Abridor automático de persianas caseiro de US$ 30

• Um dispositivo simples e barato para abrir e fechar persianas automaticamente, feito em um fim de semana com peças sobressalentes e uma impressora 3D
• O dispositivo prioriza abrir as persianas bem devagar (e quase sem ruído)
• Os principais componentes incluem um suporte de motor de silicone, peças impressas em 3D e um circuito simples de relé
• Um encoder angular magnético foi usado para medição de torque, mas não é recomendado por causa das características do sinal
• Integra-se facilmente ao sistema de automação residencial, permitindo controle por smartphone e outros dispositivos

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Visão geral do projeto

• Este projeto compartilha a experiência de criar uma solução caseira para abrir e fechar as persianas de casa com baixo custo
• Ao usar apenas peças que já sobravam e uma impressora 3D, trata-se de uma ideia que qualquer pessoa pode tentar com facilidade
• Não é uma reprodução de produto acabado, mas tem valor como um exemplo inspirador

Objetivo e características do projeto

• O objetivo essencial deste abridor é abrir as persianas pela manhã muito lentamente (e silenciosamente)
  • Por causa das características da região onde mora, o sol nasce cedo demais, então a ideia era ajustar isso
• A abertura completa da persiana leva cerca de 8 minutos
• Também é possível programá-lo para funcionar ainda mais devagar com controle de tempo, como por exemplo parando no meio

Configuração de hardware

• O suporte de motor de silicone foi reaproveitado de um irrigador oral Phillips desmontado anteriormente, e foi usado porque tinha o tamanho adequado
  • Esta peça em si é um pouco difícil de conseguir separadamente (não incluída no cálculo de custo)
• Todas as outras peças foram projetadas rapidamente no freecad e depois impressas em 3D, então o custo foi quase zero
• A luva magnética precisou ser impressa em 3D duas vezes no início porque o ímã ficou frouxo; o restante deu certo de primeira
• O tempo total de construção, incluindo o software, foi de cerca de um dia e meio
  • A integração com o sistema de automação residencial também pode ser feita em poucos minutos

Descrição dos componentes

• Luva magnética e tampa
  • Um ímã é instalado na parte traseira do motor; ele não gira diretamente, mas se move um pouco dentro do suporte de silicone e é usado para estimar o torque e detectar o fim do curso
• Suporte do motor e do encoder
  • A fiação do encoder foi soldada para evitar que se soltasse com a vibração
• 2 relés double-throw
  • Conectados um a cada lado do motor, servem para inverter a direção
  • Mesmo que os dois relés liguem ao mesmo tempo, os dois terminais do motor ficam conectados a 5 V, o que é seguro
• Suporte de parede
  • Estrutura projetada para se encaixar no suporte do motor
• Caixa temporária para proteger os componentes eletrônicos
  • Uma solução provisória por razões estéticas

Preço e lista dos principais componentes

• Motor (com caixa de redução): cerca de US$ 15
• Encoder angular magnético: cerca de US$ 2
• 2 relés: menos de US$ 4
• ESP8266: cerca de US$ 5
• Fonte de alimentação USB e cabo: itens sobressalentes (não incluídos no custo)
• Fiação e terminais: custo insignificante

Problemas de montagem e soluções

• A conexão entre o motor e a haste da persiana foi feita com tubo cirúrgico e fita de silicone, entre outros materiais
  • A vibração é bem isolada, mas como faltava um pouco de força, várias camadas foram enroladas para reforço
• Quando o motor se torce em várias direções dentro do suporte, o ímã sai do centro do encoder, deixando o sinal instável
• Apesar da má qualidade do sinal, ainda foi possível ter uma noção aproximada do torque, o suficiente para apertar a persiana com a força adequada ou pará-la
  • A abertura é controlada simplesmente deixando o motor funcionar por 8 minutos e parando perto da posição intermediária

Exemplo de funcionamento e pontos de melhoria

• O método com encoder magnético não é recomendado (por questões de qualidade e consistência do sinal)
• Ainda assim, o mecanismo de feedback de torque em si é bastante eficaz
  • Ele sempre pode parar em caso de torque excessivo
  • A detecção de posição pode ser feita por tempo, e a abertura/fechamento completos podem ser implementados com base no torque
• Ideias para um método melhor de medição de torque são bem-vindas

Ruído e características de uso

• Graças ao suporte de silicone, a vibração do motor é totalmente isolada e o conjunto é quase silencioso
  • Só se ouve fracamente o clique do relé por causa da caixa
• Resta apenas o rangido da própria persiana, e ainda assim é mais silencioso do que o som da chuva
• O único sinal perceptível de que está funcionando é o som da persiana

Controle e automação

• Pode ser controlado pelo sistema HA (automação residencial) enviando o comando "abrir em x%"
  • Botões de abrir/fechar também foram adicionados ao painel no smartphone
• Normalmente, ele fecha automaticamente ao anoitecer e abre automaticamente no horário de nascer do sol desejado

