Projeto: Campainha elétrica com Xbee

Esse projeto é inspirado em um projeto do livro Explorando o Arduino de Jeremy Blum (na verdade tive que adaptar o projeto por inteiro, desde a configuração da XBee, códigos e componentes eletrônicos.) Iremos desenvolver um protótipo de uma campainha sem fio utilizando dois módulos de transmissões XBee (Figura 2). 

O desenvolvimento desse projeto é um pouco longo, por isso, irei dividi-lo em 4 partes: 

I) Configurando os XBee (Instalação do Software; Montagem do circuito e Programação das XBee); II) Montagem dos circuitos (Materiais utilizados e Esquemas de montagens); 
III) Programando os Arduinos; 
IV) Projeto Funcionando.

Vamos começar!

I) Configurando o XBee

a) Baixando e instalando o aplicativo XCTU

A página de Download do aplicativo é essa: DIGI. Escolha a versão compatível com seu sistema operacional. A versão para o Windows, arquitetura X86/X64, pode ser baixada aqui. Depois de baixar instale em seu computador.

Figura 1: Tela inicial do XCTU.

b) Montagem do circuito para configuração da XBee

Figura 2: Módulo de transmissão sem fio XBee  S2C que será utilizado no projeto.

O módulo de transmissão XBee que utilizaremos nesse projeto é o da Figura 2. Seu alcance é de até 60 m em ambiente fechado e até 1200 m em ambiente aberto com taxas de transferência de até 250 kbps. Além do XBee, iremos utilizar o adaptador da Figura 3(a) (módulo XBee escudo V3). Ele facilitará nosso processo de configuração do XBee; com ele, utilizaremos um Arduino Uno R3 e um cabo USB. Com o adaptador da Figura 3(b) temos uma outra forma de configurar o XBee (com ele, não precisamos utilizar o Arduino.) Nesse projeto optei por usar o XBee escudo V3 na configuração já  que ele será utilizado no circuito principal da campainha elétrica.

Figura 3: (a): Módulo XBee escudo V3;    (b) Módulo XBee USB Explorer.

Assim já podemos montar o esquema para configurar os XBee.

Figura 4: O Xbee ligado ao escudo V3; e o escudo V3 ligado ao Arduino. O cabo USB será utilizado no computador.

c) Configurando os XBee 

Configuramos o XBee #1 como Coordinador e o XBee #2 como Router, ambos no modo AT. Essas configurações estão detalhadas nos slides que preparei abaixo. Siga as instruções se atentando aos detalhes da configuração. Depois de configurados, não esqueça de etiquetá-los para não confundi-lo no momento que iniciarmos a montagem dos circuitos.

II) Montagem dos circuitos do Projeto

A partir de agora iniciaremos a montagem do nossos circuitos. Nessa parte, quase que desisti desse projeto. Tive problema com um Jumper rompido (fiquei horas tentando descobri por que não funcionava.) O led RGB que utilizei estava com problema também (o led verde não acendia). É muito importante fazer os testes de seus componentes eletrônicos antes de montar o projeto - isso poderá evitar desgastes futuros.

a) Materiais utilizados

2 módulos XBee S2C (ou outro compatível);

2 Módulos Escudos V3;
2 Arduinos Unos;

1 Botão de pressão;

1 Resistor de 10K Ohms;

3 Resistores de 150 Ohms;

1 Led RGB;

1 Buzzer Ativo;

2 Protoboards;

Fios Jumpers;

Cabos USB para os Arduinos.

b) Esquemas de montagens

Iremos montar dois circuitos - o primeiro com o XBee #1 (Figura 5) onde será instalado o sinal sonoro (buzzer ativo) e visual (RGB); o segundo circuito, com o XBee #2 (Figura 6) será instalado o botão. Toda a vez que esse botão for acionado, o XBee #2 encaminha uma informação (via à rádio) para o XBee #1 dando-lhe instruções para para ativar o buzzer e acender o led RGB. Abaixo temos os esquemas de montagens de ambos os circuitos.

Figura 5: Esquema de montagem do circuito com o XBee #1.

No esquema de montagem da Figura 5 temos - o led RGB ligados às entradas digitais 9 (azul), 10 (verde) e 11 (vermelho) através dos 3 resistores de 150 ohms acompanhado de um cabo ligado à protoboard (polo negativo); como o buzzer é polarizado, ligamos o polo positivo dele à entrada digital 8 e seu polo negativo ligado ao polo negativo da protoboard; enfim, ligamos o polo negativo da protoboard ao pino GND do Arduino. No lado esquerdo da Figura 5, ao fundo, temos o Arduino Uno conectado ao módulo escudo V3 e conectado ao XBee.

Figura 6: Esquema de montagem do circuito com o XBee #2.

O segundo circuito (Figura 6) é bem mais simples. Um botão com um resistor pull-down (resistor de 10K Ohms) conectado a uma entrada digital (pino 12 do Arduino) com uma das outras pontas ligada ao pino 5V do Arduino.

Figura 7: Circuito receptor real utilizado no projeto (XBee #1).

Figura 8: Circuito transmissor real utilizado no projeto (XBee #2).

III) Programando os Arduinos

Seguem os dois sketches utilizados no projeto. O primeiro utilizado no esquema da Figura 5 (XBee #1 modo AT Coordinador). Fiz comentários ao longo do código. 

O segundo sketch utilizado no esquema da Figura 6 (XBee #2 modo AT Router)

IV) Projeto funcionado

Atenção! Quando for carregar o sketch no Arduino, a chave seletora do módulo XBee escudo V3, assim como na parte de configuração das Xbee, precisa está virada para a posição USB. Quando for testar o projeto (a comunicação entre os módulo XBee) a chave deverá está na posição XBee. Em breve irei, desenvolver outros projetos utilizando o módulo XBee, agora, no modo API. Se tiver dúvidas, deixe o seu comentário. Segue o vídeo do projeto funcionando!