Projeto de Automação Residencial: Acendendo uma Lâmpada com Sensor Ultrassônico e Módulo Relé

Introdução

A automação residencial está cada vez mais presente no cotidiano, proporcionando conforto, economia de energia e segurança. Neste artigo, apresentaremos um projeto simples, porém eficiente, que utiliza um sensor ultrassônico para acionar uma lâmpada por meio de um módulo relé, controlado por um Arduino. Essa solução pode ser aplicada em diversos cenários, como iluminação automática em corredores, garagens ou áreas externas.

Componentes Necessários

• Arduino (Uno, Nano ou similar)

• Sensor ultrassônico HC-SR04

• Módulo relé de 5V

• Lâmpada (110V/220V) e soquete

• Fios e protoboard

• Fonte de alimentação para a lâmpada

Conexões do Circuito

O sensor ultrassônico e o módulo relé são conectados ao Arduino da seguinte forma:

• Sensor Ultrassônico HC-SR04

  • Trigger (Disparo): Pino digital 10 do Arduino

  • Echo (Eco): Pino digital 11 do Arduino

  • VCC: 5V do Arduino

  • GND: GND do Arduino

• Módulo Relé

  • Sinal (IN): Pino digital 12 do Arduino

  • VCC: 5V do Arduino

  • GND: GND do Arduino

• Lâmpada

• Conectada ao circuito de potência (110V/220V) através dos terminais do relé.

Funcionamento do Projeto

O sensor ultrassônico mede a distância de um objeto (como uma pessoa) em relação ao dispositivo. Quando a distância for menor que um valor pré-definido (ex.: 30 cm), o Arduino envia um sinal ao módulo relé, que aciona a lâmpada. Quando o objeto se afasta, a lâmpada é desligada após um curto intervalo.

Código no Arduino

cpp

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// automacao residencial
float cm,duracao; // comprimento da onda
byte pinoTransmissor=10; // trig
byte pinoReceptor=11; //echo
byte led=12; //led
void setup()
{
  pinMode(pinoTransmissor, OUTPUT); // transmissor
  pinMode(pinoReceptor, INPUT);     // receptor
  pinMode(led, OUTPUT); // led
  Serial.begin(9600); // habilita a porta serial para poder ler os valores recebidos do sensor
}
void loop()
{
  cm =  distancia(); // distancia em centímetros
  // acende o LED se a distancia for >=100 cm 
  if(cm >= 7){
    digitalWrite(led, HIGH); 
  }
  else
  {
    digitalWrite(led, LOW); 
  }
  // distancia
  Serial.print(cm);
  Serial.println(" cm");
  delay(250);
}
// funcao que calcula distancia
float distancia()
{  
  // apenas para limpar o pino transmissor, cortar o sinal e aguardar 5us segundos  
  // (recomendado p/ melhor funcionamento) 
  digitalWrite(pinoTransmissor, LOW);
  delayMicroseconds(5); 
  // envio do pulso de ultrassom 
  digitalWrite(pinoTransmissor, HIGH); 
  // aguarda 10 microsegundos / tempo para o pulso ir e voltar para a leitura
  delayMicroseconds(10);
  // desliga o pino que envia para habiliar o pino que recebe
  digitalWrite(pinoTransmissor, LOW);
  // calcula a duracao em microsegundos do pulso para ir e voltar 
  duracao = pulseIn(pinoReceptor, HIGH);
  // velocidade do som 343 m/s -> 34300 cm / 1000000 us -> 0.00343
  float calcDistancia= (duracao/2) * 0.0343; // em centímetro
  if (calcDistancia>=331){ // fora do limite do sensor
      calcDistancia=0;
  }
  return calcDistancia;  
}

Aplicações na Automação Residencial

Este projeto pode ser adaptado para diversas situações:

1. Iluminação Automática em Corredores

   • A lâmpada acende quando alguém se aproxima e apaga após um tempo, economizando energia.

2. Segurança em Garagens

   • Se um veículo ou pessoa se aproxima, a luz é ativada, aumentando a visibilidade e segurança.

3. Controle de Presença em Áreas Externas

   • Evita que luzes fiquem acesas desnecessariamente, reduzindo o consumo elétrico.

4. Integração com Outros Dispositivos

   • Pode ser combinado com sensores de movimento, Wi-Fi (NodeMCU) ou assistentes de voz (Alexa, Google Assistant).

Conclusão

O uso do sensor ultrassônico junto com um módulo relé e Arduino é uma solução eficiente e de baixo custo para automação residencial. Com pequenos ajustes, esse projeto pode ser expandido para controlar outros dispositivos, como ventiladores, portões eletrônicos ou sistemas de irrigação, tornando a casa mais inteligente e funcional.