Automação Residencial Inteligente e Sistema de Segurança com 1Sheeld

Componentes Necessários

• 1x Arduino UNO
• 1x Placa 1Sheeld
• 1x Módulo Relé 4 Canais (ex.: YW Robot)
• 2x Buzzers
• 1x Sensor de Temperatura LM35DZ
• 1x Jumpers (fios de conexão)
• 1x Sensor PIR de Movimento
• 2x Interruptores Magnéticos de Porta (SparkFun)
• 1x Display LCD 16x2 (Adafruit, branco sobre azul)

Ferramentas Necessárias

• Cortadora a laser (para corte da estrutura)

Sobre o Projeto

Este projeto combina automação residencial e segurança usando o 1Sheeld, que transforma seu smartphone em mais de 40 shields Arduino diferentes. O sistema permite:

• Controlar lâmpadas da casa por comandos de voz ou SMS.
• Sistema de segurança: ao detectar abertura de portas (via interruptores magnéticos) com o modo segurança ativado, dispara alarme (buzzer) e envia e-mail de alerta.
• Monitoramento de temperatura: se a temperatura exceder 35°C (configurável), aciona buzzer e envia e-mail.
• Feedback por voz (Text-to-Speech) e display LCD.
• Comando de ativação "Jarvis" antes de qualquer comando de voz.

Funcionamento Resumido

O 1Sheeld comunica-se com o smartphone via Bluetooth. O aplicativo 1Sheeld no celular fornece shields de Reconhecimento de Voz, SMS, Texto-para-Fala, Relógio e E-mail. O Arduino processa os comandos e aciona relés, buzzers e sensores.

Montagem Física

1. Corte a estrutura da caixa com a cortadora a laser (arquivo CAD fornecido).
2. Instale os interruptores magnéticos nas portas (recepção e varanda/cozinha). Calibre para saber leitura aberta/fechada.
3. Instale as lâmpadas em paralelo nas paredes.
4. Conecte o sensor LM35DZ: VCC ao 5V, GND ao GND, OUT ao pino A0 do Arduino.
5. Monte o relé de 4 canais para controlar as 4 lâmpadas (recepção, quarto, banheiro, cozinha).
6. Conecte os buzzers: um para alarme de porta (pino A5), outro para alarme de temperatura (pino 10).
7. Conecte o LCD nos pinos 2,3,4,5,6,7.
8. Empilhe o 1Sheeld sobre o Arduino.

Configuração do 1Sheeld

1. Empilhe o 1Sheeld no Arduino.
2. Escreva o código usando a biblioteca OneSheeld.
3. Carregue o código na IDE Arduino (baud 9600). Importante: Coloque a chave UART em "Uploading mode" antes de carregar.
4. Após o upload, volte a chave para "Operating mode". Sem isso, não haverá comunicação entre 1Sheeld e Arduino.
5. No smartphone, instale o app 1Sheeld, pareie via Bluetooth (código padrão 1234).
6. Selecione os shields: SMS, Voice Recognition, Text To Speech, Clock, Email.

Código Principal

/* Smart Home Automation & Security System - Team SADEE */
#define CUSTOM_SETTINGS
#define INCLUDE_VOICE_RECOGNIZER_SHIELD
#define INCLUDE_TEXT_TO_SPEECH_SHIELD
#define INCLUDE_CLOCK_SHIELD
#define INCLUDE_SMS_SHIELD
#define INCLUDE_EMAIL_SHIELD

#include 
#include 

// Pinos dos relés (ativos em LOW)
#define receptionLamp A1
#define bedRoomLamp A2
#define pathRoomLamp A3
#define balaconyLamp A4

// Comandos de voz
const char mainCommand[] = "jarvis";
const char receptionCommandOn[] = "reception on";
const char receptionCommandOff[] = "reception off";
const char bedRoomCommandOn[] = "bedroom on";
const char bedRoomCommandOff[] = "bedroom off";
const char pathRoomCommandOn[] = "bathroom on";
const char pathRoomCommandOff[] = "bathroom off";
const char balaconyCommandOn[] = "kitchen on";
const char balaconyCommandOff[] = "kitchen off";
const char whatsUp[] = "good morning";
const char timeCommand[] = "what time is it";
const char securityModeOn[] = "security on";
const char securityModeOff[] = "security off";

// SMS
const char lightsOn[] = "on";
const char lightsOff[] = "off";

