Dizem que um dos melhores sistemas de segurança residencial é ter um cachorro. Neste circuito faça você mesmo (DIY), projetaremos um sistema exclusivo que permite que você tire vantagem de um cão de guarda para segurança sem nunca precisar passear ou alimentá-lo.
Este sistema DIY “late” como um cachorro sempre que um movimento é detectado perto da porta da frente, empregando um sensor de radar e um amplificador de áudio.
Tudo o que é necessário é um pequeno gadget, que usa um sensor especial para detectar movimento do lado de fora da sua porta. Sempre que ele detecta movimento, ele emite um som alto de latido, como se houvesse um cachorro lá dentro. Ele funciona como um alarme de segurança residencial, mas não requer fios ou dispositivos de monitoramento caros e de alta tecnologia. Além disso, esse “cão de guarda” é fácil de configurar.
Vamos projetar o protótipo.
Imagem protótipo
Componentes
- Um microcontrolador (de preferência Arduino UNO)
- Sensor de movimento RADAR RCWL-0516
- Módulo leitor de cartão Micro SD
- Circuito amplificador de áudio TPA3118 PBTL
- Um driver de alto-falante de 5-10 W
- Uma fonte de alimentação de 9 V/baterias recarregáveis
- Fios jumper macho-fêmea
Princípio de trabalho
O objetivo principal deste projeto é criar um sistema de segurança residencial econômico e fácil de usar. Em vez de depender somente de alarmes convencionais ou sistemas de vigilância, o som de um cachorro latindo pode criar um impedimento mais orgânico contra potenciais intrusos.
Os principais componentes do projeto são um sensor de radar e um amplificador de áudio. O princípio de funcionamento implica o seguinte:
- Detector de movimento. O sensor RADAR detecta movimento e é extremamente sensível. Quando algo se move no alcance de cinco a oito metros, ele envia um sinal.
- Som de latido. Ouviremos o som de um cachorro latindo online e o salvaremos em um cartão de memória (cartão Micro SD). Sempre que o RADAR detecta movimento, ele sinaliza ao Arduino, que então reproduz o som de latido armazenado no cartão SD.
- Aumentando o volume. Normalmente, o som do Arduino não é muito alto — ou, pelo menos, não alto o suficiente para servir como um impedimento. Então, precisaremos incorporar um amplificador de áudio, que se conecta a um alto-falante para volume amplo.
Diagrama de blocos do circuito.
Programando Arduino
Antes de iniciar este projeto, certifique-se de ter as bibliotecas necessárias instaladas, incluindo SD, SPI e TMRpcm. O código é curto e simples.
Na função setup , escolhemos o pino 9 como saída do alto-falante. Aguarde até que o cartão SD seja detectado com SD.begin antes de definir o volume para 5 (isso funcionou bem para nosso amplificador de áudio). Após um atraso de um minuto, a função de loop é iniciada, permitindo que o tempo saia do alcance do sensor.
Na função loop , verifique se o Pino 5 está recebendo entrada (onde o sensor RADAR se conecta). Se houver um sinal, a biblioteca TMRpcm reproduzirá o arquivo de áudio (bark.wav) do cartão SD uma vez. Depois, há um atraso de vie-segundo para evitar reprodução contínua a cada movimento.
Preparando o arquivo de áudio
Antes que o Arduino possa usar o arquivo de áudio, ele precisa ser processado da seguinte forma.
- Baixe o som de um cachorro latindo em MP3.
- Usei uma ferramenta para convertê-lo para WAV.
- Faça algumas alterações no áudio:
- Resolução de bits: 8
- Frequência de áudio: 16000
- Canais de áudio: Mono
- Formato PCM: U8
- Salve o arquivo como ‘bark.wav’. É uma boa ideia manter os nomes dos arquivos curtos (com até quatro caracteres). Alguns leitores de cartão SD não funcionam bem com nomes mais longos.
Formatando o cartão SD
Para usar um cartão SD com o Arduino, ele deve ser formatado para 'FAT'. Para isso, usamos a ferramenta Resizer-free. Ela pode ser instalada executando setup.exe.
Abra o software, escolha sua unidade e clique em ‘formatar’. Em seguida, copie o arquivo de áudio ‘bark.wav’ para o cartão SD. Você pode usar qualquer ferramenta para fazer isso, mas certifique-se de formatar o cartão SD para FAT.
Fazendo as conexões do circuito
Conexões de circuito
Carregue o código na placa Arduino UNO antes conectando o circuito. As etapas são as mesmas, independentemente do microcontrolador.
Consulte a imagem acima para obter os pinos GPIO corretos do Arduino. O circuito pode parecer complicado inicialmente, mas é mais fácil de entender se você dividi-lo em uma parte de cada vez.
Conectando o leitor de cartão SD
Comece colocando o cartão Micro SD no leitor de cartão. Então, conecte-o ao Arduino da seguinte forma:
- CS para fixar 10
- SCK para fixar 13
- MOSI para pino 11
- MISO para fixar 12
- VCC para o pino 5V
- GND para o pino GND
Isso conecta o leitor de cartão ao Arduino.
Conexões de cartão Micro SD
Conectando o sensor de radar
- Conecte o VIN ao pino 3,3 V do Arduino (Observação: o diagrama do circuito pode mostrar 5 V, mas isso é um erro).
- Conecte OUT ao pino 5 do Arduino.
- Conecte o GND ao pino GND do Arduino.
Isso garante as conexões adequadas para a configuração.
Conexões do sensor RADAR
Conectando o amplificador de áudio
- Conecte os pinos de entrada de áudio ao pino 9 e GND no Arduino.
- Power + e deve ser conectado diretamente à fonte de alimentação de 9V.
- Os pinos de saída de áudio estão ligados ao alto-falante de 6W.
- Essas conexões são padrão para todos os amplificadores de áudio. Se você tem um amplificador estéreo, pode usar um canal e deixar os outros vazios.
Conexões de amplificador de áudio
A fonte de energia
Para um dispositivo portátil e fácil de mover, considere usar baterias recarregáveis de íons de lítio. Certifique-se de usar um módulo de carregamento adequado para um carregamento seguro. Além disso, adicione um interruptor para LIGAR/DESLIGAR.
Você notará que para este protótipo, usamos uma fonte de alimentação de 9 V diretamente. Não é o ideal porque um fio extra para a porta era necessário, mas ainda funcionou.
A montagem
Use uma caixa de papelão para o protótipo, pois é apenas um teste de conceito. Para a versão final, você pode projetar uma caixa impressa em 3D. Colocamos todos os componentes dentro, exceto o sensor RADAR e o alto-falante. O sensor RADAR é preso na parte traseira por meio de fita dupla-face de espuma com pequenos orifícios para seus pinos. Evite colocá-lo no interior para não adicionar espessura à porta.
Em seguida, corte um furo na frente para o alto-falante, que deve ser fixado com parafusos e camadas extras de papelão para dar força. Adicionamos um cachorro de papel preto para diversão!
A última etapa é fixá-lo na porta da frente com fita de espuma. Certifique-se de que o sensor RADAR fique rente à porta, sem folgas.
Protótipo montado
Teste final e conclusão
Este projeto inovador mostra como uma combinação de componentes prontamente disponíveis e pensamento criativo pode melhorar a segurança doméstica. Aproveitando o poder da tecnologia — um simples sensor RADAR e um amplificador de áudio — é possível criar um cenário convincente… você possui um cão de guarda!
Um projeto avançado poderia integrar a Internet das coisas para controle remoto e notificações de smartphone. Por enquanto, abrace a simplicidade e a eficácia de um guardião latindo na sua porta.
