Neste post, vamos construir um projeto interessante de mini estação meteorológica baseado em Arduino, que pode mostrar temperatura ambiente, umidade, pressão, qualidade do ar e muito mais dados do seu entorno, que podem ser usados para prever o clima em casa.
Se você estiver interessado em meteorologia, este projeto pode ser útil para estudar as condições climáticas locais e mudanças de curto prazo. O projeto proposto é um projeto de estado sólido, o que significa que não existem partes móveis.
Este projeto pode ser colocado em condições internas ou semi-interiores, onde o circuito está longe da luz solar direta ou vento forte ou umidade que pode deteriorar os sensores a bordo.
O design:
O projeto de circuito da mini estação meteorológica proposto é construído em torno do Arduino, que é o cérebro da estação meteorológica que coleta muitos dados de vários sensores e os processa e exibe na tela LCD 16×2.
Você pode escolher sua placa arduino favorita para este projeto. O circuito é composto por três sensores MQ-135, BMP180 e DHT11. Vamos ver o que cada sensor faz em detalhes.
Sensor MQ-135:
O MQ-135 é um sensor de medição da qualidade do ar, que pode detectar dióxido de carbono, álcool, benzeno, fumaça, butano, propano etc. Se a concentração química desses gases estiver alta no ar, então podemos dizer que o ar está poluído.
O sensor pode detectar mudanças na concentração de poluentes no ar e fornecer o nível de tensão apropriado. A tensão de saída do sensor é diretamente proporcional ao nível de concentração química no ar.
A variação de tensão do sensor é alimentada ao Arduino; temos níveis de limiar pré-determinados no programa. Quando cruza o nível de limiar, o microcontrolador nos diz se o ar é seguro ou não.
Diagrama de circuito
O diagrama acima mostra o diagrama de fiação. Este sensor necessita de alimentação externa de 5V, pois possui elemento de aquecimento dentro do sensor que consome em torno de 1 Watt. A energia do pino de alimentação do arduino não pode fornecer corrente mais alta.
O elemento de aquecimento mantém o sensor aquecido e ajuda a amostrar a quantidade apropriada de concentração química no ar. O sensor leva cerca de alguns minutos para atingir a temperatura ideal.
Sensor DHT11:
O sensor DHT11 é popularmente conhecido como sensor de temperatura e umidade. Ele pode medir a temperatura e a umidade do ambiente, como o nome sugere.
É um dispositivo de 4 pinos, mas apenas 3 deles são usados. Pode parecer um componente muito simples, mas possui um microcontrolador dentro do sensor que passa os dados em formato digital para a placa arduino.
Ele envia dados de 8 bits a cada segundo para o arduino, para decodificar o sinal recebido, precisamos incluir a biblioteca no código que foi projetada para lidar com isso. O link para a biblioteca é fornecido na parte posterior do artigo.
Diagrama de circuito:
A conexão do circuito do sensor ao arduino é muito simples. A saída do sensor é conectada ao pino A1 do arduino. A alimentação Vcc e GND são conectados aos pinos de alimentação do arduino.
Nota: Certifique-se de que seu sensor tenha resistor de pull-up integrado, se não tiver um; conecte um resistor pull-up de 4,7K no pino de saída do sensor DHT11.
Sensor BMP180:
O BMP180 é um sensor barométrico; ele pode medir a pressão atmosférica, altitude e temperatura. A medição de temperatura deste sensor é negligenciada, pois temos um sensor dedicado para medir a temperatura ambiente.
O sensor mede a altitude do setup a partir do nível do mar, também é um dos parâmetros utilizados em meteorologia.
Diagrama de circuito:
Ele usa o protocolo de comunicação I2C, o pino SDA vai para A4 do arduino e SCL vai para A5 do arduino. O Vcc e o GND são conectados aos pinos de alimentação do arduino.
Conexão LCD:
O visor LCD mostra todos os dados dos sensores. A conexão entre o display LCD e o arduino é padrão; podemos encontrar conexões semelhantes em muitos outros projetos baseados em LCD. Ajuste o potenciômetro de 10K para melhor visibilidade do display LCD.
Protótipo do autor:
Aqui está o protótipo do autor de um mini circuito de monitor meteorológico onde todos os sensores mostrados nos esquemas são conectados à placa Arduino.
Nota: A conexão do circuito de cada sensor e display LCD deve ser conectada a uma única placa Arduino. Demos uma conexão de sensor discreta em cada esquema para evitar confusão ao duplicar o circuito.
Baixe os arquivos da Biblioteca antes de carregar o código:
Biblioteca DHT11: https://arduino-info.wikispaces.com/file/detail/DHT-lib.zip
Biblioteca BMP180: github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified.git
Código do programa:
#include
#include
#include
#include
#define DHTxxPIN A1
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
dht DHT;
Adafruit_BMP085 bmp;
int ack;
int input = A0;
unsigned long A = 1000L;
unsigned long B = A * 60;
unsigned long C = B * 2;
int low = 300;
int med = 500;
int high = 700;
int x = 4000;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sensors are");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("getting ready");
delay(C);
}
void loop()
{
ack=0;
int chk = DHT.read11(DHTxxPIN);
switch (chk)
{
case DHTLIB_ERROR_CONNECT:
ack=1;
break;
}
if(ack==0)
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Temp(*C)= ");
lcd.print(DHT.temperature);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Humidity(%) = ");
lcd.print(DHT.humidity);
delay(x);
}
if(ack==1)
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("NO DATA");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Check Sensor");
delay(x);
}
if (!bmp.begin())
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("BMP180 sensor");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("not found");
while (1) {}
}
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("----Pressure---- ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(bmp.readPressure());
lcd.print(" Pascal");
delay(x);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("----Altitude----");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(bmp.readAltitude(101500));
lcd.print(" meter");
delay(x);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Air Quality:");
if(analogRead(input)==0)
{
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Sensor Error");
delay(x);
}
if(analogRead(input)<=low && analogRead(input)>0)
{
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" GOOD");
delay(x);
}
if(analogRead(input)>low && analogRead(input)
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" GETTING BAD");
delay(x);
}
if(analogRead(input)>=med && analogRead(input)
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" VERY POOR");
delay(x);
}
if(analogRead(input)>=high)
{
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" WORST");
delay(x);
}
}
NOTA:
O circuito explicado da mini estação meteorológica leva 2 minutos para mostrar as leituras do sensor, até então exibir “Os sensores estão se preparando”. Isso ocorre porque o sensor MQ-135 leva 2 minutos para atingir a temperatura operacional ideal.
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FONTE
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