Automação residencial: Sensor de presença com Arduíno

Sensor de Presença com Arduino

Automação Residencial: Sensor de presença

Neste post vamos montar um sistema típico de automação residencial. Vamos usar um sensor de presença PIR para acender e desligar uma lâmpada. O sensor é ligado a um Arduino e dispara um sinal indicando a presença de alguém dentro de um raio determinado. Lendo o sinal do sensor vamos saber se alguém está por perto e acender uma lâmpada acionando um módulo Relé.

Introdução

O Sensor de Movimento PIR que vamos usar é do modelo DYP-ME003, fabricado pela ElecFreaks.  Esse sensor tem capacidade para detectar movimento de objetos dentro de um raio de até 7 metros, uma ótima distância para poder acender luzes e acionar outros dispositivos de automação no local.

O funcionamento do sensor é extremamente simples. Caso um objeto entre no raio de detecção, uma saída é ativada em nível alto, caso não haja nenhum movimento detecdado dentro do range, a saída fica em nível baixo. No verão o raio de detecção pode ser um pouco menor devido às temperaturas mais altas. O Datasheet fornece essa e algumas outras informações adicionais. Recomendamos fortemente que você conheça o datasheet do componente.

Funcionamento de sensores de presença PIR

PIR é abreviação de Passive Infrared – Infravermelho passivo. O componente principal é um sensor piroelétrico. Esse tipo de sensor tem a propriedade de detectar variações na radiação infravermelha que ele recebe e produzir um sinal elétrico como saída. De maneira geral, o sensor vem encapsulado junto de um transistor para amplificação do sinal elétrico gerado quando variações de radiações acontecem no ambiente.

A radiação infravermelha é captada pelo sensor piroelétrico por meio de uma lente de fresnel, que divide a área sensível do sensor em setores com lentes de diferentes características.  O sensor PIR são estimulados apenas por algumas fontes de energia, como o calor humano e de animais, por exemplo. É dito um sensor passivo pois ele não emite nenhum sinal, apenas recebe a radiação e é estimulado por ela.

Especificações do DYP-ME003

O modelo DYP-ME003 da ElecFreak é simples e pequeno. Muito fácil de usar e bem flexível para projetos de prototipagem e montagens residenciais. O módulo sensor conta com um pequeno potenciômetro amarelo para ajuste do tempo de espera para estabilização e também para ajustar a sua sensibilidade. A estabilização pode variar entre 5 a 200 segundos.

As especificações básicas do sensor são:

  • Sensibilidade e tempo ajustável;
  • Tensão de Operação: 4,5 – 20V;
  • Tensão Saída: 3,3V (Alto) – 0V (Baixo);
  • Distância detectável: 3 – 7 m (Ajustável);
  • Tempo de Delay: 5 – 200 segundos (Tempo padrão: 5 segundos);
  • Dimensões: 3,2 x 2,4 x 1,8cm;
  • Peso: 7g;

A imagem abaixo mostra o sensor que vamos usar virado de cabeça para baixo. Os dois potenciômetros para ajuste de estabilização e sensibilidade são bem visíveis, cada um do lado de um capacitor eletrolítico.

Sensor de Presença

Circuito do Sensor de Presença PIR

 

A imagem abaixo mostra o elemento sensor principal. Geralmente o módulo é recoberto com uma película protetora, como na imagem de destaque desse post. Na imagem abaixo a película foi retirado para expor o elemento piroelétrico.

 

Sensor Presença PIR

Sensor de presença PIR sem a película protetora

Aplicações

O sensor PIR é ideal para projetos de automação residencial, comercial e de segurança. É muito usado em:

  • Produtos de segurança;
  • Dispositivos com detecção de presença;
  • Iluminação automática;
  • Acionamento automático de buzzers, lâmpadas e circuitos de automação residencial e comercial;
  • Automação e controle industrial;

Descrição do projeto

No nosso projeto vamos usar o sensor PIR da ElecFreak para acionar uma lâmpada por meio de um módulo relé. Para saber mais sobre o módulo relé você pode acessar esse outro post aqui do blog. O projeto consiste no seguinte:

 

“Ler um sensor PIR(Passive Infrared) para detectar movimento dentro de um raio de até 7 metros e acionar uma lâmpada caso seja detectado algum movimento. Após um certo tempo depois da última detecção, desligar a lâmpada”

Aspectos de Hardware

Para montar esse projeto vamos precisar dos seguintes componentes:

  • Sensor DYP-ME003;
  • Módulo relé 4 canais e 5V;
  • Protoboard;
  • Lâmpada e suporte;
  • Arduino Uno;

A montagem abaixo mostra como o circuito deve ser feito. O módulo relé dispensa a utilização de transistores para amplificar o sinal do arduino para acionar a lâmpada. O módulo relé deve ser ligado com o pino comum em um dos terminais da tomada, e o pino NA em um dos terminais da lâmpada. O outro terminal da lâmpada deve ser ligado ao outro terminal da tomada.

SensorPresencaLamp_bb

Montagem com sensor de presença

Aspectos de Software

O software consiste no monitoramento constante do sensor PIR para saber se alguma variação de infravermelho(movimento de pessoas ou animações) foi identificado pelo sensor. Declaramos as variáveis para determinar os pinos de leitura(saída do sensor PIR) e de saída(aciona o módulo Relé), e na função void loop() fazemos a leitura do sinal de saído do sensor PIR, que é de natureza digital, isto é, ou é nível alto ou nível baixo.

#define acionarele 7 
#define LesensorPIR 8

int LeituraSensor; 
 
void setup()
{
   pinMode(acionarele, OUTPUT); 
   pinMode(LesensorPIR, INPUT); 
   Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  //Le o sensor de presenca
  LeituraSensor = digitalRead(LesensorPIR);
 
  //Nao ha deteccao de movimento
   if (LeituraSensor == LOW) 
   {
     digitalWrite(acionarele, LOW);
   }
   //Ha movimento detectado - acende lampada
   else 
   {
      digitalWrite(acionarele, HIGH);
   }
   delay(2000);
}





Usamos um delay na função de loop e dependendo do tempo de ajuste que você usar será necessário alterar esse tempo

Botando pra rodar!

Vamos ver como fica a montagem pronta! A figura abaixo mostra o circuito todo conectado e montado para acender a lâmpada.

 

Montagem com foco no sensor PIR

 

Montagem completa

Considerações finais

Com esse post agora você já sabe como funcionam os sensores de presença PIR e sabe como integrá-los em qualquer projeto de automação residencial ou para qualquer outra aplicação que você queira. O sensor é simples de usar e é vendido na faixa de reais no mercado brasileiro.  Aproveite para ler o post sobre como usar um módulo relé para acender lâmpadas batendo palmas, que nós indicamos durante o texto e que pode ser encontrado aqui. Deixe suas dúvidas nos comentários e até a próxima! 

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Vitor Vidal
Vitor Vidal
Engenheiro eletricista, mestrando em eng. elétrica e apaixonado por eletrônica, literatura, tecnologia e ciência. Divide o tempo entre pesquisas na área de sistemas de controle, desenvolvimento de projetos eletrônicos e sua estante de livros.