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domingo, 24 de agosto de 2014

Sensor PIR de movimento

Ontem no Automação do Parque uma turma que está fazendo um projeto de automação residencial reapareceu. Uma das demandas que tem o projeto deles é um sensor de presença, para funcionar como um alarme. Aí nos dedicamos a entendê-lo e usá-lo a partir do Raspberry. Como eu também tenho um, resolvi usá-lo também num projeto de MQTT que vou escrever mais tarde.

O sensor de presença mais barato e comum é o PIR (Passive InfraRed), ou sensor passivo baseado em infravermelho. O sensor propriamente dito é esse aí:



Dois pinos para alimentação e um para o sinal.

Para usar em projetos normalmente se usa um dispositivo "inteligente", que já vem com um amplificador de sinal e também permite ajuste da sensibilidade e da latência (o que possibilita o sistema parar de dar alarme depois de um tempo se o movimento continua. Fica assim:



Foi um esses daí que a gente usou ontem na brincadeira, e também é muito semelhante ao que eu tenho.

Essa parte branca de plástico é uma lente colocada sobre o sensor da primeira foto, de modo a amplificar o "sinal" (no caso, o calor do corpo) e também aumentar o ângulo de percepção do sensor.

Para aqueles versados no idioma de Sir Mick Jagger aqui tem uma descrição bastante detalhada e interessante sobre o bicho. Aqui, as usual, o negócio é por prá rodar, então vamolá.

Para testar o bicho, primeiro liguei no Arduino. Como sou mais familiar com o bicho e ele é danado de simples e robusto, além de custar muito menos e ser mais fácil de encontrar que o RPi, toda vez que vou testar um sensor novo prefiro usar o Arduino. Depois que funciona aí levo prá outra plataforma.


Acima o circuito como ligado no RPi. Usa-se um resistor de 10k como pull-up. Para entender o papel desse resistor é só clicar.

Para testar no Arduino o circuito é o mesmo só que conecta-se o fio amarelo (saída do sensor) a uma entrada digital do Arduino (dããããã!). Usei o seguinte código:

 i#define pirInput 8  
 void setup()  
 {  
  Serial.begin(9600);  
  pinMode(pirInput,INPUT);  
 }  
 void loop()  
 {  
  int sensor = digitalRead(pirInput);  
  if (sensor == 0)  
  {  
   Serial.println("Movimento");  
  }  
  delay(300);  
 }  

Simples a mais não poder, não?
Basicamente a gente lê o sinal da porta onde está conectado o PIR, no caso a 8 e se for 0 quer dizer que o sensor indica movimento.

Funcionou que foi uma beleza.

No Raspberry Pi

Como sabemos de outros carnavais, o RPi trabalha com 3,3V e o Arduino com 5V. O sensor, segundo me confidenciou o Google, "guenta" de 3 a 5V. Testei no Arduino alimentando o circuito com as duas tensões, e como sói acontecer (ui! essa foi do fundo do baú!) com sensores, ele funcionou melhor com 5V do que com 3V3.

Aí vc pergunta: "Mas e aí, tio, cumé qui faiz? Se a gente plugar ele na porta 5V do RPi não vai dar zica?". Bom... depende. Se a SAÍDA do sensor for mais do que 3V3 a coisa pega, mas vai que a entrada é 5V e a saída é "menas" tensão?

Pelo multímetro vi que, quando o sensor "sente", ou seja, envia sinal de movimento, apesar de estar plugado em 5V a saída é no máximo 3,5. Ou seja, corajoso que sou, tasquei o bicho no 5V e liguei direto na porta. Vc, mais cuidadoso, pode ligar na alimentação 3,3V ou usar um divisor de tensão para abaixar um pouco a tensão de entrada do RPi.

No Pi, em Python:

1:  import RPi.GPIO  
2:  import time  
3:  RPi.GPIO.setmode(RPi.GPIO.BCM)  
4:  RPi.GPIO.setup(24, RPi.GPIO.IN)  
5:  sensor=0  
6:  try:  
7:    while True:  
8:      sensor=RPi.GPIO.input(24)  
9:      if(sensor):  
10:        print "Movimento"  
11:      else:  
12:        print sensor  
13:      time.sleep(1)  
14:
15:  finally:  
16:    print 'Fim'  
17:    RPi.GPIO.cleanup()  

Aqui, na linha 4 a gente define que a porta 24 vai ser de entrada. Na linha 8 a gente lê o valor, se verdadeiro imprime a palavra movimento, semelhante ao que rolou no Arduino.

O que tem de novo é a linha 6 em conjunto com as linhas de 14 em diante. É um recurso que não tem no Arduino, que é o tratamento de exceção. Observe que o programa tem um "loop eterno" (while True, linha 7), ou seja, se a gente deixa rodando ele vai até o Fim dos Tempos. Para parar o bicho dá-se então um Ctrl-C, o que interrompe a aplicação Ptython. Acontece que se a gente faz isso, a porta GPIO fica "pendurada", quer dizer, o Pi fica achando que ela está bloqueada para uso da aplicação que morreu. Ou seja, mesmo que o programa termine com Ctrl-C, temos que rodar a instrução RPi.GPIO.cleanup(), que libera a porta para outro programa que vier atrás, ou esse mesmo executando de novo.

Para isso usa-se o bloco try...finally. O que estiver dentro do bloco try roda de forma "protegida", quer dizer, em caso de erro o programa, em vez do bicho simplesmente abortar a execução, ele executa o bloco definido pelo comando finally. Como o Ctrl-C gera uma condição de erro, o sistema vai sair "elegantemente", liberando a porta para outro uso posterior.

Aqui imagens dos nossos testes no parque:


O sensor exposto...


E aqui ele coberto com a nossa Campânula de Calibração para Sensores PIR (CACASPIR), que impede que o sensor fique sentindo quando a gente não quer.

Abaixo, fotos do Parque ontem. Os meninos à esquerda são alunos de nível médio e estão cá aprendendo Arduino para fazer um trabalho de escola., e os marmanjos à direita estão cuidando da maquete de sua casa domótica.


E por fim, fotos da minha caminhada pela "orla" joseense hoje pela manhã. Para quem não é daqui, São José dos Campos tem o Banhado, que é um ex-banhado ou ex-brejo, já que foi drenado há muito tempo. É uma baixada imensa (uns mil ha) ao lado da praça da matriz (!) que pertence ao município e servirá para algum uso futuro pela cidade. Aqui vc vê a dita, é essa área verde limitada leste pela cidade e a oeste pelo rio Paraíba do Sul.


De longe não parece uma praia?







Bom, e o que isso tem a ver com automação? Nadica, só queria compartilhar com vosotros as belezas matinais joseenses...

Um comentário:

  1. E olha que tem gente ganhando dinheiro lá na secretaria de turismo sem fazer nada...
    Não tem foto capaz de fazer jus ao banhado, tem que se ver pessoalmente.
    Mas mesmo assim, ficaram muito bonitas.

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