Conclusão

• Para um projeto feito em um fim de semana curto, o resultado foi melhor do que o esperado
• Tirar fotos e documentar consumiu mais tempo do que a construção em si

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Acho que a melhor automação residencial que alguém pode ter em casa são persianas inteligentes. Tenho iluminação inteligente, um umidificador inteligente modificado por mim, ventilador inteligente, bomba de circulação de ar, monitoramento da qualidade do ar, mas nada impacta tanto a qualidade de vida quanto persianas inteligentes. Não existe nada melhor para manter um ritmo de sono consistente. Uma única janela num dia nublado é muito mais eficaz do que quatro lâmpadas inteligentes fortes
  • Persianas automáticas também ajudam muito no controle de temperatura. No verão, se você configurar as persianas de janelas voltadas para o sul para fecharem automaticamente quando sair de casa, dá para bloquear bem o sol
  • É especialmente bom em casas com muitas janelas, para abrir e fechar várias persianas ao mesmo tempo. A primeira grande melhoria que fizemos em casa foram persianas da Lutron, e mesmo com o preço bem alto, nunca hesitei na escolha
  • As persianas apresentadas neste post são aquelas persianas comuns de vinil, e deixam passar luz demais. Eu queria encontrar persianas grossas que bloqueassem completamente a janela como papelão, mas que ainda pudessem ser abertas e fechadas todos os dias. No fim, desisti das persianas e passei a dormir cobrindo os olhos com uma camiseta. Também pensei em tampar totalmente a janela, mas não me anima muito
  • Se quiser saber mais sobre a minha configuração de automação residencial, posso contar. Eu mesmo já passei pela fase de pensar em montar tudo por conta própria
• Instalar persianas automáticas no meu quarto foi uma escolha totalmente óbvia. É conveniente demais e mais útil do que um despertador. Você define uma vez os horários de abrir e fechar durante a semana, e depois não precisa mais pensar nisso: é uma mudança sem atrito na vida. No fim de semana, se quiser, ainda pode fazer manualmente, e muita automação residencial acaba mais atrapalhando do que ajudando. Trocar por app um interruptor que já não é inconveniente não faz sentido. Já persianas no quarto são uma dica de vida obrigatória. Nem são tão caras quanto parecem, e depois de instaladas viram uma melhoria com carga mental zero
  • O ponto principal da automação residencial é não eliminar a função “normal” que já existe, e sim reforçá-la com automação. Um interruptor inteligente que não funciona sem internet não é inteligente. Também não recomendo lâmpadas inteligentes porque quebram a função tradicional lâmpada-interruptor. Pelo mesmo motivo, não gosto muito de plugs e válvulas inteligentes. Acho terríveis os dispositivos que não permitem operação manual
  • Também quero instalar persianas inteligentes. Não sei por onde começar nem qual solução escolher. A única exigência obrigatória é que as persianas não fiquem conectadas à internet
  • Uso Home Assistant e o app no celular, mas o único interruptor que automatizei é um dispositivo standalone com temporizador a pilha, em que um motor liga e desliga um interruptor comum. Uso isso na luz da entrada, para ela apagar e acender automaticamente mesmo quando não estou em casa. Só preciso mexer manualmente no Halloween ou quando muda a estação
  • Minhas persianas não servem de despertador de forma alguma. Eu durmo cobrindo os olhos com o travesseiro, então não acordo por mais claro que fique
  • Eu não quero acordar cedo. Pelo contrário, estou procurando maneiras de deixar o quarto totalmente blackout. As crianças acordam cedo demais com qualquer frestinha de luz. Eu gostaria de ter persianas pela praticidade, mas odeio cabo embolado perto da cortina e as opções com bateria são limitadas
• Invejo essa mentalidade de ter uma ideia e já ir lá construir e implementar. Não é exibicionismo, é um gosto por criar pequenas ferramentas que ajudam em silêncio toda manhã. Juntando motor, tubo de silicone e um encoder magnético velho, saiu um dispositivo que abre a cortina automaticamente ao nascer do sol. Passa uma sensação cheia de energia. Dá vontade de fazer algo para a minha própria vida também
• Se quiser algo menos tosco, recomendo isto https://www.thingiverse.com/thing:2071225 Uma caixa de engrenagens impressa em 3D com um servo alinhado ao eixo. Se você planejar bem o cabo, ele fica invisível do lado de fora da persiana. Eu controlo com esphome e Home Assistant e uso há anos com muita estabilidade
  • Fico curioso sobre o isolamento de ruído. No caso do post original, gostei da atenção em separar o motor, a parede e a persiana com partes macias para evitar que a vibração do motor fosse amplificada
