
Transformă bateria clasică a chiuvetei tale într-una automată î n numai 3 minute.
Garantează igiena ideală prin modul de folosire fără atingere, pornind la apropierea mâinii unde
senzorul detectează și dă drumul la apă, și oprindu-se automat la îndepărtarea acesteia.
Fig. 5.15 Baterie mecatronic ă pentru chiuvet ă
Aduce o economie a consumului de apă cu până la 70% datorită el iminării timpilor
"morți" într-un proces de spălare atunci când apa ar fi curs în "gol".

PROIECT DE DIPLOM Ă 70
– Adaptorul cu senzor poate fi folosit atât în modul de funcțio nare AUTOMAT (cu
senzorul în funcțiune) cât și MANUAL. Trecerea de la un program la celalalt se face
prin apăsarea întrerupătorului tip "microswitch".
– Domenii de utilizare: In prop riile gospodării la bucătărie sa u baie, toalete și
bucătării pentru restaurante, șc oli, grădinițe, hoteluri, fabri ci de prelucrare a laptelui și
a cărnii, produselor de panifi cație, fast-food, cabinete medica le etc.
– Adaptorul cu senzor pentru baterii funcționează cu 4 baterii tip AAA. (Un set de
baterii alcaline de calitate asi gură funcționarea senzorului pe ntru o perioadă de 9-12
luni) – Are led de avertizare "baterii descărcate".
– Are led de avertizare "curățare filtru".
5.3.3 Capace de WC mecatronice

Fig. 5.16. Capac WC mecatronic
Tehnologia "Nano-silver" este garanția pentru o viață mai sănăt oasă și menținerea
sănătății. Această tehnologie utilizează particule mici de argi nt încorporate în materialul
produselor, ele având un efect an tibiotic și nefiind nocive pen tru mediul înconjurător.
Particulele de argint au fost divizate în subparticule de 1/1.0 00.000 mm, fiind încorporate în
materialul din care au fost fabricate aceste produse, respectiv capacul, colacul și duzele
bideului, îmbunătățind astfel efic iența sterilizării antibiotic e.
5.3.4. Dozator pentru past ă de dinți cu suport periu țe

Fig. 5.17 Dozator past ă de dinți

PROIECT DE DIPLOM Ă 71
Caracteristici:
Dispozitiv 'One-touch' (o singura atingere), util si comod; Com patibil cu toate tuburile
clasice de pastă de dinți; Păstr ează baia curată și ordonată; U șor de instalat; Usor de folosit, mai
ales de copii si de persoanele in varstă; Economie de bani, ext rage si ultima picatura de pasta
din tub; Nu necesita baterii;
Suport pentru periutele de dinti.
Avantaje: – gata cu uitatul înșurubării capacului la pasta de d inti,
– gata cu dezordinea din baie las ata de copii dupa spalarea pe dinti,
– gata cu chiuvetele man jite de pasta de dinti,
– gata cu chinul stoarcerii t ubului pentru ultimile picături de pastă de dinți.
5.3.5. Dozator automat de s ăpun

Fig. 5.18 Dozator s ăpun
Specificații tehnice:
– Reduce riscul de contaminare inc rucisata cu microbi, bacterii ș i viruși.
– Foarte comod si util in baie sau in bucatarie.
– Sunet de avertizare (clopotel ) cand distribuitorul de sapun e ste utilizat (poate fi dezactivat).
– Se oprește automat după 2 secunde de la activare ; previne as tfel functionar ea continua a
dozatorului atunci cand un obiect e ste plasat sub sensor în mod accidental.
– Rezervor de capacitate mare: 400 ml; – LED de iluminare a rezervorul ui in momentul activarii.
– Consum electric redus; timp de functionare cu 4 baterii AAA(6 luni la 8-10 activari/zi).
5.3.6 Coș de gunoi cu senzor SD 002 – 30L
Când orice obiect se află în fata ferestrei senzorului, la o di stanță
cuprinsa între 15-20 cm, capacul se deschide automat urmând a s e inchide după max 5 sec.Se
poate opera si manual prin apasar ea butoanelor "open" "close".

