MediBox F401CC

MediBox

Sistema embarcado para auxílio à rotina de medicação, desenvolvido com a placa BlackPill STM32F401CCU6. O equipamento permite configurar um horário diário, mantém data e hora por meio do RTC DS3231, apresenta as informações em um display OLED e emite alertas sonoro e visual. A abertura da tampa, detectada por reed switch, confirma o acesso ao medicamento.

Guia rápido para avaliação

Os principais materiais da entrega estão disponíveis nos links abaixo:

• Memorial descritivo do projeto
• Apresentação final
• Projeto de firmware para STM32CubeIDE
• Projeto eletrônico e da PCB no KiCad
• Arquivos Gerber e de furação
• Lista de materiais e estimativa de custos
• Relatórios e testes de validação
• Datasheets dos componentes

Estrutura da entrega

MediBox/
├── datasheets/                 # Datasheets dos componentes utilizados
├── docs/                       # Memorial e relatórios auxiliares de ERC/DRC
├── firmware/
│   └── MediBox_F401CC/         # Projeto completo do STM32CubeIDE
│       ├── Core/               # Código-fonte da aplicação e drivers
│       ├── Drivers/            # CMSIS e STM32 HAL
│       ├── Debug/              # Binário, ELF, mapa e artefatos da compilação
│       └── MediBox_F401CC.ioc   # Configuração do STM32CubeMX
├── hardware_PCB/
│   ├── BOM_E_CUSTOS/           # BOM em CSV e orçamento estimado
│   ├── GERBERS_E_FURACAO/      # Arquivos para fabricação da placa
│   ├── MediBox_F401CC_rework_V2_ZERO_ERC_DRC/
│   │   ├── 3D_Models/          # Modelos 3D utilizados no projeto
│   │   ├── *.pretty/           # Bibliotecas locais de footprints
│   │   ├── *.kicad_sym         # Biblioteca local de símbolos
│   │   ├── *.kicad_sch         # Esquemático eletrônico
│   │   ├── *.kicad_pcb         # Leiaute da placa
│   │   └── *.kicad_pro         # Arquivo principal do projeto KiCad
│   └── TESTES_E_VALIDACOES/    # ERC, DRC e testes de firmware em host
└── presentation/               # Apresentação final em PDF

Funcionalidades

• configuração da data e da hora do sistema;
• configuração de um horário diário para a medicação;
• relógio de tempo real com RTC DS3231 e bateria de backup;
• exibição de data, hora, alarme e estado da tampa no OLED SSD1306;
• alerta sonoro por buzzer e alerta visual por LED;
• confirmação de abertura da tampa por reed switch;
• interface por três botões com tratamento de debounce;
• indicação visual do estado do RTC pelo LED da BlackPill;
• máquina de estados não bloqueante, executada periodicamente a cada 10 ms.

Funcionamento da interface

Na primeira inicialização, caso o RTC não possua uma data e hora válidas, o sistema conduz o usuário pelo ajuste do relógio. Em seguida é solicitado o horário diário do medicamento.

Quando o horário configurado é atingido, o buzzer e o LED de alerta são acionados. A abertura da tampa muda o estado da dose e encerra a sinalização conforme a máquina de estados do firmware.

O LED de status da BlackPill também informa a condição do RTC por diferentes frequências de piscada: operação normal, horário inválido ou falha de comunicação.

Hardware principal

A relação completa de componentes está em BOM_MediBox.csv. A estimativa consolidada do protótipo está em CUSTO_ESTIMADO.md.

Pinagem utilizada

Firmware

O firmware foi desenvolvido em C com STM32 HAL. A aplicação usa o TIM2 para produzir a base de tempo de 10 ms e organiza as tarefas de forma modular.

Como abrir e compilar

1. Instale o STM32CubeIDE com suporte à família STM32F4.
2. No STM32CubeIDE, selecione File > Import > Existing Projects into Workspace.
3. Informe a pasta firmware/MediBox_F401CC.
4. Selecione o projeto MediBox_F401CC e execute Build Project.
5. Para gravar a BlackPill, conecte um programador ST-Link às interfaces SWDIO, SWCLK, 3V3 e GND.

O projeto utiliza STM32Cube FW_F4 V1.28.3, compilador GCC e clock do sistema configurado em 84 MHz. Os arquivos pré-compilados .bin e .elf também estão na pasta Debug.

Projeto eletrônico e PCB

O projeto principal do KiCad é MediBox_F401CC.kicad_pro. Ele referencia bibliotecas locais de símbolos, footprints e modelos 3D incluídas na própria entrega, permitindo abrir o esquemático e o leiaute sem depender de arquivos externos do autor.

Para fabricação, envie o conteúdo da pasta GERBERS_E_FURACAO ao fabricante da PCB. Ela contém cobre, máscara, serigrafia, contorno, arquivos de furação PTH/NPTH e o arquivo de trabalho Gerber.

Validação

Os relatórios finais foram gerados no KiCad 10.0.4 em 31/07/2026:

A pasta TESTES_HOST_FIRMWARE reúne os fontes de testes complementares executáveis em computador, com simulação das dependências de hardware. Os relatórios intermediários e as linhas de base também permanecem em docs para rastreabilidade.

Documentação técnica

Os datasheets utilizados no dimensionamento, na integração e na conferência das interfaces estão organizados em datasheets. O acervo contempla os principais módulos e componentes do projeto, incluindo o STM32F401CCU6, o RTC DS3231, o display SSD1306 e os dispositivos de acionamento e proteção.

Autoria

Projeto acadêmico desenvolvido por ChaMatteCoder.