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Código Arduino e vídeo para o sensor de temperatura e umidade DHT22 com display TM1637 e relé

Neste tutorial, exploraremos como usar um sensor de temperatura e umidade DHT22 em conjunto com um display TM1637 e um relé para controlar uma carga CA, como um aquecedor ou ventilador. O objetivo é ligar a carga quando a temperatura atingir 50 graus Celsius e desligá-la quando cair abaixo desse limite. Esta configuração é ideal para manter níveis de temperatura desejados em um ambiente controlado.

Para isso, escreveremos um programa para Arduino que lê os dados de temperatura e umidade do sensor DHT22, exibe a temperatura no display TM1637 e controla o relé com base nas leituras de temperatura. Para maior clareza, você pode conferir o vídeo (no minuto 10:00).

Hardware explicado

Os principais componentes deste projeto incluem o sensor DHT22, o display TM1637, o módulo relé e uma placa Arduino. O sensor DHT22 é responsável por medir a temperatura e a umidade, fornecendo uma saída digital que o Arduino pode ler facilmente. O display TM1637 é usado para mostrar as leituras de temperatura em um formato amigável ao usuário, enquanto o módulo relé permite controlar com segurança dispositivos de alta tensão, como aquecedores e ventiladores.

O sensor DHT22 tem três pinos: VCC (alimentação), GND (terra) e DATA (saída). O display TM1637 usa quatro pinos para alimentação, terra, clock e comunicação de dados. O módulo relé conecta-se ao Arduino e atua como um interruptor para a carga AC, garantindo operação segura ao controlar dispositivos que exigem tensão mais alta.

Detalhes da ficha técnica

• Certifique-se de fornecer alimentação adequada (3,3 V - 6 V) ao DHT22.
• Use resistores pull-up na linha de dados, se necessário.
• Permita que as leituras do sensor se estabilizem para obter dados precisos.
• Verifique duas vezes as conexões dos pinos para evitar falhas de comunicação.
• Tenha cautela com cargas de CA; garanta isolamento e segurança adequados.
• Instale um dissipador de calor no relé se estiver controlando cargas elevadas.
• Use técnicas de debounce, se necessário, ao ler os dados do sensor.
• Mantenha o sensor DHT22 protegido da luz solar direta para leituras precisas.

Instruções de fiação

Para fazer a fiação dos componentes, comece conectando o sensor DHT22. Conecte o pino VCC ao pino 5V do Arduino, o pino GND ao terra (GND) e o pino DATA ao pino digital 9 do Arduino.

Em seguida, ligue o display TM1637. Conecte o pino VCC ao pino 5V do Arduino, o pino GND ao terra, o pino CLK (clock) ao pino digital 2 e o pino DIO (dados) ao pino digital 3. Para o módulo de relé, conecte o pino VCC ao pino 5V, o pino GND ao terra e o pino de controle (sinal) ao pino digital 7. Por fim, certifique-se de que a carga AC esteja conectada com segurança ao módulo de relé, seguindo as instruções do fabricante.

Exemplos de código e guia passo a passo

O código a seguir inicializa o sensor DHT22 e o display TM1637. Ele configura os pinos necessários e se prepara para ler os dados de temperatura.

#include 
#define CLK 2
#define DIO 3
#define DHTPIN 9
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RELAY, OUTPUT);
  dht.begin();
}

Neste trecho, incluímos as bibliotecas necessárias e definimos os pinos para o display TM1637 e para o sensor DHT22. A função setup inicializa a comunicação serial e configura o pino do relé como saída.

A função loop obtém a temperatura e controla o relé com base na leitura da temperatura. Se a temperatura exceder 50 graus, o relé é ativado.

void loop() {
  delay(TEST_DELAY);
  int temp = round(getTemp("c"));
  display.showNumberDec(temp, false, 3, 1);
  if(temp > 50) {
    digitalWrite(RELAY, LOW);
  } else {
    digitalWrite(RELAY, HIGH);
  }
}

Este trecho de código demonstra como ler a temperatura, exibi-la e controlar o relé. A temperatura é arredondada e exibida no TM1637, e o relé é ligado ou desligado com base no limite de temperatura.

