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2026-02-11 10:27:08 -03:00
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5
.gitignore vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,5 @@
.pio
.vscode/.browse.c_cpp.db*
.vscode/c_cpp_properties.json
.vscode/launch.json
.vscode/ipch

10
.vscode/extensions.json vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,10 @@
{
// See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=827846
// for the documentation about the extensions.json format
"recommendations": [
"platformio.platformio-ide"
],
"unwantedRecommendations": [
"ms-vscode.cpptools-extension-pack"
]
}

0
README.md Normal file
View File

19
chips/heartrate.chip.json Normal file
View File

@@ -0,0 +1,19 @@
{
"name": "heartrate",
"author": "Amaro Lopes",
"pins": [
"VCC",
"GND",
"BTN",
"OUT"
],
"controls": [
{
"id": "pulseValue",
"label": "Heart Rate",
"type": "slider",
"min": 40,
"max": 200
}
]
}

BIN
chips/heartrate.chip.wasm Executable file

Binary file not shown.

188
diagram.json Normal file
View File

@@ -0,0 +1,188 @@
{
"version": 1,
"author": "Amaro Lopes",
"editor": "wokwi",
"parts": [
{
"type": "board-esp32-devkit-c-v4",
"id": "esp",
"top": 0,
"left": 0,
"attrs": {}
},
{
"type": "chip-heartrate",
"id": "chip1",
"top": -114.18,
"left": -148.8,
"attrs": {}
},
{
"type": "wokwi-resistor",
"id": "r1",
"top": -33.6,
"left": -67.75,
"rotate": 90,
"attrs": {
"value": "1000"
}
},
{
"type": "wokwi-slide-switch",
"id": "sw1",
"top": -130,
"left": 127.9,
"attrs": {}
},
{
"type": "wokwi-mpu6050",
"id": "imu1",
"top": 99.82,
"left": -199.28,
"attrs": {}
},
{
"type": "wokwi-led",
"id": "led1",
"top": -32.4,
"left": 167,
"attrs": {
"color": "red"
}
}
],
"connections": [
[
"esp:TX",
"$serialMonitor:RX",
"",
[]
],
[
"esp:RX",
"$serialMonitor:TX",
"",
[]
],
[
"esp:3V3",
"chip1:VCC",
"green",
[
"h-187.01",
"v-134.4"
]
],
[
"chip1:GND",
"esp:GND.2",
"black",
[
"v28.8",
"h244.76"
]
],
[
"r1:1",
"chip1:BTN",
"green",
[
"h0"
]
],
[
"r1:2",
"esp:3V3",
"green",
[
"h0"
]
],
[
"esp:35",
"chip1:OUT",
"green",
[
"h-23.81",
"v-182.4"
]
],
[
"sw1:1",
"chip1:BTN",
"green",
[
"v0"
]
],
[
"sw1:2",
"sw1:3",
"black",
[
"v0"
]
],
[
"sw1:3",
"esp:GND.2",
"black",
[
"v0"
]
],
[
"imu1:VCC",
"esp:3V3",
"red",
[
"v0"
]
],
[
"imu1:GND",
"esp:GND.2",
"black",
[
"v-134.4",
"h28.88"
]
],
[
"imu1:SCL",
"esp:22",
"green",
[
"v9.6",
"h268.88",
"v-67.2"
]
],
[
"imu1:SDA",
"esp:21",
"green",
[
"v0"
]
],
[
"esp:GND.2",
"led1:C",
"black",
[
"v-19.2",
"h-4.76"
]
],
[
"esp:17",
"led1:A",
"green",
[
"h0"
]
]
],
"dependencies": {}
}

18
platformio.ini Normal file
View File

@@ -0,0 +1,18 @@
; PlatformIO Project Configuration File
;
; Build options: build flags, source filter
; Upload options: custom upload port, speed and extra flags
; Library options: dependencies, extra library storages
; Advanced options: extra scripting
;
; Please visit documentation for the other options and examples
; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html
[env:esp32]
platform = espressif32
framework = arduino
board = esp32dev
lib_deps =
hwspeedy/DHT-Sensor
knolleary/PubSubClient
adafruit/Adafruit MPU6050@^2.2.8

