Impulsione-me

Impulsione-me Impulsione-me Se você gostou do modelo e o achou útil, um Impulso 🤝 é a melhor maneira de apoiar o meu trabalho! Isso realmente me ajuda a continuar projetando, melhorando arquivos e lançando novos modelos gratuitos para a comunidade.

Impulso

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Embora a Licença Padrão de Arquivo Digital normalmente não permita remixes, concedo permissão explícita para criar e compartilhar remixes deste modelo sob as seguintes condições:

Os remixes devem ser enviados usando a mesma licença (Licença Padrão de Arquivo Digital).
Devem incluir modificações ou integrações substanciais ao modelo original.
As fotos originais do modelo não podem ser usadas de forma alguma.

Esta exceção se aplica apenas a remixes que respeitam todas as condições listadas acima.
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Este é um sistema de filtragem de ar universal, alimentado por Arduino, projetado para ser montado em praticamente qualquer caixa de areia para gatos. O objetivo do projeto é simples: remover automaticamente os odores após o uso da caixa pelo gato, garantindo máxima segurança e mínima perturbação.

Em sua essência, o sistema é alimentado por um Arduino UNO

https://store.arduino.cc/products/arduino-uno-rev3?queryID=undefined

e um sensor de proximidade VL6180X.

https://www.pcbway.com/project/gifts_detail/VL6180X_proximity_sensor__optical_ranging__ambient_light_sensor_gesture_recognition_.html

Quando o seu gato entra na caixa de areia, o sensor detecta a sua presença e ativa um LED laranja para indicar que a caixa está em uso. Assim que o gato sai, o sistema aguarda 15 segundos por segurança e, em seguida, ativa um ventilador de 12V através de um relé de 5V, extraindo o ar por 2,5 minutos. Se o gato retornar durante esse tempo, o ventilador desliga imediatamente e o ciclo reinicia assim que a caixa é desocupada novamente.

Os tempos de espera e extração podem ser personalizados no código do Arduino

A eletrônica é construída em uma placa de circuito perfurada, com todas as conexões dos componentes soldadas manualmente. A energia é fornecida através de uma fonte de 12V conectada diretamente ao Arduino, mas também suporta alimentação por bateria de 12V. Quando operando com bateria, o código correspondente inclui um sistema de monitoramento de tensão: se a bateria cair abaixo de um limite seguro, o sistema desliga automaticamente para evitar descarga excessiva e o LED laranja pisca três vezes rapidamente para indicar que a bateria precisa ser recarregada.

🌬 Controle PWM do Ventilador – Um Desafio
Durante o desenvolvimento inicial, tentei usar PWM (Modulação por Largura de Pulso) para aumentar suavemente a velocidade do ventilador, na esperança de não assustar o gato. No entanto, com o meu ventilador Noctua de 12V, mesmo usando a frequência PWM recomendada pelo fabricante, o ventilador nunca desligava completamente, sempre permanecia na velocidade mínima. Por esse motivo, mudei para o controle por relé, mas se alguém tiver dicas para fazer o PWM funcionar de forma confiável com ventiladores Noctua e Arduino UNO, adoraria ouvir suas sugestões!

🌫 Compatibilidade do Filtro
O alojamento do filtro foi projetado para caber filtros Zortrax HEPA + Carbono

https://3dpworld.it/prodotto/hepa-cover-filter-set/

, que eu já tinha disponível. Se você estiver usando filtros diferentes, sinta-se à vontade para remixar a caixa do filtro para corresponder às suas dimensões específicas.

CONFIGURAÇÃO DO PROGRAMA - ARDUINO IDE

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_VL6180X.h>

const int fanRelay = 8; // Pino do relé para ligar/desligar o ventilador
const int ledRed = 10; // LED vermelho (piscando quando o ventilador está LIGADO)
const int ledGreen = 11; // LED verde (areia disponível)

const int minDistance = 200; // Limiar de detecção para presença do gato (mm)
const int waitTime = 15000; // Tempo de Espera de Segurança após a saída do gato (ms)
const int fanRunTime = 150000; // Tempo de Extração de Ar (ms)

Adafruit_VL6180X vl6180x = Adafruit_VL6180X(); // Criar um objeto de sensor

// Variáveis de estado
bool isCatInside = false; // Verdadeiro se um gato for detectado atualmente
bool isWaitingExit = false; // Verdadeiro se estiver aguardando a confirmação de que o gato saiu
unsigned long exitTimerStart = 0; // Tempo em que a espera de saída começou

