Laboratório de Segurança de Casa Inteligente JSS2
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JSS2 Smart House Security Lab

MISSÃO DE SEGURANÇA ROBÓTICA 002

Laboratório de Casa Inteligente de Duas Zonas

MODO DE SIMULAÇÃO

INSTRUÇÕES DA MISSÃO · ROBÓTICA JSS2

Uma casa pode dar avisos diferentes dependendo de quão perto alguém está?

Hoje, vamos atualizar nossa casa inteligente para um sistema de segurança de duas zonas.

DETECTARAVISOPROTEGER
IMAGEM DE CONCEITO DE IA
150cm
002MONTAGEM DE CAMPO

01 · A EXPERIÊNCIA

Experimente os três estados

Mova o visitante simulado. Este painel é ilustrativo — não é uma conexão Arduino em tempo real.

150 cm

LEITURA SIMULADA

PAINEL DE SEGURANÇANORMAL
150cm

Monitoring · system ready

NORMALAcima de 100 cm · LED desligado · silencioso
AVISO50–100 cm · LED pisca · silencioso
PERIGOAbaixo de 50 cm · LED ligado · um apito

Além de 100 cm redefine a próxima aproximação.

02 · UPGRADE DE ENGENHARIA

O que torna esta versão mais avançada?

Engenheiros aprimoram projetos adicionando decisões mais inteligentes.

JSS1

Um limiar simples

  • Uma distância de detecção
  • LED ligado ou desligado
  • Um alerta de visitante
DETECTADO
JSS2

Decisões de duas zonas

  • Dois limiares de distância
  • Três estados de operação
  • Aviso piscando + perigo sólido
  • Variável de memória interrompe bipes repetitivos
  • Redefinição automática quando o visitante se afasta
50 cm100 cm

03 · O KIT

Conheça os componentes

Cada peça tem uma função clara no sistema de segurança.

UNO

Arduino Uno

O controlador que toma as decisões.

)))

Sensor HC-SR04

Mede a distância usando um eco.

LED

Mostra avisos e perigos visualmente.

◖

Buzzer

Emite o bipe curto de perigo.

Protoboard

Permite construir sem soldar.

╱╲

Fios jumper

Transportam energia e sinais.

—▥—

Resistor de 220–330 Ω

Protege o LED de corrente excessiva.

⌂

Casa de papelão

O invólucro físico do projeto.

04 · PLANEJE PRIMEIRO

O projeto de segurança

O sensor deve estar voltado para fora e livre de obstruções.

ENTRADASUPORTE DO SENSORLEDBUZZERCOMPARTIMENTO ELETRÔNICO
O sensor fica voltado para o visitante
O LED fica visível perto da porta
O buzzer permanece acessível
Deixe um painel de acesso para a placa

05 · CONSTRUÇÃO

Construa a casa física

Torne a estrutura estável antes de adicionar a eletrônica.

010203
  1. 01Meça e marque o papelão.
  2. 02Corte as paredes e a abertura da porta.
  3. 03Una as paredes e fixe o telhado.
  4. 04Prenda a casa a uma base estável.
  5. 05Deixe acesso para a eletrônica.
SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGARUse tesouras ou estilete com cuidado e sob a supervisão de um adulto.

06 · FIAÇÃO DO SENSOR

Conecte o sensor ultrassônico

O HC-SR04 estima a distância medindo o tempo de um eco ultrassônico.

HC-SR04
PINO DO SENSORARDUINO UNO
VCC5V
GNDGND
TRIGD9
ECHOD10

Ideia de distânciatime × 0.0343 ÷ 2

07 · SINAL VISUAL

Conecte o LED

Uma luz, três comportamentos significativos.

DESLIGADO> 100 cmPISCANDO50–100 cmLIGADO FIXO< 50 cm
D13→220–330 Ω→Perna longa do LED
Perna curta do LED→GND

O resistor limita a corrente para que o LED permaneça seguro.

08 · SINAL SONORO

Conecte o buzzer

Um som curto marca o momento em que o perigo começa.

Buzzer +→D8
Buzzer −→GND
Frequência1000 HzDuração300 ms

Ele apita uma vez quando o objeto entra pela primeira vez abaixo de 50 cm — não continuamente.

09 · VERIFICAÇÃO DE INTEGRAÇÃO

Verifique o circuito completo

Rastreie cada conexão de energia, sinal e terra compartilhado.

ARDUINO
UNO
HC-SR04
+
ENERGIA DO SENSORTRIG D9 · ECHO D10LED D13 + RESISTORBUZZER D8SHARED GND

Lista de verificação de conexões

Desconecte a energia USB antes de alterar os fios.

10 · LABORATÓRIO PICTOBLOX

Entre no laboratório PictoBlox

Os blocos visuais do PictoBlox são nosso método principal de programação.

PICTOBLOX · STAGE MODE
⚑ILUSTRAÇÃO DA INTERFACE
  1. 01Abra o PictoBlox e escolha Codificação em Blocos.
  2. 02Selecione Arduino Uno.
  3. 03Conecte a porta COM correta.
  4. 04Selecione o Modo Palco.
  5. 05Faça o upload do firmware se solicitado; mantenha o USB conectado.
NOTA DE ENGENHARIA HONESTAOs rótulos da interface variam conforme a versão. Use a função pretendida e mude para o programa de backup se um bloco necessário não estiver disponível.

