Persianas Inteligentes: Controle Automático de Luz com Arduino e Energia Solar

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade
SparkFun Arduino Pro Mini 328 – 5V/16MHz	1
Arduino UNO (para programar o Pro Mini)	1
Sensor de Temperatura LM35DZ	1
Transistor PNP PN2907A	1
LDR (Resistor Dependente de Luz)	1
Resistor 10k Ω	1
Resistor 1k Ω	1
Painel Solar 5V 1.5W	1
Boost DC-DC 5V	1
Módulo Carregador de Bateria LiPo	1
Conectores JST	1 kit
Suporte 4xAA (para bateria LiPo 18650)	1
Servomotor Tower Pro MG996R	1
Bateria LiPo Recarregável 3.6V	1
Acoplamento para Servo	1
Capacitor 100 nF	1
PCB Personalizada (OSH Park)	1
Fios sortidos	1 kit

Ferramentas Necessárias

• Ferro de Solda
• Furadeira
• Solda
• Alicate de Corte
• Descascador de Fios
• Multímetro
• Dremel ou ferramenta rotativa
• Protoboard / Placa de Circuito
• Tubo Termorretrátil

Aplicativos e Serviços

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

Este projeto aprimora o design original de Persianas Horizontais Automatizadas com Energia Solar. O objetivo: abrir/fechar as persianas conforme a luminosidade e a temperatura, sem fiação externa, com autonomia energética e custo acessível (~US$ 50).

Funcionalidades

• Abrir (rotacionar para 85°) pela manhã para entrada de luz.
• Fechar (0° – lâminas para baixo) à noite para privacidade.
• Fechar (165° – lâminas para cima, contra o sol) se a temperatura exceder 30 °C (ajustável).
• Operação totalmente autônoma, sem caixas ou fios visíveis (Wife Acceptance Factor).
• Sustentável: bateria dura meses sem recarga.

Problemas do Design Original e Soluções

• Posição do painel solar: A casa não fica voltada exatamente para o sul; no verão o sol passa por cima do telhado, sombreando o painel. Solução: reposicionar o painel para maximizar exposição anual.
• Consumo do servo em standby: O servomotor consumia 13 mA continuamente. Solução: chaveamento high-side com transistor PNP (PN2907A) para cortar alimentação do servo quando inativo.
• Painel solar 6V incompatível: O módulo carregador LiPo aceita 4.5–5.5V; painel de 6V fazia o carregador desligar. Solução: usar painel 5V adequado.
• Falta de logs: Dificultava diagnóstico. Solução: implementar logging em EEPROM.
• Conexões fixas: Impossibilitava desconectar bateria/painel para manutenção. Solução: conectores JST entre bateria-circuito e painel-circuito.
• Referência de tensão instável: Leituras de temperatura/luz usavam a saída não regulada do boost. Solução: usar o pino VCC regulado (5V) do Arduino Pro Mini como referência.

Passo a Passo

1. Lista de Materiais

Veja a tabela acima. Links de compra sugeridos: SparkFun, Banggood, Tayda Electronics, Amazon.

2. Ferramentas

Conforme lista de ferramentas.

3. Prototipagem

1. Teste o boost DC-DC com a bateria LiPo (deve sair ~5.04V).
2. Monte todo o circuito em protoboard sem solda para desenvolver código e medir correntes.
3. Conecte: módulo carregador ↔ bateria + painel solar; fio do painel → A0 (log tensão painel); fio da bateria → A1 (log tensão bateria); saída 5V do boost → pino RAW do Arduino; GND comum; pino VCC do Arduino → todos os componentes que precisam de 5V regulado; servo → coletor do transistor PNP; emissor do PNP → 5V do boost; base do PNP → resistor 1k → pino 11 (controle); LDR + resistor 10k → GND, junção → A3; LM35DZ: VCC → 5V regulado, GND → GND, saída → A2; servo: sinal → pino 10, GND → GND, alimentação → coletor do PNP.
4. Meça corrente em repouso sem servo e depois com servo. O transistor PNP em configuração high-side elimina o consumo parasitário do servo.

4. Programação

Programe o Pro Mini usando um Arduino UNO como programador (remova o ATmega328P do UNO, conecte 5V, GND, TX→TX0, RX→RXI, RESET→RST). No Arduino IDE, selecione "Arduino Pro or Pro Mini". O sketch completo está no GitHub (SmartBlinds) e usa a biblioteca EEPROMLog para registro de eventos.

5. Montagem Final

1. Solde fios de núcleo sólido nos conectores JST (alongando-os ~60 cm para o painel solar).
2. Recorte a PCB no tamanho necessário, organize os componentes de forma compacta.
3. Remova o LED indicador do boost DC-DC (raspe a trilha) para economizar ~1 mA.

6. Última Programação e Teste

• Reative o logging EEPROM (comentado durante prototipagem).
• Meça consumo final: ~1.5 mA em sleep (LowPower library), ~25 mA ativo, 200–500 mA movendo persianas. Com bateria 900 mAh, estima-se ~600h sem carga solar.

7. Instalação nas Persianas

1. Remova o mecanismo de corda (corkscrew) que oferece resistência excessiva.
2. Fure a lateral da persiana para o LDR.
3. Corte abertura para o servomotor (lado externo) com Dremel; lixe/bordas com fita.
4. Insira a PCB, passe o LDR pelo furo.
5. Fixe o servo no eixo da persiana (aperte o parafuso). Inicie o código: o servo vai a 90°, aguarde 10s, desligue a bateria, posicione manualmente as lâminas a 90° e recoloque o servo.
6. Instale a persiana na janela.
7. Posicione o painel solar no terço superior do vidro central, fixe fios com fita.
8. Conecte painel solar → circuito, conecte bateria, encaixe a persiana. O sistema moverá para centro, aguardará 10s e posicionará conforme lógica.
9. Recoloque o acabamento decorativo.

8. Aproveite!

As persianas operam suavemente. Após meses de uso, comportam-se exatamente como planejado. Curiosidade: se luzes do corredor e hall estiverem acesas, as persianas permanecem abertas após o anoitecer – ótimo para demonstrar o funcionamento.

Código

Repositórios no GitHub:

• Biblioteca EEPROMLog
• Sketch SmartBlinds

Esquemático

Arquivo Fritzing: SmartBlinds.fzz