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Sensor de temperatura LM75A com LCD1602 I2C

Neste tutorial, aprenderemos a usar o sensor de temperatura LM75A para exibir leituras de temperatura tanto em Celsius quanto em Fahrenheit em um display LCD1602 usando comunicação I2C. O LM75A pode medir temperaturas que variam de -55°C a +125°C, tornando-o adequado para diversas aplicações. Uma vez que a configuração esteja completa, você poderá ver leituras de temperatura em tempo real no display LCD.

Para este projeto, vamos utilizar o sensor LM75A e o módulo LCD1602 conectados via I2C, o que permite uma fiação mais simples e o uso de menos pinos no Arduino. O objetivo é criar um sistema que leia continuamente a temperatura e a exiba no LCD. Se precisar de esclarecimentos sobre qualquer parte do processo, confira o tutorial em vídeo (no vídeo em 00:00).

Hardware Explicado

Os principais componentes deste projeto incluem o sensor de temperatura LM75A e o display LCD1602. O LM75A é um sensor de temperatura I2C que fornece leituras de temperatura precisas. Ele se comunica com o Arduino por apenas dois fios, SDA (linha de dados) e SCL (linha de relógio), facilitando sua integração em seus projetos.

O LCD1602 é um display de caracteres 16x2 que pode mostrar até 32 caracteres de cada vez. Ao usar a interface I2C, podemos controlá-lo com apenas dois fios adicionais, o que simplifica muito o processo de ligação. A retroiluminação do LCD também pode proporcionar melhor visibilidade em ambientes com pouca luz.

Detalhes da ficha técnica

• Garanta uma alimentação adequada (2,7 V a 5,5 V).
• Use resistores de pull-up nas linhas SDA e SCL, se necessário.
• Verifique a configuração do endereço I2C para vários dispositivos.
• Mantenha a fiação curta para minimizar a interferência.
• Faixa de temperatura do monitor: -55°C a +125°C.
• Use o monitor serial para depurar as leituras de temperatura.
• Trate estados de erro no código de forma eficaz.
• Tenha cuidado com os requisitos de alimentação do display.

Instruções de fiação

Para ligar o sensor de temperatura LM75A e o LCD1602, comece conectando a fonte de alimentação. Conecte o pino VCC tanto do LM75A quanto do LCD1602 ao pino 5V do Arduino. Em seguida, conecte o pino de terra (GND) de ambos os módulos ao pino GND do Arduino.

Em seguida, conecte as linhas de comunicação I2C. O pino SDA do LM75A deve ser conectado ao pino A4 do Arduino, enquanto o pino SCL deve ser conectado ao pino A5. Isso permite a comunicação I2C entre o sensor e o Arduino. Certifique-se de que as conexões estejam seguras para evitar quaisquer erros de comunicação.

Exemplos de código e tutorial passo a passo

No código, primeiro incluímos as bibliotecas necessárias para o sensor LM75A e o display LCD1602. O trecho a seguir demonstra como criar uma instância do sensor LM75A:

LM75A lm75a_sensor(false, false, false);

Esta linha inicializa o objeto do sensor LM75A. Os parâmetros booleanos correspondem aos pinos A0, A1 e A2 do LM75A, permitindo endereços I2C diferentes, se necessário.

Em seguida, configuramos o monitor serial e inicializamos o display LCD:

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin();  
  lcd.backlight();
  lcd.print("Robojax LM75A");
}

Aqui, iniciamos a comunicação serial a 9600 baud e inicializamos o display LCD. A retroiluminação é ligada e uma mensagem inicial é exibida na tela.

No loop principal, lemos continuamente a temperatura e a exibimos:

float temperature_in_degrees = lm75a_sensor.getTemperatureInDegrees();
if (temperature_in_degrees == INVALID_LM75A_TEMPERATURE) {
  Serial.println("Error while getting temperature");
}

Esta seção obtém a temperatura do sensor. Se a leitura for inválida, uma mensagem de erro é enviada ao monitor serial. Caso contrário, a temperatura pode ser processada e exibida no LCD.

