Timer de Lavagem de Mãos com Arduino: Ferramenta DIY Simples para Combater a COVID‑19

Componentes e Materiais

Arduino Nano R3	(ou Arduino UNO, o que preferir/possua)	1
Sensor Ultrassônico HC‑SR04 (Genérico)		1
LED 5 mm: Vermelho		1
LED Azul/Verde		4
LED 5 mm: Verde		1
Protoboard (Genérica)		1
Protoboard Soldável SparkFun		1
Caixa/Enclosure		1

Sobre este Projeto

Com a pandemia atual, a situação parece assustadora. O coronavírus pode estar em qualquer lugar. Sabe-se que uma pessoa pode carregar o vírus por dias sem apresentar sintomas. Realmente preocupante.

Mas não entre em pânico. Existem formas simples de combater este vírus. Uma delas é lavar as mãos corretamente. Nossas mãos são as principais transportadoras de germes. Tocamos frequentemente olhos, nariz e boca sem perceber. Germes de mãos não lavadas podem contaminar alimentos, alguns dos quais podem até proliferar e nos deixar gravemente doentes. Lavar as mãos com sabão elimina a maioria deles.

Mas por quanto tempo você lava as mãos? Canta "Parabéns pra Você"? Uma ou duas vezes? Será que é sempre suficiente ou você apenas esfrega as mãos por 5 segundos e enxágua? Se cronometrarmos o tempo típico de lavagem, a maioria de nós mal lava por 10 segundos — definitivamente não é o suficiente. Por isso, aqui no The Tech Lab, quisemos criar algo simples que nos obrigasse a lavar as mãos por pelo menos 20 segundos.

Este timer simples fica ao lado do dispensador de sabão. Possui um sensor na parte superior que detecta quando você coloca a mão diante do dispensador. Então, inicia uma contagem regressiva de 20 segundos, acendendo um LED após outro. Quando o LED verde acende, você já lavou as mãos tempo suficiente para matar a maioria dos germes e pode enxaguar o sabão com água.

Passo 1: Como Funciona

Fizemos este projeto super simples para que qualquer um possa construí-lo num fim de semana. Não é apenas divertido de fazer com crianças, mas também educativo e definitivamente útil na situação atual. O "cérebro" principal deste timer é um Arduino — um pequeno computador programável via PC. Arduinos são amplamente usados para aprendizado, prototipagem e até produtos reais. Se você não tem experiência, não se preocupe: guiaremos você pelo processo facilmente e você poderá começar com Arduino, quem sabe fazer mais projetos futuros se gostar da ideia.

O Arduino conecta-se a um sensor de distância ultrassônico e 6 LEDs. Ele emite ondas sonoras ultrassônicas pelo sensor e mede o tempo que levam para voltar refletidas. Com esse tempo, calcula a distância de objetos à frente. O Arduino monitora constantemente o sensor, esperando sua mão aparecer a menos de 20 cm. Assim que detecta algo nessa faixa, acende o LED vermelho e espera 4 segundos para você pegar água e sabão. Depois, inicia a contagem de 20 segundos. Eventualmente, os 5 LEDs azuis acendem um a um, ao longo dos 20 segundos.

Quando o LED verde acende, você já lavou as mãos por tempo suficiente e pode enxaguar o sabão.

Passo 2: Versão em Protoboard (Sem Solda)

Existem duas versões: uma em protoboard sem solda e outra em placa de circuito impresso (veroboard/perfboard). Se você não sabe soldar ou tem pouca experiência, recomendamos a versão em protoboard, que não requer solda. Recomendamos o Arduino Uno para esta versão, pois o Nano requer solda.

Montar no protoboard é bem simples: basta conectar o Arduino ao sensor e aos 6 LEDs. Siga o diagrama abaixo que mostra as conexões tanto para o Uno quanto para o Nano. Use jumpers para conectar tudo. Não esqueça de verificar a polaridade dos LEDs: o pino mais longo costuma ser o positivo (ânodo), devendo ir aos pinos digitais do Arduino; o mais curto (cátodo) vai ao GND.

Passo 3: Versão em Veroboard/Perfboard (Com Solda)

Se você tem experiência com eletrônica e sabe soldar, pode soldar tudo numa placa soldável ou até projetar seu próprio PCB. O esquema está abaixo, junto com o arquivo de design do EasyEDA para exportar o PCB facilmente.