402
src/main.ino Normal file
View File

@@ -0,0 +1,402 @@
// ============================================================================
// Sistema de monitoramento de cozinha com ESP32
// Monitora temperatura, umidade e gás com detecção avançada de incêndio
// Envia dados via MQTT e controla coifa e ar-condicionado
// ============================================================================
// INCLUDES
#include <Adafruit_MPU6050.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <PubSubClient.h> // MQTT
#include <WiFi.h> // WiFi
#include <Wire.h>
// ============================================================================
// DEFINES - Pinos GPIO
// ============================================================================
#define PULSE_PIN 35 // Pin for the pulse sensor
#define LED_PIN 17 // Pin for the LED
// ============================================================================
// DEFINES - Configurações estáticas
// ============================================================================
#define SAMPLE_PERIOD_MS 10 // 100 Hz
#define FILTER_ALPHA 0.9
#define TH_START 1.15
#define TH_END 1.05
#define MIN_PEAK_AMPLITUDE 1.5
#define MIN_REP_TIME 800
#define MAX_REP_TIME 5000
// ============================================================================
// ENUMS
// ============================================================================
enum EstadoRepeticao {
OCIOSO,
DESCANSO,
SUBINDO,
DESCENDO
};
// ============================================================================
// CONSTANTES - WiFi e MQTT
// ============================================================================
const char* WIFI_SSID = "Wokwi-GUEST";
const char* WIFI_PASSWORD = "";
const char* MQTT_BROKER = "77.37.69.84";
const int MQTT_PORT = 1883;
const char* MQTT_SUB_TOPICS[] = {
"academia/reps",
"academia/sets",
"academia/t_descanso"
};
const char* MQTT_PUB_TOPIC = "academia";
const int MQTT_SUB_COUNT = sizeof(MQTT_SUB_TOPICS) / sizeof(MQTT_SUB_TOPICS[0]);
// ============================================================================
// VARIÁVEIS GLOBAIS - Objetos
// ============================================================================
WiFiClient espClient;
PubSubClient mqtt(espClient);
Adafruit_MPU6050 mpu;
sensors_event_t event;
// ============================================================================
// VARIÁVEIS GLOBAIS - Estado do sistema
// ============================================================================
EstadoRepeticao estado = OCIOSO;
unsigned long ultimaAmostra = 0;
unsigned long t_inicio = 0;
unsigned long t_pico = 0;
unsigned long t_fim = 0;
unsigned long t_descanso = 30;
float aceleracaoFiltrada = 1.0;
float aceleracaoAnterior = 1.0;
float aceleracaoPico = 0;
int repeticoes = 0;
int max_reps = 0;
int set = 0;
int sets = 0;
// Frequência cardíaca (atual e agregados por repetição)
int frequenciaCardiacaAtual = 0;
unsigned long somaFrequenciaCardiaca = 0;
unsigned int contagemFrequenciaCardiaca = 0;
// MQTT reconnect control
unsigned long ultimoMqttAttempt = 0;
const unsigned long MQTT_RECONNECT_INTERVAL_MS = 5000;
// Buffer MQTT
char msg[256];
char MQTT_CLIENTID[32];
// ============================================================================
// FUNÇÕES AUXILIARES - Callbacks MQTT
// ============================================================================
void mqttCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length)
{
Serial.print("[MQTT] Mensagem em [");
Serial.print(topic);
Serial.println("]");
// Copia payload para buffer null-terminated
char buf[64];
int n = (length < (int)sizeof(buf) - 1) ? length : (int)sizeof(buf) - 1;