11 · CAIXA DE FERRAMENTAS DE BLOCOS

Descubra os blocos de programação

Encontre a função primeiro; os rótulos exatos podem variar de acordo com a sua versão do PictoBlox.

EVENTOS
when green flag clicked
CONTROLE
forever
if · then · else
wait 0.2 seconds
OPERADORES
distance > 100
distance ≥ 50
visitorAlerted = 0
VARIÁVEIS
set visitorAlerted to 0
set visitorAlerted to 1
EXTENSÃO ARDUINO UNO
ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
digital pin · HIGH / LOW
play tone on pin 8 · if available

12 · VARIÁVEL DE MEMÓRIA

Crie a variável visitorAlerted

Esta pequena memória evita um bipe repetitivo irritante.

visitor
Alerted
0
0

Esta aproximação não acionou o bipe de perigo.

1

O bipe de perigo já ocorreu neste ciclo de aproximação.

↻

Quando o visitante se afasta mais de 100 cm, redefine para 0 para a próxima aproximação.

13 · CONSTRUA A LÓGICA

Construa a lógica de duas zonas do PictoBlox

Monte a lógica pretendida com os blocos disponíveis na sua extensão instalada.

when green flag clicked
set [visitorAlerted] to [0]
set digital pin [13] to [LOW]
forever
read ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
if distance > 100 then
LED LOW · visitorAlerted = 0
else if distance ≥ 50 then
LED HIGH → wait 0.2 → LOW → wait 0.2
else
LED HIGH
if visitorAlerted = 0
set visitorAlerted to 1 · play 1000 Hz for 0.3 s
wait 0.05 seconds

14 · MAPA DE DECISÃO

Visualize o fluxograma de segurança

O loop lê, decide, sinaliza e repete.

INÍCIO
↓
LER DISTÂNCIA
↓
DISTÂNCIA > 100 CM?
YESLED DESLIGADO · reset
NOverificar 50 cm
≥ 50 CMFLASH LED · sem bipe
< 50 CMLED LIGADO · bipe se 0
↻
REPETIR

15 · TESTE DE CAMPO

Teste as três zonas

Use uma régua ou fita métrica com a casa real. Estas leituras são simuladas aqui.

150100500
150 cm
TEST A · 150 cmLED DESLIGADO · buzzer silencioso · NORMAL
TEST B · 75 cmLED pisca · buzzer silencioso · AVISO
TEST C · 30 cmLED aceso · um bipe curto · PERIGO

Afaste-se além de 100 cm e aproxime-se novamente: um novo alerta será permitido.

16 · PLANO B

Blocos faltando? Engenheiros sempre têm um plano B!

Este é o código de backup em Arduino C++ — não é o código para colar na tela de blocos visuais.

smart_house_security.ino
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int ledPin = 13;
const int buzzerPin = 8;

bool visitorAlerted = false;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop() {
  long duration;
  float distance;

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 30000);

  if (duration == 0) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
    delay(100);
    return;
  }

  distance = duration * 0.0343 / 2;

  if (distance > 100) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
  } else if (distance >= 50) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(200);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(200);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    if (!visitorAlerted) {
      tone(buzzerPin, 1000, 300);
      visitorAlerted = true;
    }
  }

  delay(50);
}
pulseIn lê o pulso de eco.A fórmula estima os centímetros.visitorAlerted evita bipes repetidos.Use a IDE do Arduino ou outro fluxo de trabalho compatível com Arduino para fazer o upload.

17 · PAINEL DE DEBUG

Solucione problemas do sistema de segurança

Bons engenheiros mudam uma coisa, testam e observam o resultado.

?

Bloco do sensor indisponível

Confirme o Arduino Uno, a extensão necessária e o suporte ao Modo de Palco.

♪

O buzzer não apita

Verifique D8, GND, polaridade, bloco de tom ou use o código de backup.

●

O LED não pisca

Verifique D13, resistor, polaridade do LED e a condição de aviso.

↻

O sistema apita repetidamente

Defina visitorAlerted como 1 após o bipe; redefina apenas acima de 100 cm.

⟳

O sistema não reinicia

Verifique as leituras e a condição de maior que 100 cm.

≈

As leituras estão inconsistentes

Verifique fios soltos, direção do sensor, alimentação e obstruções.

18 · RELATÓRIO DE MISSÃO

Missão concluída!

Você construiu uma casa mais inteligente.

IMAGEM DE CONCEITO DE IA
NORMALmonitoramento azul
AVISOâmbar piscando
PERIGOalerta vermelho
  • Casa física construída
  • Sensor, LED e buzzer conectados
  • Lógica do PictoBlox montada
  • Três estados testados
  • Código de backup do Arduino pronto
DETECTAR→AVISO→ALERTA→RESETAR

Explique como dois limiares de distância tornam isso mais avançado do que a versão JSS1.

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