// Função de inicialização
void setup() {
// Configurar pinos
pinMode(fanRelay, OUTPUT);
pinMode(ledRed, OUTPUT);
pinMode(ledGreen, OUTPUT);
digitalWrite(fanRelay, LOW); // Garantir que o ventilador esteja DESLIGADO inicialmente

// Iniciar comunicação serial
Serial.begin(115200);
if (!vl6180x.begin()) {
Serial.println("Falha ao detectar o sensor VL6180X!");
while (1); // Parar se o sensor não for encontrado
}

// Status inicial do LED: verde LIGADO (areia disponível), vermelho DESLIGADO
digitalWrite(ledRed, LOW);
digitalWrite(ledGreen, HIGH);
}

// Função do loop principal
void loop() {
int distance = vl6180x.readRange(); // Ler a distância atual do sensor

// Se um gato for detectado (mais perto do que o limiar)
if (distance < minDistance) {
if (!isCatInside) {
isCatInside = true; // Atualizar estado
Serial.println("O gato está dentro da caixa de areia");
digitalWrite(ledRed, HIGH); // Ligar o LED vermelho
digitalWrite(ledGreen, LOW);// Desligar o LED verde
isWaitingExit = false; // Redefinir a verificação de saída
}
} else {
// Se o gato estava dentro e agora possivelmente saiu, iniciar a confirmação de saída
if (isCatInside && !isWaitingExit) {
Serial.println("Aguardando para confirmar a saída do gato...");
isWaitingExit = true;
exitTimerStart = millis();// Iniciar temporizador
}
// Se estiver no estado de espera de saída
if (isWaitingExit) {
unsigned long currentMillis = millis();
// Monitorar a distância durante todo o tempo de espera
while (millis() - exitTimerStart < waitTime) {
distance = vl6180x.readRange();
// Se o gato voltar durante a espera, abortar a saída
if (distance < minDistance) {
Serial.println("O gato ainda está dentro");
isCatInside = true;
isWaitingExit = false;
digitalWrite(ledRed, HIGH);
digitalWrite(ledGreen, LOW);
return;
}
delay(500); // Verificar a cada 500ms
}
// Saída confirmada: DESLIGAR o LED vermelho, LIGAR o LED verde
Serial.println("O gato saiu");
isCatInside = false;
isWaitingExit = false;
digitalWrite(ledRed, LOW);
digitalWrite(ledGreen, HIGH);

// Ligar o ventilador e o LED vermelho piscando
Serial.println("Iniciando a filtragem de ar...");
digitalWrite(fanRelay, HIGH); // Ligar o ventilador

unsigned long fanStartTime = millis();
bool ledState = false;
unsigned long lastBlink = millis();

// O ventilador funcionará por uma duração fixa, a menos que seja interrompido
while (millis() - fanStartTime < fanRunTime) {
// Se o gato retornar, parar o ventilador imediatamente
if (vl6180x.readRange() < minDistance) {
Serial.println("Gato detectado novamente, DESLIGANDO o ventilador...");
digitalWrite(fanRelay, LOW);
digitalWrite(ledRed, HIGH);
isCatInside = true;
digitalWrite(ledGreen, LOW);
return;
}

// Piscar o LED vermelho a cada 500ms
if (millis() - lastBlink >= 500) {
ledState = !ledState;
digitalWrite(ledRed, ledState);
lastBlink = millis();
}

delay(10); // Pequeno atraso para responsividade
}

// Tempo do ventilador concluído, DESLIGAR o ventilador e o LED vermelho
Serial.println("Parando o ventilador...");
digitalWrite(fanRelay, LOW);
digitalWrite(ledRed, LOW);
}
}

delay(500); // Aguardar antes da próxima verificação do sensor
}

Para alterar o tempo de espera e de operação do ventilador, você pode facilmente mudar o valor em milissegundos de const unsigned long waitTime e const unsigned long fanRunTime na primeira parte do código.

Este é o código para operação com fonte de alimentação, mas na seção de download, você também pode encontrar o para uso com bateria.

