Sistema DIY de Controle de Baratas com Arduino – Construa por Menos de $30

Componentes e Materiais

Arduino Micro	1
Arduino MKR1000	1

Sobre o Projeto

Há alguns anos vi a barata controlada por smartphone da Backyard Brains e fiquei impressionado! Tentei convencer minha mãe a me deixar comprar, mas a menção de baratas a fez recusar. :) Comecei a fazer projetos com Arduino alguns anos depois. Lembrei-me de quanto queria fazer o experimento com a barata, então a convenci de que baratas não são nojentas. Comprei algumas baratas assobiadoras de Madagascar. Quando chegaram, comecei a programar, testar, reprogramar, retestar. Finalmente descobri como fazer tudo corretamente e alterar temporariamente o comportamento da barata, como você verá neste vídeo:

Isto não é um brinquedo, é um experimento científico para ensinar neurociência. É semelhante a alguém receber um implante coclear (que devolveu a audição a mais de 324.000 pessoas). Baratas podem regenerar antenas e patas perdidas. As baratas neste projeto foram totalmente anestesiadas durante a "cirurgia". Tudo o que fiz é reversível e foi revertido ao final do experimento. Também usei Cianoacrilato (super cola), mas não é prejudicial porque um químico similar foi usado na Guerra do Vietnã para selar ferimentos em humanos.

Passo 1: Como Funciona

Como funciona? Bem, como muitos insetos, as baratas têm antenas diretamente envolvidas na navegação. Estimulando as antenas com frequências variáveis (que imitam sinais neurais) do Arduino, você pode fazer a barata pensar que há uma parede à sua frente quando não há. Quando isso acontece, a barata vira em outra direção. Embora depois de um tempo a barata comece a ignorar o estímulo e continue andando como se não tivesse a mochila.

Passo 2: Materiais

Peças Eletrônicas:

• Arduino Micro ou MKR 1000 - $20
• Bateria 12V A23 ou célula de moeda (se usando MKR 1000) - $2
• Suporte para bateria A23 ou suporte para célula de moeda (ou alumínio para fazer o seu)
• Conector de pinos
• Fio fino (retirei de fio encapado) - $1
• Super cola (cianoacrilato) - $2,48
• Cola não tóxica de sua escolha - $0,90
• Lixa
• Arruelas pequenas

Baratas:

• Baratas Assobiadoras de Madagascar (⚠ Verifique as regulamentações do seu país e estado antes de comprar ⚠)
• Aquário grande
• Aquário pequeno
• Bananas, maçãs e ração para cães (alimente as baratas diariamente com papel toalha úmido)
• Caixas de ovos (use como esconderijos para as baratas)
• Papel picado (use como substrato nos terrários)
• Tapete aquecedor

Certifique-se de verificar as regulamentações do seu país e estado sobre baratas. Mantenha sempre a gaiola fechada com uma camada espessa de vaselina ao redor da tampa. NUNCA deixe baratas sem supervisão fora do terrário e NUNCA, JAMAIS solte baratas na natureza, onde quer que você viva.

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Alfinete reto
• Pistola de cola quente
• Tesoura
• Estilete
• Isqueiro ou fósforos (para queimar super cola se um fio sair)

Passo 3: Construa a Mochila

O primeiro passo é fazer a "mochila". Usando chapa de alumínio, recorte uma forma de "+" de 7,5cm x 5cm. Dobre as bordas para cima (veja as fotos). Se quebrarem, tente cortar contra o grão do alumínio. Depois, envolva fita isolante em uma das extremidades. Em seguida, faça um pequeno furo em uma das extremidades, próximo ao centro, e passe o fio. Solde uma das extremidades a uma arruela pequena. Faça o mesmo do outro lado. Feito isso, solde um conector de pinos nos fios recém-instalados e coloque fita isolante nas juntas de solda. Em seguida, cole com cola quente um conector de pinos maior em um dos lados da "mochila", solde um fio de aproximadamente 2,5cm do fio encapado a um dos pinos e faça o mesmo com o outro pino. Para testar, coloque uma bateria A23 no suporte e conecte o conector de pinos nos pinos VIN e GND do Arduino Micro. Se acender, você fez corretamente. Se não, talvez precise dobrar o suporte da bateria para que toque a bateria A23.

Passo 4: Procedimento das Antenas

Pegue uma barata e coloque-a gentilmente em um copo com água gelada (isso anestesia a barata) por aproximadamente 2 minutos ou até que haja pouca ou nenhuma reação a movimentos. Depois, coloque a barata sobre o papel toalha e lixe levemente o topo do tórax da barata (esta é uma substância sem nervos, muito parecida com suas unhas e cabelo). Então, com sua cola não tóxica, cole a mochila na área lixada. Em seguida, corte as antenas até cerca de 2-3 cm. Depois, insira levemente o fio cerca de 0,25 cm em uma das antenas aparadas (que é oca) e aplique um pouco de super cola no fio e empurre mais 0,25 cm para dentro da antena. Faça o mesmo com a outra antena. Quase lá! Antes de continuar, certifique-se de que a barata ainda está totalmente anestesiada; se não, coloque-a gentilmente de volta na água gelada. Insira cuidadosamente o alfinete reto no lado do tórax da barata. Em seguida, insira o fio de terra 0,25 cm na pequena perfuração que você acabou de fazer e aplique uma pequena quantidade de super cola no fio e insira mais 0,25 cm no furo. Certifique-se de que os fios fiquem longe das patas porque elas podem puxar os fios! Quando terminar, deixe-a recuperar durante a noite em um terrário separado. Depois de fazer a cirurgia algumas vezes, fica mais fácil. Lembre-se também de limpar a mesa e descartar a água gelada para manter sua mãe feliz.

Passo 5: Código

O código é simples e fácil de modificar. Se tentar reescrever o código, lembre-se de usar noTone(seu_pino) após cada uso da função tone. O Arduino usa milissegundos, então 1 segundo equivale a 1000 milissegundos. Se quiser estimular a outra antena, simplesmente mude 11 para 12.

void setup() {
  // configuração inicial
}

void loop() {
  tone(11, random(1,100), random(1,1000)); // fará a barata virar em uma direção
  noTone(11);
}

Passo 6: Experimente!

Após carregar o código no Arduino, retire a barata com a mochila do terrário, insira uma bateria A23 na mochila, conecte os conectores de pinos no Arduino e observe a barata virar! Se suspeitar que não está aterrado corretamente, use um multímetro na escala de ohms. Coloque uma ponta no fio da antena e outra no fio de terra; se ler algo acima de 1 ohm, você fez corretamente; se ler abaixo de 1, o fio da antena e o fio de terra estão se tocando; se ler "fora de escala", não está aterrado corretamente, então você precisará refazer o procedimento do fio de terra. Ao terminar o experimento, lembre-se de remover gentilmente a mochila e cortar os fios. Outra dica: ao testar, faça em um ambiente com iluminação uniforme porque as baratas às vezes viram em áreas escuras.

Agradecimentos especiais à minha mãe, que tolerou baratas vivas em casa, e ao meu pai, pela ajuda no projeto. Obrigado por ler!

Código Completo

/* void setup() { 
  void loop() { 
    tone(11, random(1,100), random(1,1000)); // fará a barata virar em uma direção
    noTone(11);
  }
}