Projeto Lumos: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

O projeto Lumos consiste na construção de uma luminária controlada a partir de um smartphone conectado à mesma rede móvel ou WiFi. Para controlar a luminária foi desenvolvido um aplicativo Android, que permitir apagar e acender a luz utilizando além de um botão, comandos de voz, graças a integração com o Google Assistente.

Aplicabilidade: o projeto pode ser aplicado em ambientes residenciais para projetos de automação residencial.

Suprimentos

Para a realização deste projeto foram utilizados os seguintes itens:

• Sonoff Basic
• Módulo Conversor Usb 2.0 Para Rs232 Ttl Cp21024
• Jumpers Fêmea / Fêmea
• Smartphone Android
• Luminária comum

Etapa 1: Conhecendo O Sonoff

O Sonoff é um dispositivo IoT (Internet das coisas) que permite acionar cargas AC através do WiFi. A versão Basic possui um relé, um chip ESP8285, um regulador de tensão AC DC que permite alimentar uma placa e memória flash. Este dispositivo já vem de fábrica com um firmware que é capaz de fazer com que o módulo se conecte ao servidor na nuvem através de uma rede WiFi e permite que todo o controle da placa seja feito remotamente a partir do aplicativo eWeLink disponível para download no aplicativo Loja e no Google Play. Este dispositivo foi escolhido para o projeto, pois utiliza uma placa que já possui um módulo WiFi integrado e um produto de mercado completo com bom acabamento externo e preço justo. Porém, o firmware de fábrica não foi utilizado, apenas o hardware. Desta forma, o primeiro passo a ser realizado é a construção do programa que será enviado para a placa do Sonoff.

Etapa 2: Configurando um IDE De Desenvolvimento

Para o desenvolvimento do programa, foi usado o software de código aberto Arduíno IDE. É possível desenvolver e realizar upload do programa diretamente para uma placa conectada ao computador.

Porém, por padrão, o IDE não possui configurações como necessidades para a placa que estamos utilizando, visto isso precisa adicionar uma nova URL de Gerenciadores de placas nas Preferências do Sistema e então fazer o download da placa ESP8266 (semelhante à ESP8285) pelo Gerenciador de placas.

Após a finalização do download é necessário realizar as seguintes configurações no menu Ferramentas:

• Placa: "Módulo ESP8285 Genérico"
• Modo Flash: DOUT
• Tamanho do Flash: 1 MB (FS: 64 KB OTA: ~ 470 KB)

Etapa 3: Instalando O Driver Da Placa

Antes de conectar a nossa placa ao computador, é necessário instalar seu driver.

É possível encontrar-lo neste site para diversos sistemas operacionais.

Etapa 4: Criando O Programa Para a Placa

O programa representado nas imagens deste passo é composto por 5 métodos e abaixo explico cada um deles.

Configurar:

Este é o primeiro método para conectar ao conectar a placa à uma fonte de energia. A primeira ação a ser realizada é a conexão da placa à rede WiFi utilizando nome e senha informados no código, aqui é possível informar mais de uma rede como opção e a placa se conectará a rede com maior sinal disponível. Caso a placa se conecte com sucesso à alguma rede, será iniciado um servidor HTTP contendo uma API que expõe os métodos POST e GET. Esta API é acessada a partir do IP da placa na rede que é aplicada no console logo após a conexão.

ciclo:

Esta é uma função padrão que executa os comandos que são incluídos infinitamente enquanto uma placa estiver conectada na energia. O comportamento desejado neste caso, é que uma placa fique em estado de espera aguardando pelos pedidos feitos pelos clientes conectados à API.

handleRoot:

Este método é chamado quando é realizado uma solicitação com o método GET na API. Ele é responsável por exibir uma página HTML contendo um botão que executa o método handleLED. Este método permite testar o programa usando um navegador.

handleLED:

Este é o principal método do programa, ele é chamado quando é realizado um pedido com o método POST na API e também quando o botão de HTML aplicar a partir do método handleRoot é acionado. Ele é responsável pelo inversor ou estado do relé conectado à placa, ou seja, caso esteja aberto, ao acionar a função ele é fechado. Caso o mesmo esteja fechado, ao acionar a função ele é aberto. Após conectar o Sonoff à luminária, será feito com que a mesma acenda ou apague uma lampada.

handleNotFound:

Este método envia uma resposta HTTP 404, caso seja feito um pedido para um URI não existente.

Etapa 5: Fazendo O Upload Do Programa Para a Placa

Após finalizar o desenvolvimento do programa, é necessário realizar o upload do mesmo para uma placa para testar o que foi feito.

O primeiro passo é abrir o Sonoff e conectar a sua placa ao conector USB utilizando os jumpers (vide seção de suprimentos deste tutorial). É importante lembrar que os pinos da placa devem ser conectados aos seus respectivos pinos no conector USB, apenas o pino de 5V não será usado.

O segundo passo é conectar uma placa ao computador usando o modo flash, para isso é necessário segurar o botão de redefinir existente na placa enquanto o conector é ligado à porta USB do computador.

Após conectada, é possível no Arduíno IDE selecionar a porta em que a mesma está ligada. Feito isso, compilar o código usando o botão "Verificar" e fazer o upload utilizando o botão "Carregar".

Etapa 6: Conectando O Sonoff À Luminária

A luminária escolhida para o projeto é uma luminária comum que possui um interruptor em seu fio. Este interruptor foi substituído pelo Sonoff.

Para conectar os cabos, é necessário se atentar os lados do Sonoff que estão indicados como "Input" e "Output". Sendo que no lado "Input" deve ser conectada a ponta que vem da tomada e do lado "Output", a ponta que vai para a lampada.

Outro ponto importante, é que os fios não devem se cruzar, ou seja, se o fio azul foi conectado ao lado direito no lado "Input", deve ser conectado também do lado direito no lado "Output".

Etapa 7: Criando O Aplicativo Android

Conforme explicado anteriormente, para que possamos acender ou apagar a lampada da luminária é necessário realizar um pedido na API exposta pela placa. Para realizar esta chamada, foi desenvolvido um aplicativo Android integrado ao Google Assistente que permite abri-lo utilizando comandos de voz.

Para o desenvolvimento do aplicativo foi utilizado um IDE Android Studio, que permite programar aplicativos Android nativos utilizando uma linguagem de programação Java.

A interface do aplicativo é simples e possui apenas um botão que permite acender ou apagar a lampada. Este botão realiza uma chamada POST ao método handleLED da API exposta no IP da placa conectada à internet.

É importante lembrar que para que o método funcione, o smartphone precisa estar conectado à mesma rede da placa, visto que estamos utilizando o IP como forma de identificação da API.

Para que o aplicativo tenha integração com o Google Assistente, basta adicionar um "filtro de intenção" ao arquivo de manifesto do aplicativo (vide seção Referências).

Por fim, para enviar o aplicativo para um smartphone conectado ao computador é preciso ativar o modo desenvolvedor no dispositivo, conectar-se ao computador e clicar na opção "Executar aplicativo" disponível no IDE.