⚠ Nota: O código para uso com bateria requer uma parte adicional no circuito para ler a tensão. Esta versão, com o monitoramento de bateria implementado, pode ser usada tanto com uma bateria quanto com uma fonte de alimentação.

➡ Mais informações do esquema na seção Downloads > Instruções de Montagem!

🛠 Desenvolvimento do Projeto com o Apoio da PCBWay

Um enorme agradecimento à PCBWay por ajudar a dar vida a este projeto.

https://www.pcbway.com/

A PCBWay é especializada em PCB, PCBA, CNC e Impressão 3D, e tem (na minha experiência) o melhor suporte e a maior variedade de opções para fabricação.

Eles também têm uma Loja PCBWay+ onde comprei tudo o que era necessário para este projeto, incluindo o sensor de proximidade VL6180X, cabos jumpers para prototipagem e um multímetro para testar as conexões do circuito. Você também encontrará o Módulo Relé compatível com Arduino.

Além dos componentes essenciais para esta construção, há uma variedade de peças e acessórios eletrônicos a ótimos preços, com um processo de checkout fácil e envio rápido e bem embalado.
Confira este projeto na Comunidade PCBWay+.

https://www.pcbway.com/project/shareproject/Automated_Air_Filtration_System_for_Cat_Litter_Boxes_Universal_Fit_Customiza_19cc4100.html

🔧 Configurações de Impressão

Altura da Camada: 0,2mm

Preenchimento: 30–50%

Perímetros: 2–3

Suportes: Não necessários

Material: PLA ou PETG recomendados

🖨 Arquivos de Impressão e Quantidades
1× Caixa de Eletrônica

1× Tampa da Caixa de Eletrônica

1× Difusor de LED (em material transparente)

1× Caixa do Sensor (Inferior)

1× Caixa do Sensor (Superior)

1× Suporte do Ventilador e Caixa do Filtro

1× Alojamento do Filtro (compatível com Zortrax)

1× Clipe de Segurança do Filtro

🔩 Hardware Necessário
1× Arduino UNO

1× Sensor VL6180X

1× Ventilador de 12V 120mm

1× Módulo relé de 5V (ou chave MOSFET compatível)

⚠ Nota: Usei um relé básico controlado diretamente por um pino digital, mas recomendo fortemente o uso de um módulo relé dedicado para proteger o seu Arduino de consumo excessivo de corrente.
1× LED Verde de 3mm

1× LED Laranja/Vermelho de 3mm

2× Resistores de 220Ω

1× Resistor de 12KΩ (opcional)

1× Resistor de 4,7KΩ (opcional)

1× Conjunto de Conectores de Placa JST XH de 4 pinos (ou similar)

1× Fita de Cabeçalho de 4 pinos

1× Fita de Cabeçalho de 1 pino

1× Placa perfurada (até 6,9 x 4,5 cm)

1× Adaptador de Energia DC 12V 1A

1× Bateria de 12V (opcional)

1× Conjunto de Filtro Zortrax Hepa + Carbono

1× Multímetro Digital

Parafusos e Abraçadeiras de Nylon (tipo e quantidade dentro da BOM)

Fio de núcleo sólido 22AWG para fiação do circuito e conexões às portas do Arduino

Uma Lista de Materiais (BOM) completa e um guia de montagem passo a passo estão disponíveis na seção Downloads.

🖥 Monitoramento Serial para Integrações Inteligentes

O código do Arduino inclui mensagens seriais para indicar o estado atual do sistema. Isso abre portas para monitoramento remoto, integração com painéis inteligentes ou registro do desempenho da bateria ao longo do tempo, ótimo para desenvolvimento futuro!

💡 Expansões e Integrações

Se a sua caixa de areia for muito grande e você estiver preocupado que o gato possa não ser detectado adequadamente pelo sensor, você pode modificar o projeto adicionando um ou mais sensores adicionais para obter cobertura total dentro da caixa. Alternativamente, você pode aumentar o tempo de espera conforme necessário, para dar ao seu gato tempo suficiente para fazer suas necessidades, mesmo que esteja em um local não coberto pelo sensor.

🔁 Compartilhe sua Criação e Remix!
Adoraria ver como você constrói e personaliza este projeto. Seu feedback é incrivelmente valioso e me ajuda a melhorar meus designs.

Se você criar melhorias, remixes ou módulos alternativos, compartilhe-os com a comunidade!

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