Automação Residencial JARVIS v1 com Arduino Nano – Tutorial Passo a Passo

Componentes e Materiais

• 1x Arduino Nano R3
• 4x Módulo Relé (genérico)
• 1x Módulo Bluetooth Low Energy (BLE) genérico (ex: HC-05/HC-06)
• 1x Protoboard
• 10x Jumpers

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda

Software

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

Por Que Construímos Isso?

Sendo fã do Homem de Ferro, fui inspirado pelo JARVIS, um assistente pessoal controlado por voz, e quis construir meu próprio sistema de automação residencial com Arduino. Embora existam muitos sistemas prontos, decidi criar o meu.

Como Funciona

O objetivo é controlar dispositivos elétricos/eletrônicos (luzes, ventilador, TV, etc.) usando Arduino e circuitos de relé instalados em cada cômodo. Os dados são enviados ao Arduino via módulo Bluetooth a partir de um celular. Implementações futuras podem expandir as funcionalidades.

A tarefa principal é adquirir comandos de voz no celular e publicá-los no Arduino via Bluetooth. Com esses dados, controla-se o liga/desliga dos dispositivos.

Construção do Hardware

A circuitaria é muito simples. O custo total fica abaixo de US$ 20.

Passo 1: Peças e Materiais

• Arduino
• Placa de relé (relay breakout board)
• Módulo Bluetooth HC-05
• Cabos jumpers

Passo 2: Conexões

As conexões abaixo usam jumpers. Para demonstração, usei 4 relés (controlam 4 dispositivos).

Arduino → Módulo BT:

• TX → RX
• RX → TX
• VCC → 3.3 V
• GND → GND

Arduino → Placa de Relé:

• IN1 → D2
• IN2 → D3
• IN3 → D4
• IN4 → D5
• VCC → VCC
• GND → GND

Passo 3: O Código

Código de exemplo abaixo (também disponível no repositório do GitHub).

String voice;
int led1 = 2, led2 = 3, led3 = 4, led4 = 5, led5 = 6;

void allon() {
  digitalWrite(led1, HIGH); digitalWrite(led2, HIGH);
  digitalWrite(led3, HIGH); digitalWrite(led4, HIGH);
  digitalWrite(led5, HIGH);
}
void alloff() {
  digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW);
  digitalWrite(led3, LOW); digitalWrite(led4, LOW);
  digitalWrite(led5, LOW);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT);
  pinMode(led3, OUTPUT); pinMode(led4, OUTPUT);
  pinMode(led5, OUTPUT);
}

void loop() {
  while (Serial.available()) {
    delay(10);
    char c = Serial.read();
    if (c == '#') break;
    voice += c;
  }
  if (voice.length() > 0) {
    Serial.println(voice);
    // Controle múltiplo
    if (voice == "*all on") allon();
    else if (voice == "*all off") alloff();
    // Liga individual
    else if (voice == "*TV on") digitalWrite(led1, HIGH);
    else if (voice == "*fan on") digitalWrite(led2, HIGH);
    else if (voice == "*computer on") digitalWrite(led3, HIGH);
    else if (voice == "*bedroom lights on") digitalWrite(led4, HIGH);
    else if (voice == "*bathroom lights on") digitalWrite(led5, HIGH);
    // Desliga individual
    else if (voice == "*TV off") digitalWrite(led1, LOW);
    else if (voice == "*fan off") digitalWrite(led2, LOW);
    else if (voice == "*computer off") digitalWrite(led3, LOW);
    else if (voice == "*bedroom lights off") digitalWrite(led4, LOW);
    else if (voice == "*bathroom lights off") digitalWrite(led5, LOW);
    voice = "";
  }
}

Passo 4: Aplicativo

Por enquanto, usamos um app pronto. Futuramente publicarei o aplicativo próprio.

BT Voice Control for Arduino por SimpleLabsIN: Download APK

Vídeo de Demonstração

Atualmente a funcionalidade limita-se a ligar/desligar dispositivos, mas processa linguagem natural em nível básico, permitindo integrar NLP a outros projetos.

Muito obrigado ao Hackster.io por permitir que eu e todos os usuários desta plataforma participem.

Obrigado por realizar atividades que incentivam jovens e adolescentes a criar e inventar.

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Obrigado por ler!

Código

Código de Exemplo (Arduino)

//Coded By: Angelo Casimiro (4/27/14)
//Voice Activated Arduino (Bluetooth + Android)
//Feel free to modify but remember to give credit
String voice;
int led1 = 2, led2 = 3, led3 = 4, led4 = 5, led5 = 6;

void allon() {
  digitalWrite(led1, HIGH); digitalWrite(led2, HIGH);
  digitalWrite(led3, HIGH); digitalWrite(led4, HIGH);
  digitalWrite(led5, HIGH);
}
void alloff() {
  digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW);
  digitalWrite(led3, LOW); digitalWrite(led4, LOW);
  digitalWrite(led5, LOW);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT);
  pinMode(led3, OUTPUT); pinMode(led4, OUTPUT);
  pinMode(led5, OUTPUT);
}

void loop() {
  while (Serial.available()) {
    delay(10);
    char c = Serial.read();
    if (c == '#') break;
    voice += c;
  }
  if (voice.length() > 0) {
    Serial.println(voice);
    if (voice == "*all on") allon();
    else if (voice == "*all off") alloff();
    else if (voice == "*TV on") digitalWrite(led1, HIGH);
    else if (voice == "*fan on") digitalWrite(led2, HIGH);
    else if (voice == "*computer on") digitalWrite(led3, HIGH);
    else if (voice == "*bedroom lights on") digitalWrite(led4, HIGH);
    else if (voice == "*bathroom lights on") digitalWrite(led5, HIGH);
    else if (voice == "*TV off") digitalWrite(led1, LOW);
    else if (voice == "*fan off") digitalWrite(led2, LOW);
    else if (voice == "*computer off") digitalWrite(led3, LOW);
    else if (voice == "*bedroom lights off") digitalWrite(led4, LOW);
    else if (voice == "*bathroom lights off") digitalWrite(led5, LOW);
    voice = "";
  }
}

Repositório do Projeto

GitHub: Arduino-Tutorial-JARVIS-v1

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