PROIECT DE DIPLOM Ă 72

Fig.5.19. Co ș de gunoi cu senzor

PROIECT DE DIPLOM Ă 73
Capitolul 6
Automatizarea sistemelor și i nstalațiilor de încălzire
6.1 Generalități
Sistemele de încălzire sunt unități termice de producere a căld urii în scopuri tehnologice
sau menajere. Rolul acestora se referă la proiectarea și realiz area de soluții moderne și eficiente
pentru:
– menținerea în încăperi a unei temperaturi cât mai uniforme, sit uată în jurul valorii
cerute, atât în plan orizonta l cât și în plan vertical;
– reglarea temperaturii interioare în funcție de necesități, ținâ nd seama de inerția
termică a elementelor de construcție;
– menținerea temperaturii suprafețelor elementelor de construcții astfel încât să se
evite fenomenul de radiație rece și fenomenul de condensare a v aporilor de apă pe
suprafața acestor elemente;
– încălzirea fără poluarea aerului din încăperi și fără poluarea mediului;
– încălzirea fără curenți perturba tori ai aerului din încăperi;
– asigurarea de soluții eficiente și economice din punct de veder e al instalațiilor și al
exploatării.
Pentru aprecierea unei instalaț ii de încălzire se definește un set de cerințe, de importanță
diferită. Astfel, confortul termic (apreciat prin temperatura i nterioară a aerului) trebuie
îndeplinit cu prioritate, apoi stabilitatea și uniformitatea te mperaturii interioare a aerului,
temperatura interioară rezultată , ecartul de temperatură pe ver ticală, indicele global de confort
termic, viteza curenților de aer și umiditatea relativă a aerul ui.
Adaptarea la utilizarea și economia de energie sunt, de asemene a, exigențe prioritare,
pentru care se asigură: stabilit atea hidraulică a rețelei, măsu ri pentru reglarea sarcinii termice
în funcție de parametri climatici exteriori, aparatură de măsur ă și control pentru cunoașterea
parametrilor instalației de înc ălzire, condiții speciale pentru extinderi, funcționare parțială,
avarii.
De asemenea, au o importanță majoră siguranța în exploatare, si guranța la foc, rezistența
și stabilitatea, etanșeitatea, i giena, sănătatea și protecția m ediului, confortul acustic, vizual și
tactil, economicitatea.
Instalațiile de încălzire se pot clasifica după mai multe crite rii și anume:
– după modul de amplasare a sursei termice: încălzire centrală, locală, la distanță;
– după natura agentului termic: în călzire cu apă caldă, apă fier binte, abur cu presiune

PROIECT DE DIPLOM Ă 74
joasă, abur cu presiune medie, aer cald;
– după natura energiei utilizate: î ncălzire electrică, încălzire cu pompe de căldură,
încălzire cu energie convențională (combustibili gazoși, lichiz i, solizi), încălzire cu
energii neconvenționale (solară, geotermală, biomasă, etc.), in stalații de recuperare a
căldurii reziduale;
– după modul în care se face transmis ia căldurii: încălzire prin convecție, radiație;
– după modul în care se asigură parame tri din interiorul încăperi lor: încălzire normală,
încălzire de gardă
6.2 Instalația de încălzire și de preparare a apei calde menaje re cu ajutorul unei pompe
de căldură
Pentru a asigura confortul termic necesar desfășurării, în bune condiții, a activităților,
orice imobil trebuie prevăzut cu o instalație pentru încălzire, care să poată acoperi necesarul
de căldură și debitul necesa r de apă caldă menajeră.
Instalația termică transformă energia calorică a combustibililo r în energie termică. Dintre
combustibilii utilizați în insta lațiile termice cea mai mare po ndere o au combustibili fosili cum
ar fi gazul metan, lemnul, cărbunele …
Unul din principalele obiective ale politicilor energetice mond iale este reducerea
consumurilor de combustibil fosil. În această ordine de idei, f olosirea surselor regenerabile de
energie, pentru încălzirea locuințelor, este un obiectiv intere sant care are ca scop, în contextul
dezvoltării durabile, creșterea siguranței în alimentarea cu en ergie, protejarea mediului
înconjurător și dezvoltarea la scară comercială a tehnologiilor energetice viabile.
Instalațiile termice care folosesc surse de energie regenerabil e sunt, în prezent, o soluție
bună pentru o energie ieftină și relativ curată. Deoarece energ iile regenerabile nu produc emisii
poluante prezintă reale avantaje pentru mediul mondial și pentr u combaterea poluării locale.
Obiectivul principal al folosirii energiilor regenerabile îl re prezintă reducerea emisiilor de gaze
cu efect de seră. Studiile oamenilor de știință au devenit în u ltimii ani din ce în ce mai unanime
în a aprecia că o creștere puternică a emisiilor mondiale de ga ze cu efect de seră va conduce la
o încălzire globală a atmosferei terestre de 2 – 6 oC, până la sfârșitul acestui secol, cu efecte
dezastroase asupra mediului înconjurător.
Ținând seama de timpul de implementare a unor noi tehnologii și de înlocuire a
instalațiilor existente, este necesar să se accelereze ritmul d e dezvoltare a noilor tehnologii curate
și a celor care presupun consumuri energetice reduse.
Pentru utilizarea practică a surselor de energie pe lângă o tem peratură cât mai constantă