memcpy(buf, payload, n);
buf[n] = '\0';
Serial.print("[MQTT] payload: ");
Serial.println(buf);
// Processa tópicos
if (strcmp(topic, "academia/reps") == 0) {
int v = atoi(buf);
if (!isnan(v)) {
Serial.print("[MQTT] reps = ");
Serial.println(v);
max_reps = v;
}
} else if (strcmp(topic, "academia/sets") == 0) {
int v = atoi(buf);
if (!isnan(v)) {
Serial.print("[MQTT] sets = ");
Serial.println(v);
sets = v;
}
} else if (strcmp(topic, "academia/t_descanso") == 0) {
int v = atoi(buf);
if (!isnan(v)) {
Serial.print("[MQTT] t_descanso = ");
Serial.println(v);
t_descanso = v;
}
}
}
// ============================================================================
// FUNÇÕES AUXILIARES - Conectividade
// ============================================================================
// Conecta o ESP32 à rede WiFi
void connectWiFi()
{
Serial.print("[WiFi] Conectando...");
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
int attempts = 0;
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && attempts < 20) {
delay(500);
Serial.print(".");
attempts++;
}
Serial.println("\r\n[WiFi] Conectado!");
}
// Inscreve em tópicos MQTT para receber atualizações de limiares
void mqttSubscribe()
{
Serial.println("[MQTT] Conectado!");
for (int i = 0; i < MQTT_SUB_COUNT; ++i) {
if (mqtt.subscribe(MQTT_SUB_TOPICS[i])) {
Serial.print("[MQTT] Tópico: ");
Serial.println(MQTT_SUB_TOPICS[i]);
}
}
}
// Conecta ao broker MQTT
void connectMQTT()
{
mqtt.setServer(MQTT_BROKER, MQTT_PORT);
mqtt.setCallback(mqttCallback);
while (!mqtt.connected()) {
Serial.println("[MQTT] Conectando...");
if (mqtt.connect(MQTT_CLIENTID)) {
mqttSubscribe();
break;
} else {
Serial.print("[MQTT] Falha rc=");
Serial.println(mqtt.state());
delay(2000);
}
}
}
// ============================================================================
// FUNÇÕES AUXILIARES - Sensores
// ============================================================================
// Lê valores de aceleração do sensor MPU
void amostraMPU()
{
sensors_event_t a, g, temp;
mpu.getEvent(&a, &g, &temp);
float magnitudeAceleracao = sqrt(
a.acceleration.x * a.acceleration.x
+ a.acceleration.y * a.acceleration.y
+ a.acceleration.z * a.acceleration.z);
float aceleracaoCorrigida = magnitudeAceleracao - 9.81;
aceleracaoFiltrada = FILTER_ALPHA * aceleracaoFiltrada + (1.0 - FILTER_ALPHA) * aceleracaoCorrigida;
detectarRepeticao(aceleracaoFiltrada);
}
// ============================================================================
// FUNÇÕES - Detecção de alarmes
// ============================================================================
// Verifica qual alarme deve ser ativado baseado nos limites
void detectarRepeticao(float sinal)
{
unsigned long agora = millis();
switch (estado) {
case OCIOSO:
if (sinal > TH_START) {
t_inicio = agora;
aceleracaoPico = sinal;
estado = SUBINDO;
// Inicia acumulação de frequência cardíaca para esta repetição
somaFrequenciaCardiaca = 0;
contagemFrequenciaCardiaca = 0;
}
break;
case SUBINDO:
if (sinal > aceleracaoPico)
aceleracaoPico = sinal;
if (sinal < aceleracaoAnterior) {
t_pico = agora;
estado = DESCENDO;
}
break;
case DESCENDO:
if (sinal < TH_END) {
t_fim = agora;
analisarRepeticao();
verificarSerie();
}
break;
}
// Se estamos no meio de uma repetição, acumula a frequência cardíaca atual
if (estado != OCIOSO) {
somaFrequenciaCardiaca += (unsigned long)frequenciaCardiacaAtual;
contagemFrequenciaCardiaca++;
}
aceleracaoAnterior = sinal;
}
void analisarRepeticao()
{
unsigned long tempoTotal = t_fim - t_inicio;
unsigned long tempoSubida = t_pico - t_inicio;
unsigned long tempoDescida = t_fim - t_pico;
