Alarme, para ser utilizado em portas, gavetas ou passagens. Esse alarme “modular”, permite que seja utilizado um sensor Reed switch ou ultrassônico para verificar a passagem, aproximação ou afastamento de objetos, acionando assim o alarme que está programado no Arduino.

Arquivos do Projeto

Materiais Necessários

• Arduino Uno
• 1 x Módulo reed switch KY-025 (3 pinos)
• 1 x imã
• 1 x Módulo Sensor ultrassônico hc-sr04 (4 pinos)
• 1 x Led alto brilho (qualquer cor)
• 1 x Buzzer
• 1 x Resistor 220 ohms
• 9 x Jumper fêmea x fêmea
• 8 x Jumper macho x fêmea
• 1x Jumper macho x macho
• Barra de pinos macho 180 graus 1 x 40 (serão utilizados 14 pinos, mas comercialmente é mais fácil achar a barra com 40)
• Cabinho elétrico 0,14mm² - De preferência 4 cores diferentes (para usar o sensor ultrasônico e 3 cores para o sensor reed switch) - O tamanho de cada cabinho vai variar com a distância que o arduino ficará dos sensores.
• Push button PBS-110 sem trava
• Cabo para conectar arduino (USB - A/B)
• Fonte bivolt para arduino uno 9v 1A
• Fita isolante
• Papelão ou outro material para as caixinhas onde ficarão os componentes - opcional
• Fita dupla face, fita banana ou parafusos (para fixação dos sensores na parede) - opcional
• 8 x Parafusos auto atarraxantes cabeça chata 2.5mm x 3mm (para montagem das caixinhas) - opcional

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda com suporte e estanho para solda
• Alicate desencapador
• Alicate de corte
• Tesoura
• Super cola (cianoacrilato)
• Pistola de cola quente (com refil)
• Chave de fenda ⅛”

Etapas

Preparando cabos e conexões - “Cabo extensor”

• Pegue a barra de pinos e corte entre os pinos criando dois conjuntos de 4 pinos cada (para uso do sensor ultrassônico) e 2 conjuntos de 3 pinos (para uso do sensor reed switch).
  
   
  
   
  
• Para sensor ultrassônico:
  Corte 4 cabinhos elétricos (de preferência de cores diferentes) com o comprimento que preferir ou tiver disponível, para esta escolha considere que o tamanho deles determinará a distância que o arduíno ficará em relação ao sensor que estará sendo utilizado.
  
• Desencape ambas as pontas de cada fio, o suficiente para que tenham o fio exposto do mesmo tamanho que o pino menor da barra de pinos.
  Dica: É mais fácil começar desencapado uma quantidade maior de fio e depois cortar o excesso de fio para que alcance o tamanho desejado.
  
• Selecione um fio para cada propósito, um fio será o vcc, outro o GND, outro o trigger e o último o echo. Caso você tenha utilizado fios de cores diferentes você pode anotar o que cada cor será, ou caso não esteja, utilize uma fita crepe enrolada próxima a cada extremidade de fio e faça marcações para que fique fácil saber o que cada fio representa.
  
• Solde 1 extremidade de cada fio ao lado menor de cada pino de um dos conjuntos de 4 pinos seguindo a seguinte ordem:
  Pino 1 - Vcc
  Pino 2 - Trigger
  Pino 3 - Echo
  Pino 4 - Gnd
  
   
  
   
  
• Encape a região com fita isolante.
  
• Repita o processo descrito acima para a outra extremidade dos fios (passos 5 e 6), usando o outro conjunto de 4 pinos.
• Para sensor reed switch:
  Os passos são os mesmos do sensor ultrasônico com algumas pequenas modificações, serão utilizados apenas 3 fios e a última diferença será a ordem dos fios soldados nos pinos e sua função, agora no lugar do trigger e echo teremos apenas a função sinal (ou D0 como aparece escrito no módulo) e a ordem para solda é a seguinte:
  
  Nos conjuntos de 3 pinos
  Pino 1 - Sinal (D0)
  Pino 2 - Gnd
  Pino 3 - Vcc
  

Montando o circuito.