Ao soldar, certifique-se da polaridade correta dos LEDs. Você também pode adicionar resistores de 150 Ω a todos os LEDs para maior durabilidade. Omitimos os resistores para tornar o projeto mais amigável a iniciantes. Segundo nossos testes, não usá-los é perfeitamente aceitável — os LEDs parecem funcionar bem. Devem durar bastante, pois ficam acesos apenas 4 segundos por vez.

Passo 4: Carregando o Código

Com o circuito montado, hora de carregar o código no Arduino. Se nunca usou Arduino, recomendamos ler a documentação "Getting Started" no site oficial. Instale a Arduino IDE no seu computador. Baixe o código anexado (Timer_Code.ino). Incluímos muitos comentários para facilitar o entendimento de iniciantes.

Conecte o Arduino ao PC com o cabo fornecido. Abra o código na IDE. Em Ferramentas > Placa, selecione o seu Arduino (no nosso caso, Arduino Nano). Em Ferramentas > Porta, selecione a porta do seu Arduino. Clique no botão Carregar (canto superior esquerdo). O upload deve iniciar. Você verá a mensagem "Done Uploading" quando terminar.

Se der erro, verifique se escolheu a placa e porta corretas. Tente portas diferentes até funcionar. Se estiver usando um Arduino Nano antigo, pode ser necessário trocar o processador em Ferramentas > Processador.

Passo 5: Testando o Funcionamento

Após o upload bem-sucedido, teste antes de colocar na caixa. Normalmente todos os LEDs devem estar apagados. Coloque a mão diante do sensor: o LED vermelho deve acender. Eventualmente todos os LEDs acenderão com intervalo de 4 segundos, finalizando com o LED verde.

Parabéns! Seu timer funciona! 👏👏

Se algo não funcionar, verifique primeiro as conexões do sensor ultrassônico — é fácil inverter os pinos. Se um LED não acende, cheque sua conexão e polaridade. Se ainda não funcionar, tente trocar o LED.

Passo 6: Fazendo a Caixa (Enclosure)

Depois de montar o circuito, é boa ideia colocar tudo numa caixa. Ela dá acabamento profissional e protege de respingos d'água. A caixa pode ser feita de praticamente qualquer material, desde que não absorva água: pote plástico de comida, madeira, papelão, impressão 3D — sua imaginação é o limite. Use criatividade para desenhar ou pintar sua caixa.

Para a nossa, usamos uma caixa de tomada elétrica velha que tínhamos. Soldamos fios diretamente no Arduino, conectando aos LEDs e alguns jumpers ao sensor. Cobrimos com vinil de carbono velho para um visual estético. Ficou bem legal com materiais simples. As dimensões estão na foto acima. Sinta-se livre para usar as mesmas.

Passo 7: Sucesso!

Você acaba de fazer seu próprio timer de contagem regressiva para lavagem de mãos!

Este projeto simples ajuda a mantê-lo seguro contra vírus e bactérias. Em testes, descobrimos que lavávamos as mãos por muito menos tempo antes de usar este timer. Também incentiva crianças a lavar as mãos mais vezes, pois é divertido ver a contagem regressiva. Faça vários, desenhe seus personagens favoritos e coloque diante de todos os dispensadores de sabão da casa.

Passo 8: Palavras Finais

Com o coronavírus atual, é muito importante nos mantermos seguros. Podemos transformar esta situação numa lição para ficarmos mais protegidos contra germes. Este projeto é apenas uma pequena contribuição que makers podem fazer. Ficaríamos muito felizes se isso ajudar você de alguma forma. Avise-nos se você o fez usando o recurso "I made it". Também gostaríamos de enviar uma carta de agradecimento por ajudar a combater o coronavírus. Para recebê-la, envie sua foto do Timer de Lavagem de Mãos usando este formulário.

Use a hashtag #HandwashTimerChallenge ao postar sua foto nas redes sociais. Vamos espalhar esta ideia entre todos os makers!

Cuide-se e mantenha-se seguro.

Este tutorial foi escrito por Iqbal Samin Prithul, do The Tech Lab.

Código

Timer_Code.ino (Arduino) — Download apenas.

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