Sistema de Entrada Residencial Inteligente Inspirado em Star Wars (Tema Sith)

Componentes e Materiais

• Particle Photon – 2 unidades
• Arduino UNO – 1 unidade
• Shield Adafruit Music Maker MP3
• Sensor de Movimento PIR Adafruit
• LED (genérico) – 2 unidades
• Resistor 220 Ω – 2 unidades
• Jumpers
• Alto-falante 3W, 4Ω
• Protoboard (genérico) – 2 unidades
• Carregador USB Micro B
• Cabo USB-A para B
• Header Masculino 36 Posições

Ferramentas Necessárias

• Ferro de Solda (genérico)

Aplicativos e Serviços Online

• Particle Cloud

Sobre o Projeto

Minha filha é fã de Star Wars (mesmo sem ter visto os filmes). Quando perguntei se queria projeto temático, topou na hora. Ela me fazia tocar a Marcha Imperial (tema do Darth Vader) vestida de Vader para fazer "entrada triunfal". Decidimos: detectar alguém chegando em casa e tocar a Marcha Imperial antes da pessoa entrar.

Projeto simples, ideal para iniciantes. Primeira vez usando padrão publish/subscribe na nuvem e integrando diferentes microcontroladores. Adoro a simplicidade do Photon para soluções na nuvem e a variedade de hardware para Arduino. Juntá-los foi fácil e rápido.

Passo 1: Montar o Sensor

Tempo: 10 min | Peças: Photon, resistor 220Ω, LED, sensor PIR, protoboard, jumpers, cabo USB Micro B

Conecte LED ao Photon: resistor entre GND e fileira livre; perna longa do LED no pino D0, curta na fileira do resistor. LED opcional, mas indica estado do sensor.

Conecte PIR ao Photon: GND→GND, 5V→Vin, sinal→D7. Use header fêmea angular para fixar PIR verticalmente. Verifique datasheet: ordem dos pinos varia. Mesmo operando a 5V, pino de sinal costuma ser 3.3V, compatível com Photon.

Alimente via USB. No Particle IDE, cole o código do sensor e faça flash. Ao passar a mão, LED acende e evento aparece no Particle Dashboard.

Passo 2: Montar o Gatilho (Trigger)

Tempo: 10 min | Peças: Photon, resistor 220Ω, LED, protoboard, jumpers macho/fêmea

Conecte LED e resistor igual ao passo anterior. Conecte jumpers macho no Vin, GND e pino digital D7 do Photon. O pino digital conecta ao GPIO do Music Maker para disparar música. Vin e GND alimentam o Photon via Arduino.

Antes de conectar ao Arduino, alimente via USB, cole código do trigger no Particle IDE e faça flash (selecione device correto).

Passo 3: Montar Arduino e Shield Music Maker

Tempo: 20 min | Peças: Arduino Uno, Shield Music Maker, Photon, resistor 220Ω, LED, mini protoboard, jumpers, cabo USB | Ferramenta: ferro de solda

Header pins do shield vêm inclusos, devem ser soldados. Adicionei headers machos no topo do shield para GPIO e alimentação do Photon. Conecte jumper do pino digital do Photon ao GPIO do shield (usei pino 7). Vin do Photon → 5V do shield, GND → GND do shield.

Conecte alto-falante ao bloco de terminais do shield (um para direita, outro para esquerda). Usei um alto-falante pequeno recuperado de brinquedo quebrado.

Conecte Arduino ao PC, cole sketch Arduino no Arduino IDE e faça upload.

Pronto! Passe na frente do sensor e aguarde a música começar.

Sobre o Código

Primeira vez usando publish/subscribe. Fácil com Photon. No código do sensor, quando PIR vai HIGH, acendo LED e publico evento:

published = Particle.publish("motion-detected", NULL, 60, PRIVATE);

Inicialmente não usei PRIVATE, mas recebia falsos alarmes de outros usuários publicando eventos "motion". Mudei subscribe para apenas meus dispositivos:

Particle.subscribe("motion", soundAlarm, MY_DEVICES);

Para limitar aos meus dispositivos, o publish deve ser PRIVATE.

O trigger chama handler soundAlarm ao receber evento: acende LED e coloca GPIO do Music Maker em HIGH. O sketch Arduino detecta GPIO HIGH e espera 60s (tempo para estacionar, pegar coisas, entrar) antes de tocar MP3 no cartão SD.

Implantação do Projeto

Sensor na garagem, nas prateleiras ao lado da vaga. Trigger + Arduino + Music Maker + alto-falant na bancada da cozinha (onde filha fica). Ambos locais têm tomadas próximas para alimentação.

Código

Código do Sensor (Photon)

int led = D0; int pir = D6; bool published;

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT); pinMode(pir, INPUT); digitalWrite(led, LOW);
}

void loop() {
  if (digitalRead(pir) == HIGH) {
    digitalWrite(led, HIGH);
    published = Particle.publish("motion-detected", NULL, 60, PRIVATE);
    if (!published) {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        digitalWrite(led, LOW); delay(500);
        digitalWrite(led, HIGH); delay(500);
      }
    }
  } else digitalWrite(led, LOW);
  delay(2000);
}

Código do Trigger (Photon)

int led = D0; int trigger = D7;

void soundAlarm(const char *event, const char *data) {
  digitalWrite(led, HIGH); digitalWrite(trigger, HIGH);
  delay(2000); digitalWrite(trigger, LOW); digitalWrite(led, LOW);
}

void setup() {
  Particle.subscribe("motion", soundAlarm, MY_DEVICES);
  pinMode(led, OUTPUT); pinMode(trigger, OUTPUT);
}

void loop() { }

Código Arduino + Shield Music Maker

/************************************************************
 * Toca MP3 do cartão SD via Adafruit Music Maker shield
 * quando disparado por Photon conectado a GPIO do shield.
 * Tutorial Adafruit: https://learn.adafruit.com/...
 ************************************************************/
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_VS1053.h>
#include <SD.h>

#define SHIELD_RESET -1
#define SHIELD_CS 7
#define SHIELD_DCS 6
#define CARDCS 4
#define DREQ 3

Adafruit_VS1053_FilePlayer musicPlayer = 
  Adafruit_VS1053_FilePlayer(SHIELD_RESET, SHIELD_CS, SHIELD_DCS, DREQ, CARDCS);

int photonPin = 7;

void setup() {
  musicPlayer.begin(); SD.begin(CARDCS);
  musicPlayer.setVolume(1,1); // menor = mais alto
  musicPlayer.GPIO_pinMode(photonPin, INPUT);
}

void loop() {
  if (musicPlayer.GPIO_digitalRead(photonPin) == HIGH) {
    delay(60000); // espera 60s
    musicPlayer.playFullFile("track001.mp3");
  }
  delay(500);
}

Esquemáticos

Arquivos Fritzing: sensor.fzz e trigger.fzz