• Para sensor ultrassônico:
  Siga o esquema elétrico na imagem ou link abaixo
  
  https://www.tinkercad.com/things/dnsxUnC9HlH-alarme-ultrasonico?sharecode=PDJp3eQQ79uITMlyh4EWY1X49fRrQx-dkhTH K3qfWOo
  
   
  
   
  
• Para sensor reed switch:
  Siga o esquema elétrico na imagem ou link abaixo
  
  https://www.tinkercad.com/things/3P0EhYPWiZm-alarme-reed-switch?sharecode=TcD1RDXIPziY0VCVMabikgWtZBC5dyPLxn1c_xmCAgo
  
   
  
   
  
• Para usar os dois simultâneamente:
  Siga o esquema elétrico na imagem ou link abaixo
  https://www.tinkercad.com/things/gOpJCUBJs9W-alarme-misto?sharecode=xzp8kHTmflzHXpMAAA6hpEh5kohwOnHo4yBolRYonn0
  
   
  
   
  
• Válido para ambos os sensores:
  Conecte ao arduino os jumpers macho x fêmea e os fêmea x fêmea conecte ao sensor escolhido.
  
• Utilize fita isolante para unir e deixar os jumpers fêmea x fêmea fixos ao sensor.
• Para ter maior disponibilidade de pinos 5v e GND, desencape o meio de um dos jumpers macho x fêmea ligados ao GND e também no mesmo lugar o jumper ligado ao 5v. Então desencape também, o centro de mais dois jumpers fêmea x fêmea. E para finalizar solde a região desencapada de cada cabo fêmea x fêmea a cada um dos cabos desencapados macho x fêmea. Utilize fita isolante para evitar curto circuitos. Com isso você terá mais dois pontos disponíveis para 5v e GND, criando a disponibilidade necessária para conectar botão, buzzer, led, os dois sensores de forma simultânea e sobrando ainda mais uma entrada de 5v disponível para melhorias no projeto.
• Conecte o “cabo extensor” que você produziu nos passos anteriores (1 ao 8), de acordo com o sensor utilizado, fazendo a ligação entre os jumpers do sensor e os jumpers do arduino. E depois utilize fita isolante nas extremidades de cada conjunto de jumpers para que mantenham sempre a mesma posição. Isso vai facilitar a troca de sensor ou caso seja necessário produzir um “cabo extensor” maior.
• Para o LED será necessário soldar um resistor de 220 Ohms em um de seus terminais. Para isso corte a perna menor do LED para fique bem pequena, e depois corte um dos terminais do resistor para que tenha o mesmo tamanho, solde o terminal do LED ao do resistor e então corte o outro terminal do resistor para que o conjunto (LED + resistor) tenha o mesmo tamanho da perna comprida do LED.
• Conecte então o LED + resistor aos jumpers macho x fêmea do arduino e mais uma vez use fita isolante para fixar o jumpers juntos um ao outro.
• O Buzzer não precisa de resistor então apenas conecte seus terminais aos respectivos jumpers e também utilize fita para mantê-los nesta posição.
   
  
   
  
• Para conectar o botão corte o jumper macho x macho ao meio e desencape as pontas.
• Solde as metades de jumper desencapados nos terminais do botão. E assim faça sua conexão seguindo o desenho do circuito. É muito importante que o botão seja conectado ao pino 2 do arduíno pois este permite a utilização de função de interrupção, necessária para funcionamento adequado do alarme.

Programando o arduino

• Copie ou baixe o código disponível nos projetos feitos no tinkercad de acordo com o sensor a ser utilizado. (Links disponíveis na montagem dos circuitos).
• dos circuitos).
  Abra ou cole o código utilizando o IDE do Arduino, e faça alterações conforme o desejado. Nos próximos passos explico em maiores detalhes as particularidades de cada código.
  
