Construa um Sensor de Movimento Infravermelho DIY para Raspberry Pi – Guia Passo a Passo

Em julho de 2015, completei um estágio no ensino médio na Colorado State University, onde projetei um sensor de proximidade infravermelho de curto alcance para o Raspberry Pi. O sensor pode alimentar robôs seguidores de linha, câmeras ativadas por movimento e muito mais.

Abaixo está um guia completo – de componentes a código – que demonstra como construir um detector de movimento infravermelho confiável e de baixo custo.

Materiais

• Raspberry Pi (qualquer modelo com GPIO)
• Placa de prototipagem perfurada de face única (qualquer tamanho)
• 1× Protoboard (para prototipagem)
• Fios jumper revestidos (vermelho, preto, amarelo)
• 1× LED emissor IR
• 1× Receptor LED IR (fototransistor)
• 1× LED padrão (qualquer cor) – indicador visual
• 1× Fonte de alimentação 5 V do pino GPIO 5 V do Pi
• 1× Amplificador operacional dual LM358N9013
• 1× Potenciômetro trimmer de 1 kΩ
• Resistores: 39 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 6.8 kΩ, 3.5 kΩ
• Opcional: fita isolante, 3× pinos header, cabos jumper fêmea-fêmea, alicate de corte, ferro de solda, solda

Passo 1 – Prototipe na Protoboard

Siga o esquema (linkado abaixo) e alimente o circuito a partir do pino GPIO 5 V do Pi. O LM358 produz uma tensão que é reduzida a 3.3 V através de um divisor resistivo para permanecer dentro dos limites de entrada GPIO do Pi.

Após a fiação, conecte a protoboard ao Pi usando cabos jumper fêmea-fêmea. Se o LED não acender, ajuste o potenciômetro para a direita até o LED acender. Se acender imediatamente após ligar, gire o botão para a esquerda até o LED apagar, depois gire suavemente para a direita novamente e pare quando o LED acender.

Passo 2 – Transfira para Placa Perfurada

Uma vez que o protótipo funcione, solde os componentes na placa perfurada. Mantenha um lado claro de "+" e "–" para alimentação. Solde cada peça no lugar e use fios jumper para conexões necessárias. Conecte terra, saída e alimentação aos pinos header. Corte fios excedentes, teste com multímetro e verifique continuidade.

Opcional: envolva o LED IR com fita isolante para estreitar seu feixe e estender o alcance efetivo.

Passo 3 – Programando o Pi

Use o seguinte programa C (requer WiringPi) para acionar a câmera do Pi quando movimento for detectado. O script solicita nome de arquivo e atraso, então tira uma foto.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <wiringPi.h>

#define SEN 0
#define MAXSIZE 50
#define A "Y"
#define B "O"

int main() {
    wiringPiSetup();
    pinMode(SEN, INPUT);
    char answer1[MAXSIZE];
    char answer2[MAXSIZE];
    char name[MAXSIZE] = B;
    char firstprefix[MAXSIZE] = "raspistill -hf -t ";
    char secondprefix[MAXSIZE] = "xdg-open ";

    printf("\nDeseja nomear sua foto primeiro? (Digite Y/N e pressione ENTER): ");
    scanf("%s", answer1);
    if(strcmp(answer1, A) == 0){
        printf("Como deseja chamar seu vídeo?: ");
        scanf("%s", name);
        strcat(name, ".jpg");
    }
    printf("Quanto tempo deseja que a câmera espere antes de tirar a foto? (Digite tempo em milissegundos e pressione ENTER): ");
    scanf("%s", answer2);
    strcat(firstprefix, answer2);
    strcat(firstprefix, " -o ");
    if(digitalRead(SEN) == LOW)
        printf("\nCÂMERA DESLIGADA\nErro: Verifique a fiação OU afaste-se do sensor.\n");
    else {
        printf("\nCÂMERA LIGADA\n1. Para tirar foto, posicione-se na frente da câmera.\n2. Sua foto será tirada após o tempo especificado.\n3. Para ver a imagem, digite o comando fornecido.\n\n");
        for(;;){
            if(digitalRead(SEN) == LOW){
                system(strcat(firstprefix, name));
                break;
            }
        }
    }
    strcat(secondprefix, name);
    printf("Digite *%s* e pressione ENTER para ver sua foto!\n", secondprefix);
    return(0);
}

Para mais detalhes, visite a página original do projeto: Sistema DIY de Sensor de Movimento Infravermelho para Raspberry Pi.