PROIECT DE DIPLOM Ă 75
pe parcursul întregului an mai tr ebuie respectate următoarele c riterii:
– disponibilitate suficientă – capacitate cât mai mare de acumulare – nivel cât mai ridicat de temperatură – regenerare suficientă – captare economică
– timp redus de așteptare
– să nu fie corozivă Utilizarea aerului drept sursă de căldură se recomandă în speci al în cazul clădirilor
existente, unde pompele de căldură aer-apă sau aer-aer își pot aduce contribuția la încălzire
prin funcționarea în sistem biva lent, completând deci încălzire a clasică bazată pe arderea unui
combustibil.
Puterea termică a agregatelor de pompa de căldură funcționând c u aer ca sursă de căldură
este stabilită de căt re constructorul acestora încă din fabrică .
Pompele de căldură aer-apă pot funcționa pe perioada întregului an, întocmai ca și
pompele de căldură ce extrag căl dura din sol sau din apa freati că.
Trebuie însă observat faptul că puterea termică de încălzire a unei astfel de pompe de
căldură variază foarte mult în funcție de temperatura aerului s ursă de căldură. Astfel, la
începutul și sfârșitul perioadei de încălzire (toamna și primăv ara), puterea termică de încălzire
este mult mai mare decât în cea mai rece zi a anului și simțito r mai mare decât necesarul
de căldură al clădirii (dacă pompa de căldură a fost gândită să funcționeze în regim
monovalent).
Din acest motiv, un astfel tip de pompă de căldură trebuie dota tă cu un sistem de reglare
a puterii termice livrate c onsumatorului de căldură.
Problema principală a automatizării instalațiilor de încălzire este menținerea
temperaturii mediului încălzit la valoarea prescrisă, în condiț ii acceptabile, din punct de
vedere economic și tehnologic, de funcționare a instalației de încălzire.
Instalațiile de încălzire consumă energie, pentru producerea ef ectului util. Eficiența
sistemelor de încălzire depinde de cantitatea de energie consum ată în vederea realizării
efectului util. Aceasta la rândul ei depinde de condițiile în c are se desfășoară procesele din
această instalație dar și de cantitatea și calitatea informații lor despre sistem, precum și de
modul în care informațiile sunt preluate și folosite.
Una din problemele fundamentale ale încălzirii este reducerea c onsumurilor energetice,
iar acest obiectiv se poate atinge numai în condițiile în care funcționarea instalației și a

