Despertador Inteligente Ativado por Movimento: Acorde de Vez

Componentes e Materiais

Arduino Nano Every	×1
Módulo Relógio DS3231	×1
Sensor de Movimento PIR HC-SR501	×1
Buzzer (piezo 5V)	×1

Aplicativos e Serviços Online

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

Levantar da cama pode ser um verdadeiro desafio. Este despertador ativado por movimento garante que você permaneça acordado detectando movimento após você apertar "soneca". Se você voltar para a cama, o alarme reinicia, forçando-o a permanecer acordado por um período definido antes que o alarme pare.

Montagem

Reúna os seguintes componentes:

• Módulo relógio em tempo real DS3231
• Sensor de movimento PIR HC-SR501
• Buzzer (qualquer piezo 5V)
• Botão momentâneo
• Arduino Nano Every (ou qualquer placa compatível)

Faça a fiação conforme abaixo:

• Buzzer pino negativo → GND
• Buzzer pino positivo → D11
• Botão pino terra → GND
• Botão pino sinal → D9
• HC-SR501 VCC → 5V
• HC-SR501 saída → D7
• HC-SR501 GND → GND
• DS3231 GND → GND
• DS3231 VCC → 5V
• DS3231 SDA → SDA (pino A4 no Nano)
• DS3231 SCL → SCL (pino A5 no Nano)

Código

Baixe a biblioteca DS3231 ZIP na seção Código e adicione à Arduino IDE via Sketch > Include Library > Add .ZIP Library.

Carregue o sketch abaixo. Após o primeiro upload, comente a linha que define data e hora para que o RTC mantenha o tempo correto em resets.

#include <Wire.h>
#include <DS3231.h>
DS3231 clock;
RTCDateTime dt;
int button = 9;
int pirPin = 7; // Entrada para HC-SR501
int pirValue;
//--------------------------------------
int set_hour = 7;
int set_minute = 0;
//--------------------------------------

void setup() {
  clock.begin();
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  //clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__); // comente após primeiro upload
  pinMode(pirPin, INPUT);
}

void alarm(int minute){
  bool button_pressed = false;
  bool awake = false;
  bool movement = false;
  while(!button_pressed){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
      tone(11, 523, 100);
      delay(100);
      tone(11, 784, 50);
      for(int i = 0; i < 20; i++){
        if(digitalRead(button) == LOW){
          button_pressed = true;
          awake = true;
          dt = clock.getDateTime();
          minute = dt.minute;
        }
        delay(65);
      }
    }
  }
  dt = clock.getDateTime();
  minute = dt.minute;
  while(awake){
    movement = false;
    dt = clock.getDateTime();
    for(int i = 0; i < 30; i++){
      if(digitalRead(pirPin)){movement = true;}
    }
    digitalWrite(LED_BUILTIN, movement);
    if(!pirValue){
      delay(5000);
      for(int i = 0; i < 40; i++){
        if(digitalRead(pirPin)){movement = true;}
      }
      if(!movement){ alarm(minute); }
    }
    if(abs(dt.minute - minute) >= 1){
      tone(11, 698, 50);
      delay(100);
      tone(11, 698, 50);
      digitalWrite(LED_BUILTIN, 0);
      awake = false;
    }
    delay(100);
  }
}

void loop() {
  dt = clock.getDateTime();
  if(set_minute == dt.minute && set_hour == dt.hour){
    alarm(set_minute);
  }
  delay(10000);
}

Ajuste do Sensor

Configure o HC-SR501 para modo de gatilho repetível posicionando o jumper de seleção de gatilho adequadamente.

Ajuste fino do delay e sensibilidade. Sensibilidade máxima com delay mínimo funciona melhor: garante que o sensor permaneça ativo tempo suficiente para detectá-lo, mas não tanto que ignore um retorno à cama.

Construção Compacta

Após testar o protótipo em protoboard, solde os componentes diretamente no Arduino Nano Every para criar um alarme de tamanho de bolso.

Construa um gabinete leve em madeira balsa de 3 mm (dimensões 55 mm × 35 mm × 40 mm). O gabinete inclui uma grande abertura para o sensor PIR, um slot para o cabo micro-USB e uma abertura para o buzzer.

Produto final:

Código

• Código do Despertador Arduino
• Biblioteca do Relógio (DS3231)

Código do Despertador Arduino

#include <Wire.h>
#include <DS3231.h>
DS3231 clock;
RTCDateTime dt;
int button = 9;
int pirPin = 7; // Entrada para HC-SR501
int pirValue; // Armazena valor lido do PIR
//--------------------------------------
int set_hour = 7;
int set_minute = 0;
//--------------------------------------

void setup() {
  clock.begin();
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  //clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__); // !!APÓS O PRIMEIRO UPLOAD VOCÊ DEVE COMENTAR ESTA LINHA. CASO CONTRÁRIO, VOCÊ TERÁ UM HORÁRIO ERRADO!!
  pinMode(pirPin, INPUT);
}

void alarm(int minute){
  bool button_pressed = false;
  bool awake = false;
  bool movement = false;
  while(!button_pressed){
    // o alarme toca enquanto o botão não for pressionado
    for(int i = 0; i < 4; i++){
      tone(11, 523, 100);
      delay(100);
      tone(11, 784, 50);
      for(int i = 0; i < 20; i++){
        if(digitalRead(button) == LOW){
          button_pressed = true;
          awake = true;
          dt = clock.getDateTime();
          minute = dt.minute;
        }
        delay(65);
      }
    }
  }
  dt = clock.getDateTime();
  minute = dt.minute;
  while(awake){
    movement = false;
    dt = clock.getDateTime();
    for(int i = 0; i < 30; i++){
      if(digitalRead(pirPin)){movement = true;}
    }
    digitalWrite(LED_BUILTIN, movement);
    if(!pirValue){
      delay(5000);
      for(int i = 0; i < 40; i++){
        if(digitalRead(pirPin)){movement = true;}
      }
      if(!movement){ alarm(minute); // se nenhum movimento detectado por muito tempo, o alarme reinicia }
    }
    if(abs(dt.minute - minute) >= 1){
      // define o período em que você deve ficar na frente do sensor
      tone(11, 698, 50);
      delay(100);
      tone(11, 698, 50);
      digitalWrite(LED_BUILTIN, 0);
      awake = false;
    }
    delay(100);
  }
}

void loop() {
  dt = clock.getDateTime();
  if(set_minute == dt.minute && set_hour == dt.hour){
    alarm(set_minute);
  }
  delay(10000);
}

Biblioteca do Relógio

Arquivo ZIP da biblioteca DS3231. Baixe e adicione às suas bibliotecas via Arduino → Sketch → Include Library → Add .ZIP Library.

Sem preview (apenas download).

Esquemáticos

Conecte 5V no Arduino ao rail positivo e GND ao rail negativo na protoboard.