// Pinos sensores e buzzers
#define magneticReception 8
#define magneticBalacony 9
int buzzer1 = A5; // alarme porta
int buzzer2 = 10; // alarme temperatura

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);
byte smile[] = { B00000, B01001, B01001, B00000, B00000, B10001, B01110, B00000 };

int magneticReceptionState, magneticBalaconyState;
bool security = false;
byte state = 0; // controle de fluxo de comando de voz
String noon;
int hours, minutes;
char h[4], m[4];

void setup() {
  noTone(buzzer1); noTone(buzzer2);
  // Relés começam desligados (HIGH = desligado para relé ativo em LOW)
  digitalWrite(receptionLamp, HIGH);
  digitalWrite(bedRoomLamp, HIGH);
  digitalWrite(pathRoomLamp, HIGH);
  digitalWrite(balaconyLamp, HIGH);

  lcd.begin(16,2);
  OneSheeld.begin();

  pinMode(receptionLamp, OUTPUT);
  pinMode(bedRoomLamp, OUTPUT);
  pinMode(pathRoomLamp, OUTPUT);
  pinMode(balaconyLamp, OUTPUT);
  pinMode(buzzer1, OUTPUT);
  pinMode(buzzer2, OUTPUT);
  pinMode(magneticReception, INPUT_PULLUP);
  pinMode(magneticBalacony, INPUT_PULLUP);

  lcd.createChar(0, smile);
  lcd.clear();
  lcd.print("Bem-vindo ao");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  lcd.print("Smart Home");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Automacao e");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  lcd.print("Sistema de");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Seguranca");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  lcd.print("CALIBRANDO...");
  delay(10000);
  security = false;
}

void loop() {
  Clock.queryDateAndTime();
  SMS.setOnSmsReceive(&MyFunction);

  minutes = Clock.getMinutes();
  hours = Clock.getHours();
  if (hours > 12) { hours -= 12; noon = "PM"; } else { noon = "AM"; }
  String strh = String(hours), strm = String(minutes);
  strh.toCharArray(h,4); strm.toCharArray(m,4);

  VoiceRecognition.start();
  OneSheeld.delay(8000); // janela para comando de voz

  if (VoiceRecognition.isNewCommandReceived()) {
    if (!strcmp(mainCommand, VoiceRecognition.getLastCommand())) {
      TextToSpeech.say("yes sir");
      lcd.clear(); lcd.setCursor(8,0); lcd.write(byte(0));
      state = 1;
    }
    // Comandos de lâmpadas (após "jarvis")
    handleVoiceCommand(receptionCommandOn, "ok sir lamp in the reception is on", receptionLamp, LOW, "The Hall Lamp Is", "ON");
    handleVoiceCommand(receptionCommandOff, "ok sir lamp in the reception is off", receptionLamp, HIGH, "The Hall Lamp Is", "OFF");
    handleVoiceCommand(bedRoomCommandOn, "ok sir lamp in the bedroom is on", bedRoomLamp, LOW, "The Bedroom", "lamp Is: ON");
    handleVoiceCommand(bedRoomCommandOff, "ok sir lamp in the bedroom is off", bedRoomLamp, HIGH, "The Bedroom", "lamp Is: OFF");
    handleVoiceCommand(pathRoomCommandOn, "ok sir lamp in the bathroom is on", pathRoomLamp, LOW, "The Bathroom", "lamp Is: ON");
    handleVoiceCommand(pathRoomCommandOff, "ok sir lamp in the bathroom is off", pathRoomLamp, HIGH, "The Bathroom", "lamp Is: OFF");
    handleVoiceCommand(balaconyCommandOn, "ok sir lamp in the kitchen is on", balaconyLamp, LOW, "The Kitchen", "Lamp Is: ON");
    handleVoiceCommand(balaconyCommandOff, "ok sir lamp in the kitchen is off", balaconyLamp, HIGH, "The Kitchen", "Lamp Is: OFF");