PROIECT DE DIPLOM Ă 76
componentelor acesteia este automatizată.
Menținerea temperaturii constante la valoarea prescrisă a mediu lui încălzit trebuie
realizată indiferent de variația temperaturii externe Unul din cei mai importanți factori
externi, care schimbă condițiil e interne de funcționare a insta lației este necesarul de căldură.
Instalațiile de încălzire se pr oiectează să poată asigura neces arul de căldură nominal, în
cele mai grele condiții externe de funcționare, previzibile pen tru acea instalație.
Regimul staționar nominal de funcționare a instalației este car acterizat de egalitatea dintre
puterea termică a instalației și necesarul total de căldură.
Atâta timp cât instalația funcționează în regimul nominal, nu e ste necesar nici un
sistem de reglare și automatizare a acesteia. În timpul funcționării instalației aceasta va funcționa însă ex trem de rar în condițiile
nominale, prevăzute la funcționare . Astfel pot fi menționate ce l puțin două tipuri de elementa
care determină funcționarea în condiții diferite de cele nomina le:
– Necesarul de căldură pe care trebuie să îl asigure instalația este variabil în timp
– Condițiile externe de lucru s unt caracterizate de fluctuații m ari atât d i u rn e cât m ai
ales sezoniere, iar modificarea c ondițiilor externe determină m odificarea condițiilor interne de
funcționare a instalației.
Se poate spune că în general reglarea temperaturii mediului înc ălzit se realizează prin
reglarea diferitelor componente al e instalației astfel încât pu terea termică a instalației să fie
în permanență egală cu necesarul de căldura.
Această variantă de pompă de căldura aer-apă (sursa rece-aerul, agen t term ic-apa),
extrage energia solară, înmagazinată sub formă de căldură, din aerul exterior pe care o
introduce în circuitul pentru încălzirea locuinței. În prezent această pompă de căldură poate
fi utilizată pe durata întregului an, în clădiri construite con form standardelor în vigoare, în
combinație cu o rezistență electrică.
Sursa de căldură aer, este foarte ușor de obținut și este dispo nibilă peste tot, în cantități
nelimitate. Prin aer se înțelege în acest context utilizarea ae rului din exterior. Nu se acceptă
utilizarea ca sursă de căldură, în clădiri de locuit, a aerului interior pentru încălzirea
locuințelor. Aceasta se poate real iza numai în cazuri speciale ca de exemplu în cazul utilizării
de căldură recuperată, în firme de producție și în industrie. Î n cazul pompelor de căldură pentru
aer dimensionarea sursei de căldură se stabilește în funcție de tipul constructiv și de
dimensiunea aparatului. Cantitatea necesară de aer este dirijat ă de către un ventilator
încorporat în aparat, prin canal e de aer, către vaporizator, ca re extrage căldura din el.

PROIECT DE DIPLOM Ă 77
Dezavantajul major al sistemulu i este faptul ca nu poate functi ona monovalent la
temperaturi foarte scazute (incepand de la cca.-15șC). Aceste P DC pot functiona bivalent-
paralel mono-energetic prin fol osirea unei rezistente electrice care intra in functiune la
temperaturi foarte scazute ( sub -15ș C). Datorita acestui fapt puterea de incalzire este limitata.
Cu toate dezavantajele prezentate PDC aer-apa este extrem de ut ilizata atat la sistemele de
preparare a apei calde menajere cat si la incalzire. Prin coope rarea dintre panouri solare si
PDC aer- apa se realizeaza un si stem ultraeficient de producere a apei calde menajere. Anumite
tipuri de PDC aer-apa au cuplate panouri solare si pentru incal zirea de iarna!
În figura 6.1 este prezentată o i nstalație termică cu pompă de căldură de tip aer-apa:

