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Lição 35-1: Usando o Sensor de Temperatura HTU21D

Neste tutorial, vamos explorar como usar o sensor de temperatura e umidade HTU21D com um Arduino. O HTU21D é um sensor compacto que se comunica via I2C, facilitando a interface com microcontroladores. Ao final desta lição, você será capaz de ler os valores de temperatura e umidade e exibi-los através do monitor serial do Arduino.

Para este projeto, vamos utilizar a biblioteca Adafruit especificamente projetada para o sensor HTU21D. A biblioteca simplifica o processo de leitura dos dados do sensor, permitindo que nos concentremos na integração do sensor em nossos projetos. Você pode esperar ver as leituras de temperatura do sensor em Celsius, Fahrenheit e Kelvin, bem como a porcentagem de umidade relativa (no vídeo às 03:15).

Hardware Explicado

O componente principal deste projeto é o sensor de temperatura e umidade HTU21D. Este sensor opera com uma tensão de alimentação de 1,5 a 3,6 volts e consome muito pouca energia, tornando-o ideal para dispositivos alimentados por bateria. Ele se comunica com o Arduino usando o protocolo I2C, exigindo apenas duas linhas de dados: SDA para dados e SCL para o clock.

Para alimentar o sensor, nós o conectaremos a uma fonte de 3.3V ou 5V, dependendo do módulo específico que você está usando. A versão da Adafruit inclui um regulador de tensão, permitindo que funcione perfeitamente com ambos os níveis de voltagem. Essa flexibilidade o torna uma excelente escolha para várias aplicações.

Detalhes da Ficha Técnica

• Assegure níveis de tensão adequados para evitar danificar o sensor.
• Use resistores de pull-up nas linhas I2C se não estiverem incluídos no módulo.
• Mantenha os fios curtos para minimizar a interferência na comunicação I2C.
• Considere o dissipador de calor se usado em ambientes de alta temperatura.
• Verifique a orientação do sensor para garantir conexões de pinos corretas.

Instruções de Fiação

Para conectar o sensor HTU21D ao seu Arduino, comece ligando o pino VCC do sensor ao pino de alimentação de 3,3V no Arduino. Em seguida, conecte o pino GND do sensor ao pino de terra (GND) no Arduino. Depois, conecte o pino SDA do sensor ao pino analógico A4 do Arduino, que serve como a linha de dados I2C. Por fim, conecte o pino SCL do sensor ao pino analógico A5, que atua como a linha de relógio I2C. Certifique-se de que suas conexões estejam seguras para evitar leituras intermitentes.

Para clareza, se você estiver usando uma placa diferente, certifique-se de identificar os pinos corretos para SDA e SCL, pois podem variar. Esta configuração de fiação permitirá que o Arduino se comunique com o sensor HTU21D de forma eficaz (no vídeo às 05:00).

Exemplos de Código e Guia

Abaixo está um trecho da função de configuração que inicializa a comunicação serial e verifica se o sensor foi encontrado:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!htu.begin()) {
    Serial.println("Couldn't find sensor!");
    while (1);
  }
}

Este código inicia a comunicação serial a uma taxa de transmissão de 9600 e tenta inicializar o sensor HTU21D. Se o sensor não for detectado, ele exibirá uma mensagem de erro e interromperá a execução.

O loop principal do programa lê continuamente os valores de temperatura e umidade:

void loop() {
    Serial.print(getHTU('C'));
    Serial.println("C");
    Serial.print("Humidity:");
    Serial.print(getHTU('H'));
    Serial.println("%");
    delay(1000);
}

Nesta repetição, chamamos a funçãogetHTUcom 'C' para obter a temperatura em Celsius e 'H' para obter a umidade. Os resultados são impressos no monitor serial a cada segundo. Isso permite a observação em tempo real das leituras do sensor.

Além disso, temos uma funçãogetHTUque retorna a temperatura ou umidade com base em uma entrada de caractere:

float getHTU(char type) {
    float temp = htu.readTemperature();
    float rel_hum = htu.readHumidity();
    return (type == 'H') ? rel_hum : temp;
}

Esta função lê a temperatura e a umidade do sensor e retorna o valor apropriado com base no tipo especificado. Esta abordagem modular mantém o código limpo e fácil de manter.

Demonstração / O que Esperar

Após a configuração e execução bem-sucedidas do código, você deve ver os valores de temperatura e umidade impressos no monitor serial. Se você aplicar calor ao sensor, as leituras de temperatura devem aumentar de acordo, enquanto a umidade pode diminuir. Se a temperatura exceder o limite máximo do sensor, pode exibir resultados inesperados, como zero (no vídeo às 12:00).

Marcos do Vídeo

• 00:00- Introdução
• 03:15- Visão geral do sensor
• 05:00- Instruções de fiação
• 10:00- Revisão de código
• 12:00- Demonstração

Imagens

Arduino wiring for HTU21DF light intesity sensor

HTU21D module

HTU21D module-back

Arduino wiring for HTU21DF light intesity sensor

HTU21D module

HTU21D module-back