    if (!strcmp(whatsUp, VoiceRecognition.getLastCommand()) && state==1) {
      lcd.clear(); lcd.print("Good Morning :)"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Its A Good Day");
      TextToSpeech.say("good morning sir"); OneSheeld.delay(1500);
      TextToSpeech.say("time in cairo is"); OneSheeld.delay(1500);
      TextToSpeech.say(h); OneSheeld.delay(1000);
      TextToSpeech.say(m); OneSheeld.delay(1000);
      TextToSpeech.say(noon.c_str()); state=0;
    }
    else if (!strcmp(timeCommand, VoiceRecognition.getLastCommand()) && state==1) {
      lcd.clear(); lcd.print("Time In Cairo Is"); lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print(h); lcd.print(":"); lcd.print(m); lcd.print(" "); lcd.print(noon);
      TextToSpeech.say("time in cairo is"); OneSheeld.delay(1500);
      TextToSpeech.say(h); OneSheeld.delay(1000);
      TextToSpeech.say(m); OneSheeld.delay(1000);
      TextToSpeech.say(noon.c_str()); state=0;
    }
    // Segurança
    else if (!strcmp(securityModeOn, VoiceRecognition.getLastCommand()) && state==1) {
      lcd.clear(); lcd.print("Ok,Sir Feel Safe"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Security Mode");
      TextToSpeech.say("security system was triggered"); security=true; state=0;
    }
    else if (!strcmp(securityModeOff, VoiceRecognition.getLastCommand()) && state==1) {
      lcd.clear(); lcd.print("Ok,Sir Security"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("is OFF");
      TextToSpeech.say("security system was turned off"); security=false; state=0;
    }
  }

  // Sistema de segurança: monitora portas
  magneticReceptionState = digitalRead(magneticReception);
  magneticBalaconyState = digitalRead(magneticBalacony);
  if (security) {
    if (magneticReceptionState == HIGH || magneticBalaconyState == HIGH) {
      tone(buzzer1, 1500);
      Email.send("seu@email.com", "Home Security", "Alguem entrou na sua casa!");
      OneSheeld.delay(3500);
    } else { noTone(buzzer1); }
  } else { noTone(buzzer1); }

  // Temperatura (comentado no original; descomente e ajuste se usar)
  /*
  int voltage = analogRead(A0) * 1100 / 1024;
  int degree = voltage / 10;
  if (degree >= 35) {
    tone(buzzer2,1500);
    Email.send("seu@email.com","Home Security","Temperatura alta!");
    OneSheeld.delay(5000);
  } else { noTone(buzzer2); }
  */
}

// Função auxiliar para comandos de voz de lâmpadas
void handleVoiceCommand(const char* cmd, const char* speech, int pin, int val, const char* lcd1, const char* lcd2) {
  if (!strcmp(cmd, VoiceRecognition.getLastCommand()) && state==1) {
    TextToSpeech.say(speech); OneSheeld.delay(2500);
    digitalWrite(pin, val);
    lcd.clear(); lcd.print(lcd1); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(lcd2);
    state=0;
  }
}

// Callback de SMS
void MyFunction(char* phoneNumber, char* messageBody) {
  if (!strcmp(lightsOn, messageBody)) {
    digitalWrite(receptionLamp,LOW); delay(500);
    digitalWrite(pathRoomLamp,LOW); delay(500);
    digitalWrite(bedRoomLamp,LOW); delay(500);
    digitalWrite(balaconyLamp,LOW); delay(500);
    TextToSpeech.say("all lights was turned on");
    lcd.clear(); lcd.print("All Lights is ON");
    Email.send("seu@email.com","Home Security","Todas luzes LIGADAS"); OneSheeld.delay(3500);
  }
  else if (!strcmp(lightsOff, messageBody)) {
    digitalWrite(receptionLamp,HIGH); delay(500);
    digitalWrite(pathRoomLamp,HIGH); delay(500);
    digitalWrite(bedRoomLamp,HIGH); delay(500);
    digitalWrite(balaconyLamp,HIGH); delay(500);
    TextToSpeech.say("all lights was turned off");
    lcd.clear(); lcd.print("All Lights Is OFF");
    Email.send("seu@email.com","Home Security","Todas luzes DESLIGADAS"); OneSheeld.delay(3500);
  }
}

Arquivos Adicionais

• CAD para corte a laser: drawing_lasser_cutting_lvvsN9X9Xg.dwg
• Esquemáticos: duas imagens de ligação (consulte o projeto original).

Observações Finais

• Substitua seu@email.com pelo seu e-mail real nas chamadas Email.send().
• O código original continha alguns erros de digitação (ex.: "reception of" em vez de "reception off"); foram corrigidos acima.
• Certifique-se de que o smartphone tenha conexão de dados ativa para envio de e-mail/SMS via 1Sheeld.
• O projeto é educacional; para uso real, adicione proteções elétricas (optocopladores, fusíveis) nos relés de rede AC.