Fig. 6.1 Pompa de c ăldură tip aer-ap ă
Pompa de căldură în varianta sol apă utilizează energia solară , stocată în sol. Solul
captează energia solară, fie dire ct prin radiație, fie sub form ă de căldură proveniră de la ploi și
din aer. Solul înmagazinează și menține căldura pe o perioadă m ai lungă de timp ceea ce
conduce la un nivel de temperatură al sursei de căldură aproxim ativ constant de-a lungul unui
an ceea ce facilitează funcționar ea pompelor de căldură cu un r andament ridicat. Căldura
acumulată în sol se preia prin schimbătoare de căldură montate orizontal, numite și colectori
pentru sol, sau prin schimbătoar e de căldură montate vertical a șa numite sonde pentru sol.
Aceste instalații funcționează de regulă în regim monovalent și se utilizează aproximativ la fel
cu cele care extrag căldură din apa freatică deoarece sondele ș i schimbătoarele de căldură se
vor monta cât mai aproape de suprafața pânzei freatice. Montare a sondelor și a schimbătoarelor
de căldură la un nivel inferior pânzei freatice nu se aprobă de obicei, deoarece nu se poate
preveni avarierea orizontului apei freatice. Astfel se va prote ja apa potabilă aflată la un nivel
inferior.

PROIECT DE DIPLOM Ă 78
În figura 6.2 este prezentată o instalație termică cu pompă de căldură de tip sol-apă cu
captatoare plane:

Fig.6.2 pomp ă de căldură tip sol-ap ă cu captatoare plane
În figura 6.3 este prezentată o instalație termică cu pompă de căldură de tip sol-apă cu
sonde forate:

Fig. 6.3 Pomp ă de căldură cu sonde forate

6.3 Încălzirea prin inducție electromagnetică
La baza încălzirii prin inducție stă fenomenul pătrunderii ener giei electromagnetice într-
un mediu conductor din punct de vede re electric și situat în câ mpul magnetic al unei bobine.
Pentru a se putea produce efectul inducției electromagnetice tr ebuie să existe un
inductor (bobină) care să cr eeze un câmp magnetic variabil.

PROIECT DE DIPLOM Ă 79
Încălzirea prin inducție se bazeaz ă pe fenomenul pătrunderii en ergiei electromagnetice,
într-un conductor, situate în câmpul magnetic variabil în timp al unei bobine, denumită inductor,
încălzirea conductorulu i producându-se prin efectul Joule al cu rentilor induși.
Încălzirea prin inducție electromagnrtică este utilizată pentru topirea sau menținerea în
stare topită a metalelor și aliajelor, pentru încălzirea în pro funzime a semifabricatelor care
urmează a fi prelucrate la cald, pentru tratamentul termic supe rficial, pentru încalzirea
recipienților, pentru sudarea și lipirea materialelor, etc. Faț ă de alte metode încalzirea prin
inducție electromagnetică se remarcă prin faptul că, conversia energiei electrice în caldură are
loc chiar în mediul de încălzit, viteza și temperatura de încăl zire putând fi suficient de riguros
reglate și controlate.
Ca întrebuințare casnică au apărut echipamente de încălzire pri n inducție
electromagnetică de uz casnic. Aceste au aspectul boilerelor ta diționale de încălzire a apei calde
dar au principiu de funcționare diferit.
Ca avantaje prezintă un randament ridicat și un consum de energ ie scăzut față de
mijloacele convenționale de încălzire. Însă prețul de cost al u nui astfel de sistem este mare.

Fig 6.4. Sistem de înc ălzire electromagnetic ă
Cel mai mic sistem de încălzire electromagnetică de acest tip a re puterea de 4KV și are
capacitate de a încălzi apr oximativ 60 de litri de lichid.
Tot ca întrebuințare casnică pe ntru încălzirea prin inducție el ectromagentică mai
amintim plitele cu inducție electromagnetică .

PROIECT DE DIPLOM Ă 80
6.4. Instalație solară cu apă
Pentru transformarea energiei solare în energie termică și apoi , utilizarea acesteia în
activitățile industriale și menajere este necesar să se producă o succesiune de fenomene fizice:
– transformarea energiei solare în căldură de către captatorii termali;
– preluarea căldurii de către agentul de lucru;
– transportul căldurii prin conducte isolate;
– acumularea și stocarea căldur ii în acumulatoare termice;
– furnizarea căldurii la utilizator cu sisteme de distribuție.
Ansamblul dispozitivelor și condu ctelor interconectate în așa f e l î n c â t s ă s e a s i g u r e
conversia termosolară, acumular ea și utilizarea căldurii este o instalație termosolară.
Schema bloc a unei instalații termosolare cu apă este prezentat ă în fig. 6.5.