Para uma compreensão mais abrangente, consulte o código completo disponibilizado abaixo do artigo.

Demonstração / O que esperar

Ao executar o programa, você deve ver a temperatura exibida no TM1637. Quando a temperatura exceder 50 graus Celsius, o relé será ativado, ligando a carga AC conectada. Por outro lado, quando a temperatura cair abaixo de 50 graus, o relé será desativado, desligando a carga. Tenha cuidado com polaridade invertida e garanta conexões adequadas para evitar danos aos componentes (no vídeo às 12:30).

Marcas de tempo do vídeo

• 00:00- Introdução
• 02:15- Explicação da fiação
• 05:00- Apresentação do Código
• 10:00- Demonstração
• 12:30- Problemas comuns

Imagens

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wirig relay module to AC load

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wirig relay module to AC load

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

/*
 * Original code from TM1637 https://github.com/avishorp/TM1637
 * Original code and library for DHT22 https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
 * Watch the video for this code https://youtu.be/xD8wHXDzLkQ 
 * Other Arduino library and videos https://robojax.com
 */
 /*

 * Modified for Robojax video on January 10, 2018
 * by Ahmad Nejrabi, in Ajax, Ontario, Canada
 */
 
// ****** Start of TM1637 Display code 
#include <Arduino.h>
#include <TM1637Display.h>
// Module connection pins (Digital Pins)
#define CLK 2
#define DIO 3
// The amount of time (in milliseconds) between tests
#define TEST_DELAY   1000
TM1637Display display(CLK, DIO);
// ****** end of TM1637 Display code 

// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors
// Written by ladyada, public domain
// updated by Ahmad for Robojax.com videos.
// on January 10, 2018 in Ajax, Ontario, Canada

// ****** Start of DHT code 
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 9     // what digital pin we're connected to
// Uncomment whatever type you're using!
//#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
// ********** end of DHT22 code

#define RELAY 7 // the pin connected to relay
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("DHT22 Robojax Test with Display");
  pinMode(RELAY,OUTPUT);// set RELAY pin as output

  dht.begin();  
}

void loop()
{
  delay(TEST_DELAY);// wait
  // **** TM1637 code start
  display.setBrightness(0x0f);// set brightness
  uint8_t data[] = { 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 };// clear display values
  display.setSegments(data);//clear display
  // **** TM1637 code end
  

  // Robojax.com test video
  Serial.println(getTemp("c"));

  int temp = round(getTemp("c"));
  
  display.showNumberDec(temp, false, 3,1);
 if(temp >50 )
 {
  digitalWrite(RELAY, LOW);
 }else{
  digitalWrite(RELAY, HIGH);
 }


}// loop end


/*
 * getTemp(String req)
 * returns the temperature related parameters
 * req is string request
 * getTemp("c") will return temperature in Celsius
 * getTemp("hic") will return heat index in Celsius
 * getTemp("f") will return temperature in Fahrenheit
 * getTemp("hif") will return temperature in Fahrenheit
  * getTemp("h") will return humidity
 */
float getTemp(String req)
{

  // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
  // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
  float h = dht.readHumidity();
  // Read temperature as Celsius (the default)
  float t = dht.readTemperature();
  // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
  float f = dht.readTemperature(true);

  // Compute heat index in Fahrenheit (the default)
  float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
  // Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
  float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

  // Check if any reads failed and exit early (to try again).
  if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return 0.0;
  }
  // Compute heat index in Kelvin 
  float k = t + 273.15;
  if(req =="c"){
    return t;//return Celsius
  }else if(req =="f"){
    return f;// return Fahrenheit
  }else if(req =="h"){
    return h;// return humidity
  }else if(req =="hif"){
    return hif;// return heat index in Fahrenheit
  }else if(req =="hic"){
    return hic;// return heat index in Celsius
  }else if(req =="k"){
    return k;// return temperature in Kelvin
  }else{
    return 0.000;// if no request found, return 0.000
  }
 
}