  • Se esse modelo foi feito por você, eu gostaria que a primeira foto mostrasse a instalação pronta. Não consigo visualizar bem como a coisa funciona
• Fico curioso sobre os aspectos de segurança infantil que precisam ser considerados ao usar persianas e abridores automáticos. Lembro dos adesivos de aviso e das mudanças de design que vi em minipersianas, por exemplo várias cordinhas separadas para reduzir o risco. Mesmo assim, parece improvável que isso seja tudo
  • A norma relevante é a UL 325, e dá para ler se você se cadastrar no site da UL. Houve casos graves de acidentes especialmente com cortinas de palco. Segurança não é uma função, é o produto de um processo. As normas surgem depois de acidentes trágicos. Por mais competente e criativo que alguém seja, é impossível chegar à segurança só no chute
  • Os dois pontos principais são: “as crianças não podem conseguir arrancar a persiana da parede nem fazê-la cair sobre o próprio corpo” e “não pode haver risco de estrangulamento com cordões”. Com um abridor automático, somam-se “os dedos não podem ficar presos na máquina nem nos cordões” e “não pode haver risco de choque elétrico”. Eu fiz o abridor de persianas da minha casa de um jeito extremamente seguro. Prendi a parte inferior do cordão no teto, coloquei uma roldana no cordão, pendurei um peso de 1 kg e usei um solenoide retirado de uma válvula Linktap quebrada para puxar o pino e deixar o peso tensionar o cordão. Todo o conjunto foi instalado fora do alcance da minha filha e, em compensação, a persiana abre rapidamente em 0,5 segundo, o que ajuda a acordar de manhã com certeza. Fechar de novo é manual, mas não incomoda
  • Também vale pensar no problema de segurança quando uma persiana inteligente abre o cômodo num momento inadequado. Por exemplo, na hora de trocar de roupa, quando um casal está junto, ou quando as crianças estão brincando do lado de fora. Talvez seja necessário algum modo de bloqueio do tipo “agora não”. Senão, sem querer, o quarto pode acabar exposto para fora como se fosse cena de filme
• Eu uso SwitchBot Blind Tilt em todas as persianas da casa. Em promoção, dá para comprar por 50 a 60 dólares cada. Já vem com painel solar para manter carregado. Se adicionar o hub, também dá para integrar com HomeKit https://us.switch-bot.com/products/switchbot-blind-tilt
• Fiquei pensando se medir a corrente do motor não seria uma forma melhor de estimar o torque. Não sou especialista, mas detectar a tensão com um pequeno resistor shunt parece uma abordagem razoável
  • Corrente de motor pode até servir como indicador aproximado de torque, especialmente em motores com alta redução, mas não é algo muito satisfatório. Medir diretamente o torque de saída, como foi implementado aqui, é bem melhor. Um método representativo é o mecanismo de elasticidade em série. Detecção de corrente também é fácil de implementar e por isso é muito usada, mas para converter isso em valor preciso de torque em motores com redução é preciso bastante calibração
  • No passado esse método também era usado em sistemas de cancela e controle de acesso. Quando a corrente sobe de repente, o sistema entende que bateu em algo e recua automaticamente a haste
• Com persianas de rolo, tive sucesso usando Ryse SmartShade junto com o hub WiFi e o Home Assistant A instalação não foi exatamente simples e apliquei em 10 janelas, mas no fim fiquei satisfeito Dá para escrever rotinas de automação diretamente em YAML (ou TypeScript), e também controlar as persianas com assistentes de voz como a Siri site do produto site da documentação
• Fico curioso se já existe algum produto parecido para aquelas persianas embutidas grossas comuns na Itália, do tipo que abre e fecha com uma faixa plana de tecido pelo lado de dentro
  • Na Alemanha também existem dessas persianas. Eu mesmo no passado fiz upgrade da casa inteira de persianas manuais para rolos elétricos (parece que não dá para só trocar a faixa por uma versão motorizada). Depois do upgrade para rolos elétricos, dá para colocar um Shelly Plus 2PM atrás de cada interruptor e integrar com o Home Assistant. Todas as persianas descem algum tempo depois do pôr do sol e sobem num horário fixo de manhã. O controle manual, claro, continua possível. Com o ChatGPT, dá até para gerar e usar código YAML mais complexo. O limite é a imaginação
  • Acho que sei do que você está falando porque já vi essas persianas em algum lugar do Sudeste Asiático também. Acho que o maior desafio é substituir por uma versão motorizada o mecanismo de trava usado hoje
  • É só procurar por "tapparella motorizzata"
• Minha casa tem cozinha, sala de jantar e sala de estar voltadas para o sul, com 11 janelas. Uso cortinas de rolo motorizadas de mercado consumidor e estou muito satisfeito. Só o fato de poder abrir e fechar as janelas com um botão em cômodos com muito sol ou com boa vista já melhora bastante a qualidade de vida