Figura 6.5 – Schema bloc a unei instala ții solare cu ap ă
Elementele de pe figura 6.5 sunt: captator solar – T, pompă de mică putere – 1,
schimbător de căldură – 2, acumula tor – 3, distribuitor – 4, ut ilizator – 5, tanc cu ape reziduale –
6, sistem solar de epurare (distilator) – 7, conducte pentru co mpletarea apei în captator – 8,
conducte pentru deversare – 9, conducte pentru alimentarea cu a pă de la rețeaua de alimentare
– 10.
O prezentare mai detaliată a com ponenței este oferită în figura 6.6, în care instalația
solară este cuplată cu o centrală termică normală pentru furniz area de apă caldă menajeră și
căldură.

Fig. 6.6 – Structura detaliat ă a unei instala ții cu captatoare solare

PROIECT DE DIPLOM Ă 81
Concluzii

Conceptul de „locuință mecatronică“ înglobează nevoia oamenilor de a avea control, cu
o mai mare ușurință și cu o conf igurabilitate ridicată, asupra spațiului în care își desfășoară
activitățile zilnice. În viitor acest „curent“ va îngloba tehno logii noi care vor fi aliniate la
standarde comune globale.
Utilizarea echipamentelor individuale pentru a ajuta oamenii să -și ducă la bun sfârșit
activitațile zilnice (tehnologie ajutătoare) este un lucru foar te răspândit. Integrarea acestor
echipamente individuale (stand-a lone equipment) în cadrul unui sistem unic crește posibilitatea
de customizare a spațiului, dar totodată și complexitatea proie ctului. Odată cu ritmul ridicat al
tehnologiei și cu rapiditatea sa de a pătrunde în viețile oamen ilor, problema de design a
sistemului nu se mai ocupă cu d ezvoltarea de noi produse, ci cu modul în care echipamentele
deja existente se pot încadra funcțional în cadrul unei SMART B UILDING. Marea confruntare
în acest domeniu produce modul în care o „locuință mecatronică“ este capabilă să comunice cu
toate echipamentele sale. Valoarea unei astfel de locuințe nu e ste dată numai de valoarea unui
subsistem (de exemplu, sistemul de securitate), ci de întregul sistem și felul în care acesta
comunică cu modulele componente.
Cea mai bună definiție pentru loc uința mecatronică este: INTEGR AREA
TEHNOLOGIEI ȘI A SERVICIILOR PRIN INTERMEDIUL AUTOMATIZĂRII PEN TRU
O CALITATE MAI BUNĂ A VIEȚII.
Avantajele utilizatorului fata de instalatiile electrice clasice:
Confort – Exista mijloace moderne pentru a controla acest sistem, cum s unt
telecomanda, grupuri de butoane, control prin computer, telefon sau Internet. O solutie
revolutionara o reprezint a controlul prin voce.
Automatizare – O mare parte a functiilor si actiunilor pot fi programate sa fu nctioneze
complet automat. Aceasta inseamna ca pornind de la anumite acti uni (modificarea temperaturii,
luminii sau miscare) comanda necesara este executata automat (a prinde o lumina, porneste
incalzirea, trimite mesaje de text). In cazul inserarii, sistem ul este capabil sa coboare jaluzelele,
sa aprinda lumina intr-un hol, sa creasca temperatura in camera de zi, sa porneasca televizorul
sau sa inchida yala electrica de la usa.
Informatie – Sistemul este conectat la un c omputer si datorita acestui fap t utilizatorul
are accesul imediat la informatii despre toata aparatura din cl adire. Sistemul nu numai ca vede
unde este aprinsa lumina, care este temperatura in fiecare came ra, locul in care senzorii