Demonstração / O que esperar

Assim que tudo estiver ligado e o código for carregado, você deverá ver as leituras de temperatura no display LCD1602, alternando entre Celsius e Fahrenheit. Se o sensor LM75A estiver funcionando corretamente, ele atualizará continuamente a temperatura exibida a cada segundo. Se houver algum problema, como polaridade invertida ou fiação incorreta, verifique as conexões e certifique-se de que os pinos corretos estejam sendo usados (no vídeo em 00:00).

Imagens

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LM75a-1

LM75a-3

LM75a-12

Arduino_wiring_LM75A_LCD_bb

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LM75a-1

LM75a-3

LM75a-12

Arduino_wiring_LM75A_LCD_bb

/*
 * \brief Show temperature in degrees Celsius and Fahrenheit every second
 *
 * \author Quentin Comte-Gaz <quentin@comte-gaz.com>
 * \date 8 July 2016
 * \license MIT License (contact me if too restrictive)
 * \copyright Copyright (c) 2016 Quentin Comte-Gaz
 * \version 1.0
 * 
 * Modified by Ahmad Shamshiri on July 12, 2018 at 22:40 for Robojax.com
 * in Ajax, Ontario, Canada
 * Watch video instructions for this code: https://youtu.be/hVo_msVMlaI
For this sketch, you need to connect:
VCC to 3.3V or 5V and GND to GND of the Arduino
SDA to A4 and SCL to A5

 */

#include <LM75A.h>

// Create I2C LM75A instance
LM75A lm75a_sensor(false,  //A0 LM75A pin state
                   false,  //A1 LM75A pin state
                   false); //A2 LM75A pin state
// Equivalent to "LM75A lm75a_sensor;"


// start of settings for LCD1602 with I2C
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
// end of settings for LCD1602 with I2C

void setup(void)
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Robojax LM75A Test");
  // initialize the LCD
  lcd.begin();  
  lcd.backlight();
  lcd.print("Robojax LM75A");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Demo"); 
  delay(2000); 
}

void loop()
{
   lcd.clear();// clear previous values from screen
  // Robojax.com LM75A Test
  float temperature_in_degrees = lm75a_sensor.getTemperatureInDegrees();

  if (temperature_in_degrees == INVALID_LM75A_TEMPERATURE) {
    Serial.println("Error while getting temperature");
  } else {
    Serial.print("Temp: ");
    Serial.print(temperature_in_degrees);
    Serial.print(" C (");
    float tmpF = LM75A::degreesToFahrenheit(temperature_in_degrees);
    Serial.print(tmpF);
    Serial.println(" F)");
  lcdDisplay(
             // to print Celsius:
             0, // character 0 
             0, // line 0
             "Celsius: ", 

             // to print Celsius
             11, // character 10
             0, // line 0
             temperature_in_degrees 
             );  

  lcdDisplay(
             // to print Fahrenheit:
             0, // character 0 
             1, // line 1
             "Fahrenheit: ", 

             // to print Fahrenheit
             11, // character 9
             1, // line 0
             tmpF   
             );                 
  }

  delay(1000);
}


/*
 * lcdDisplay(int tc, int tr, String title, int vc, int vr, float value)
 * displays value and title on LCD1602
 * How to use:
 * If you want to display: "Voltage: 13.56mV" starting from the first character
 * on the second row.
 * use:
 * lcdDisplay(0, 1, "Voltage: ", 13.56)
 *   
 * tc  is the character number  (0)
 * tr is the row number in the LCD (1)
 * title is the text ("Voltage:")
 * vc is the character number for the value
 * vr is the row number for the value
 * value is the value (13.56)
 */
void lcdDisplay(int tc, int tr, String title, int vc, int vr, float value)
{
   // Robojax.com LCD1602 for LM75A Demo
   lcd.setCursor (tc,tr); //
   lcd.print(title);
   
   lcd.setCursor (vc,vr); //
   lcd.print(value);
 
}