• Para uso do sensor ultrassônico:
  Será necessário fazer o download de uma biblioteca específica, para isso, no IDE do arduino, siga o caminho a seguir:
  ferramentas > gerenciar bibliotecas.
  Na caixa de busca digite “Ultrasonic” e vá rolando a barra de pesquisa até encontrar e instalar a biblioteca abaixo:
  
   
  
   
  
• Na variável disparo você ajusta a distância necessária para que o sensor detecte um objeto e dispare o alarme. Este valor é em centímetros.
  
   
  
   
  
• Válido para todos os sensores:
  Você também pode substituir o valor entre parênteses do chamado da função “alarmetoca”, o delay, ou a quantidade de vezes (counter < 3) que ele toca para avisar que está ativado. Estas alterações afetam a duração do toque do alarme, no caso da imagem abaixo, se refere ao alerta de que o alarme está ligando e este é o tempo disponível ((alarme toca + delay) x número de repetições) antes que comece a verificar os sensores, dando, por exemplo, um tempo para sair e fechar a porta após o alarme ser ativado.
  
   
  
   
  
• Dentro da função “alarmetoca” é possível ajustar o som do buzzer, alterando o número 523 pela frequência desejada.
  
   
  
   
  
• Dentro da função “ativa_desativa” você pode alterar a quantidade de vezes que o botão deve ser pressionado para desligar o alarme e a quantidade máxima e mínima de tempo entre cada clique. (Não deixe o mínimo abaixo de 100 ms)
   
  
   
  
• Para reed switch:
  Não será necessário nenhuma biblioteca ou ajuste específico ao código, apenas o que é válido para todos os sensores.
  
• Pode ser necessário calibrar fisicamente o reed switch, utilize uma chave de fenda ⅛” para rotacionar potênciometro do módulo e aumentar ou diminuir sensibilidade. Se atente ao Led do módulo chamado de D0, esse Led quando aceso indica que o sensor detectou um imã, o ideal é rotacionar o potenciômetro até que ele mantenha o Led sempre aceso e então começar a rotacionar lentamente no sentido contrário até o momento em que ele apaga.

Opcional: Montando caixinhas para os componentes

• Para proteger e deixar seu alarme mais bonito (e também facilitar na hora de fixar as peças), você pode fazer caixinhas para os componentes. No total serão necessárias 3 caixas, uma para a central do alarme, uma para o sensor ultrassônico e outra para o reed switch.
• Caso tenha acesso à uma cortadora laser, você pode utilizar o arquivo DXF para cortar em MDF de 3mm ou papelão 3mm.
• Monte as caixas utilizando super cola.
• Fixe o Led e o buzzer na tampa da caixa da central do alarme (em seus respectivos lugares) utilizando cola quente.
• Caso contrário, você pode usar materiais recicláveis para a construção destas caixinhas, fazendo a abertura para o botão, buzzer, led e passagem dos fios, bem como para os sensores.

Instalando os sensores e testando

• Utilizando fita dupla face (ou fita banana para uma maior aderência), cole a caixa do sensor que será utilizado de acordo com a necessidade e programação.
• Para usar o sensor ultrassônico você pode colá-lo sobre o batente da porta, e ajustar no código qual a distância do sensor até a porta, para que quando a porta passar pelo sensor ele dispare.
• Para usar o reed switch deixe-o por exemplo com o sensor bem próximo a porta, e cole na porta o imã, assim quando a porta abrir o alarme será disparado.
   
  
   
  
• Ligue os cabos necessários, ajuste novamente os códigos se necessário, ligue o arduino na tomada através da fonte 9v pressione uma vez o botão para ativar o alarme, e assim que ativado faça os testes de disparo.

Conclusão

Este projeto tem uma enorme gama de possibilidades, tanto quanto na instalação dos módulos em portas de armário, de casa, em gavetas e etc, quanto também nas melhorias e alterações que podem ser feitas, utilizando relés para controlar a iluminação do ambiente, conexão à internet para envio de alertas online utilizando módulo wi-fi ou simplesmente com o uso de alto falantes mais potentes que o buzzer (onde também será necessário um circuito de potência externo para não danificar o arduino).
Sendo assim este projeto se mostra bastante versátil, dando bastante espaço para novas ideias tanto de aplicação quanto de melhorias possíveis.

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