PROIECT DE DIPLOM Ă 82
detecteaza miscare, dar poate si sa controleze toata aparatura – numai printr-un click de mouse.
Toate acestea sunt posibile si pe Internet din orice colt al lu mii.
Economie – Principalele economii le repre zinta cele de energie, care pot fi realizate
printr-o reglare adecvata. Siste mul include reglarea caldurii s i a aerului conditionat. Economiile
pot fi realizate si pri n reglarea luminii.
Siguranta – Alarma este parte integranta a acestui sistem, functiile ei s unt pre-
programate in unitatea centrala. Componentele sunt reprezentate de senzori PIR, contacte
magnetice, tastaturi, sirene. Prin utilizarea modulului GSM est e posibil sa transmiteti informatii
la o firma de monitorizare sau direct pe telefonul mobil person al. Legaturile acestui sistem sunt
reprezentate de doua fire care conecteaza toate componentele si stemului (senzorii si unitatile
de comutatie). Inima sistemului este reprezentata de unitatea c entrala, care controleaza si
supervizeaza intreg sistemul. Unitatea centrala este plasata in tr-un panou de distributie si poate
fi conectata la un computer. Comunicarea dintre unitatea centra la si componentele individuale
ale sistemului este realizata prin intermediul acestui BUS. Inf ormatiile sunt transmise si
receptate prin BUS si sunt procesate conform unui program prest abilit. Comenzile sunt trimise
catre unitatile de comutatie, care apoi executa functiile neces are. Senzorii (ei sesizeaza o
schimbare) sunt in acest caz reprezentati de orice componente s au dispozitive care introduc
cerinte (comenzi) in sistem. A cestia sunt: butoane si intrerupa toare de perete, telecomenzi,
senzori de lumina ambientala, senzori de temperatura, senzori d e miscare (senzor PIR),
detectoare de voce, contacte magne tice, contacte izolate etc.
Actuatorii (dispozitivele care executa actiunea) sunt elemente care executa anumite
comenzi, controlând astfel divers ele aplicatii. Acestea sunt mo dule de comutatie, variatoare de
lumina etc. Cineva ar putea spune ca se pot obtine rezultate si milare utilizând dispozitive
moderne intr-o instalatie clasi ca. Probabil ca da, dar care ar fi costul?

PROIECT DE DIPLOM Ă 83
BIBLIOGRAFIE

1. Kelemen, G., Ursa D., Alternativa energetică: energia solară, T ehnica Instalațiilor, Editura
Minos, 2004
2. Mătieș Vistrianu – Mecatronică, Ed. Dacia, Cluj Napoca, 1998
3. Mătieș Vistrianu și colectivul – Tehnologie și educație mecatro nică, Ed. Todesco, Cluj Napoca,
2001
4. Meyer,G.Smart Home Hacks, O Reilly Media, 2005
5. Peuser, F.A., Remmers, K.H., Schna uss, M., Solar thermal system s, Solar Praxis, Berlin, 2002
6. Tripe Vidican Aron – Sisteme mecatronice, Ed. Universității Ora dea 2005;
7. Tripe Vidican Aron – Mecatronică avansată – curs master;
8. Revista Romania Real Estate nr. 8, noiembrie 2006
9. http://casa.acasa.ro/amenajarea-casei-44/diy-46/casa-high-tech- avantaje-si-dezavantaje-
164526.html#ixzz1rKK2LIeA
10. www.casamea.ro
11. www.ideall.ro
12. www.compari.ro
13. http://www.misiuneacasa.ro/avantaj ele-unei-locuinte-automatizat e.html
14. http://www.lantec.ro
15. http://www.avitech.ro/
16. Davidoff, S., Lee, M. K. et al,Principles of smart home control , 2007
17. http://www.atelierul-verde.ro/sisteme_de_irigatii.html
18. http://www.autt.ro/usi_d e_garaj_tip_rulou.php
19. http://www.my-gadget.ro/pentru-casa-si-animale/dus-de-baie-inte ligent-cu-led-uri-multicolor-
si-telecomanda.html
20. http://www.home-tech.ro/baie-inteligenta/cap-de-dus-cu-aromater apie
21. http://www.climatherm.ro/termice/Case-inteligente-98.html
22. https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:d8OPSTFBt60J:context -aware-
smarthome.googlecode.com/svn/trunk
23. www.ochsner.ro
24. www.pompedecaldura2005.ro