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Datalogger Cartão SD + RTC + PIR Sensor Movimento

O que é um datalogger?
Um datalogger é um dispositivo que regista numa base de dados, com registos datados, quando aconteceu uma alteração/deteção de algo.
Neste exemplo, vamos registar numa base de dados (excel) a data e hora em que o sensor de movimento PIR, deteta presença de alguém. Neste caso, ainda poderemos ativar ou desativar algo que esteja ligado aos nossos relés, como por exemplo uma lâmpada.

O sensor de presença e movimento PIR é um sensor de fácil uso, deteta movimento, e para o tamanho “mini” verifica uma distância considerável.

Nesse tutorial vai demonstrar como usa-lo, além de criar um sistema de monitorização simples que aciona um relé (e consequentemente uma lâmpada), e grava a hora e data num arquivo no cartão SD.

O sensor PIR é extremamente fácil de se usar, de uma forma simples, quando ele deteta um movimento dentro de sua área(até 7m), e manda um sinal HIGH no seu pino OUT, dessa forma, tudo que precisamos fazer é esperar por um HIGH no pino em que o ligamos:

 

#define pir_pin 7
void setup(){
pinMode(pir_pin, OUTPUT);
}
void loop(){
if(digitalRead(pir_pin) == HIGH){
//movimento detetado
}
}

A conexão também é simples:

 

Continuando com o tutorial, agora vamos ligar o nosso relé.
Nesse tutorial só vamos utilizar um relé, o do pino 8, mas podemos também pode adicionar outros conforme o pretendido.

 

 

O nosso RTC (real time clock):

 

 

E por ultimo, mas não menos importante, o módulo SDCard:

Código completo para Arduino + RTC + PIR + Cartão Memoria:

#include <DSM_DSRTC.h> //Incluimos a biblioteca para se comunicar com o RTC
#include <SD.h>
#include <SPI.h>

#define pir_pin   7   //pino do PIR
#define rele_pin 8   //pino do rele

const String fileName = "monitor.log";  //nome do nosso arduivo de log

DSM_DSRTC RTC;  //definimos RTC como um relogio
File logFile;   //definimos logFile como um arquivo

uint32_t SDCardSize, logMaxSize, logSize = 0; //variaveis uint32_t que vão guardar o tamanho do SDCard, tamanho maximo do log, e o tamanho do log
Sd2Card card;     //##vamos usar essas duas variaveis para pegarmos o tamanho do SDCard
SdVolume volume;  //##veja mais nos exemplos de SD

boolean movimento(){  //funcao para facilitar a leitura do sensor PIR
  return digitalRead(pir_pin);  //se HIGH = true; se LOW = false;
}

void acionar_rele(boolean relay_onoff){  //funcao para acionar o rele
  if(rele_onoff){//se true aciona o rele
    digitalWrite(rele_pin, HIGH);
  }else{//se false, libera o rele
    digitalWrite(rele_pin,  LOW);
  }
}

void gravar_registo(String text){//funcao para gravar o registo no SD Card
  String line = text + "[" + RTC.getTimeString(':') + " - " + RTC.getDateString('/', true) + "]"; //linha q vamos gravar. ex: Movimento detetado.[hora - data]

  logFile =SD.open(fileName, FILE_WRITE);  //abrimos o arquivo

  logSize = logFile.size(); //pegamos o tamanho do arquivo
  Serial.print("Escrevendo...");  //imprimimos na serial que estamos escrevendo

  if(logSize < logMaxSize){ //se o tamanho atual do arquivo for menor que o tamanho maximo do log
    logFile.println(line);  //imprimimos a linha no arquivo.Serial.println("terminado(" + String(c2MB(logSize)) + "Mb/" + String(c2MB(logMaxSize)) + "Mb)."); //imprimimos que escrevemos e o tamanho do arquivo
  }else{Serial.println("erro.");  //se nao foi possivel escrever, escrevemos erro.
  }

  logFile.close();  //fechamos o arquivo
}

uint32_t c2MB(uint32_t value){  //essa funcao vai retornar o value em megabytes.
  return (value / 1024.0) / 1024.0; // B : 1024 = KB; KB / 1024 = MB
}

void setup(){
  pinMode(pir_pin,    INPUT); //definimos o pino do pir como entrada
  pinMode(rele_pin, OUTPUT); //e o do relay como saidaSerial.begin(9600); //iniciamos a Serial para notificarmos o que esta acontecendoSerial.print("Iniciando cartao SD..."); //dizemos que vamos tentar iniciar o cartao SD
  
  if(!card.init(SPI_HALF_SPEED, 4)){  //se nao conseguir iniciar o card em SPI_HALF_SPEED dizemos que ocorreu um erroSerial.println("Ocorreu um erro.");
    return;
  }else{  //se conseguiu, dizemos que terminouSerial.println("teminado.");
  }Serial.println("Iniciando cartao SD...");
  if(SD.begin(4)){  //tentamos iniciar o SDSerial.println("terminado."); //se sim...
  }else{Serial.println("erro.");  //se nao
    return;
  }

  volume.init(card);  //iniciamos volume com card
  SDCardSize = (volume.blocksPerCluster() * volume.clusterCount()) * 512; //pegamos o tamanho total do cartao SD. Saiba mais nos exemplos da biblioteca SD
  logMaxSize = (80 * SDCardSize) / 100; //pegamos o valor de 80% do tamanho do SD.

  logFile =SD.open(fileName);  //abrimos o arquivo
  logSize = logFile.size();     //verificamos o tamanho atual
  logFile.close();              //fechamos o arquivoSerial.println("SD Card size: " + String(c2MB(SDCardSize)) + "Mb"); //imprimimos o tamanho do cartao SDSerial.println("Max Log Size: " + String(c2MB(logMaxSize)) + "Mb"); //           o tamanho maximo do arquivoSerial.println("Log Size: "     + String(c2MB(   logSize)) + "Mb"); //           o tamanho atual do arquivoSerial.println(); //pulamos uma linha para separar, pode ser substituido por \n na linha anterior logFile = SD.open(fileName);Serial.println ("Sistema de monitorização iniciado!");  //dizemos que o monitorização foi iniciado
  gravar_registo("Sistema de monitorização iniciado!");  //imprimimos no arquivo.
  delay(5000);  //esperamos 5 segundos para comecarmos a verificar
}

void loop(){
  while(!movimento()){  //enquanto nao tiver movimento()
    acionar_rele(false); //deixamos o relé desligado
  }
  acionar_rele(true);  //quando detetado um movimento, ele sai do loop e aciona o relé
  gravar_registo("Movimeto detetado."); //imprime que detetamos um movimento, junto com hora e data que e automaticamente adicionado pela funcao
  delay(300000);  //5 minutos
}

No futuro iremos falar mais detalhadamente sobre cada um destes módulos como o Real Time Clock (RTC), Modulo de relés e Modulo para Cartão SD/Micro SD.

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Todos os produtos utilizados neste artigo podem ser encontrados na Loja de Eletrónica e Robótica ElectroFun.

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