bool ruim = false;
Serial.print("Total: ");
Serial.print(tempoTotal);
Serial.print(" ms");
if (aceleracaoPico < MIN_PEAK_AMPLITUDE) {
Serial.print(" | Repetição parcial");
ruim = true;
}
if (tempoTotal < MIN_REP_TIME) {
Serial.print(" | Muito rápido");
ruim = true;
}
if (tempoTotal > MAX_REP_TIME) {
Serial.print(" | Muito lento");
ruim = true;
}
if (tempoDescida < tempoSubida * 0.6) {
Serial.print(" | Deixando cair o peso");
ruim = true;
}
if (!ruim) {
Serial.print(" | Boa repetição");
repeticoes++;
Serial.print(" | Repetição ");
Serial.print(repeticoes);
}
// Calcula e mostra frequência cardíaca média durante a repetição
unsigned int fcMedia = 0;
if (contagemFrequenciaCardiaca > 0) {
fcMedia = (unsigned int)(somaFrequenciaCardiaca / contagemFrequenciaCardiaca);
Serial.print(" | FC média: ");
Serial.print(fcMedia);
Serial.print(" bpm");
}
// Zera agregados após uso
somaFrequenciaCardiaca = 0;
contagemFrequenciaCardiaca = 0;
snprintf(msg, sizeof(msg),
"{\"fcm\": %d, \"reptime\": %d, \"timeup\": %d, \"timedown\": %d}",
fcMedia, tempoTotal, tempoSubida, tempoDescida);
mqtt.publish(MQTT_PUB_TOPIC, msg);
Serial.println();
}
void verificarSerie()
{
if (repeticoes >= max_reps && max_reps > 0) {
Serial.println("[SÉRIE] Série finalizada, iniciando descanso...");
repeticoes = 0;
estado = DESCANSO;
set++;
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
if (set >= sets && sets > 0) {
Serial.println("[TREINO] Treino finalizado, parabéns!");
set = 0;
}
} else {
estado = OCIOSO;
}
}
// ============================================================================
// FUNÇÕES - Inicialização
// ============================================================================
// Inicializa o ESP32 e configura os periféricos
void setup()
{
Serial.begin(115200);
delay(100);
Serial.println("\n[SETUP] Iniciando sistema...");
// Gera ID único MQTT
snprintf(MQTT_CLIENTID, sizeof(MQTT_CLIENTID), "esp32_%08X",
(uint32_t)(ESP.getEfuseMac() & 0xFFFFFFFF));
// Conecta
connectWiFi();
connectMQTT();
while (!mpu.begin()) {
Serial.println("MPU6050 not connected!");
delay(1000);
}
mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_4_G);
mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_500_DEG);
mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ);
Serial.println("MPU6050 ready!");
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
Serial.println("[SETUP] Pronto!\n");
}
// ============================================================================
// LOOP PRINCIPAL
// ============================================================================
// Loop principal - executa continuamente
void loop()
{
if (!mqtt.connected()) {
connectMQTT();
}
mqtt.loop();
if (millis() - ultimaAmostra >= SAMPLE_PERIOD_MS && estado != DESCANSO) {
// Verifica MQTT
int16_t valorPulso = analogRead(PULSE_PIN);
// Converter valorPulso para tensão
float tensao = valorPulso * (5.0 / 4095.0);
// Atualiza frequência cardíaca atual (valor usado nas acumulações)
frequenciaCardiacaAtual = (int)((tensao / 3.3) * 675);
ultimaAmostra += SAMPLE_PERIOD_MS;
amostraMPU();
} else if (millis() - t_fim >= t_descanso * 100 && estado == DESCANSO) {
estado = OCIOSO;
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
Serial.println("[DESCANSO] Descanso finalizado, pronto para próxima série.");
}
}

13
wokwi.toml Normal file
View File

@@ -0,0 +1,13 @@
# Wokwi Configuration File
# Reference: https://docs.wokwi.com/vscode/project-config
[wokwi]
version = 1
firmware = '.pio/build/esp32/firmware.bin'
elf = '.pio/build/esp32/firmware.elf'
[[chip]]
name = 'heartrate'
binary = 'chips/heartrate.chip.wasm'