HomeSync: a casa inteligente para idosos

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto e desenvolvimento do HomeSync, um sistema de automação residencial de baixo custo e escalável, com foco específico em aumentar a segurança, a autonomia e a qualidade de vida de pessoas idosas. O projeto aborda uma crescente preocupação social relacionada ao envelhecimento da população e ao número cada vez maior de idosos que vivem sozinhos, muitas vezes sem assistência imediata em situações de emergência. Baseado no paradigma da Internet das Coisas (IoT), o HomeSync integra múltiplas tecnologias de sensores e atuadores por meio de uma unidade central de controle, que utiliza o microcontrolador ESP32, em conjunto com o Arduino Uno R3, para expansão das entradas e saídas. O sistema incorpora várias funcionalidades essenciais: controle automatizado de iluminação utilizando sensores de presença, um módulo de detecção de vazamento de gás com alarme sonoro, um varal automatizado que reage aos níveis de umidade detectados por um sensor de solo e uma função crítica de “prova de vida”. Esta última funcionalidade monitora os níveis de atividade física do usuário idoso e dispara alertas para familiares ou cuidadores caso seja detectada uma inatividade prolongada, indicando uma possível emergência. A metodologia de desenvolvimento combinou pesquisa bibliográfica sobre IoT, tecnologias de casas inteligentes e gerontologia com atividades práticas de prototipagem e simulação de circuitos, utilizando o Tinkercad e a IDE Arduino (ambiente de programação C++). Testes extensivos foram conduzidos para validar cada subsistema de forma independente e, posteriormente, de maneira integrada, garantindo a estabilidade e a confiabilidade do sistema em condições reais de uso. Desafios como conflitos de sinais de sensores, limitações de entradas analógicas e otimização da lógica de controle foram solucionados por meio de codificação iterativa, reconfiguração de pinos digitais e analógicos, além da gestão cuidadosa do consumo de energia e dos protocolos de comunicação.

The system incorporates several essential functionalities: automated lighting control using presence sensors, a gas leak detection module with an audible alarm, an automated clothesline that reacts to soil moisture levels detected by a sensor, and a critical "proof of life" function. This last functionality monitors the physical activity levels of the elderly user and triggers alerts to family members or caregivers if prolonged inactivity is detected, indicating a possible emergency. The development methodology combined bibliographic research on IoT, smart home technologies, and gerontology with practical activities of prototyping and circuit simulation using Tinkercad and the Arduino IDE (C++ programming environment). Extensive testing was conducted to validate each subsystem independently and subsequently in an integrated manner, ensuring the stability and reliability of the system under real-world usage conditions. Challenges such as sensor signal conflicts, limitations of analog inputs, and optimization of control logic were addressed through iterative coding, reconfiguration of digital and analog pins, and careful management of energy consumption and communication protocols.