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Lição 35-2: Usando o Sensor de Temperatura HTU21D - Código Personalizado

Neste tutorial, exploraremos como usar o sensor de temperatura HTU21D com Arduino para medir temperatura e umidade. O HTU21D é um sensor confiável e de baixo consumo de energia que se comunica via I2C, facilitando sua integração em seus projetos. Ao final desta aula, você terá um código funcional que lê temperatura em Celsius, Fahrenheit e Kelvin, além da umidade relativa.

Antes de mergulharmos nas conexões e no código, é essencial compreender os componentes envolvidos. O sensor HTU21D requer conexões mínimas: energia, terra e dois fios I2C para transferência de dados. Essa simplicidade o torna uma excelente escolha para várias aplicações, desde estações meteorológicas até dispositivos de casas inteligentes. Para um guia visual, consulte o vídeo no timestamp 03:45.

Hardware Explicado

O componente principal deste projeto é o sensor HTU21D, que mede temperatura e umidade. Este sensor pode operar com tensões de 1,5V a 3,6V, tornando-o versátil para diferentes aplicações. Ele fornece leituras de alta resolução, com medições de temperatura variando de -40°C a +125°C e leituras de umidade com uma resolução de 0,04%.

Além disso, o sensor utiliza comunicação I2C, que requer dois pinos: SDA (linha de dados) e SCL (linha de clock). Isso permite uma fácil integração com Arduino e outros microcontroladores sem a necessidade de fiações complexas. A biblioteca Adafruit simplifica a interação com o sensor, lidando com a recuperação de dados e protocolos de comunicação de forma integrada.

Detalhes da Ficha Técnica

• Garanta o fornecimento de energia correto para evitar danos ao sensor.
• Use resistores de pull-up nas linhas SDA e SCL se não estiverem integrados.
• Mantenha as conexões do sensor curtas para minimizar o ruído.
• Monitore a voltagem durante a operação para manter a estabilidade.
• Considere usar um capacitor para desacoplamento próximo aos pinos de alimentação.

Instruções de Fiação

Para conectar o sensor de temperatura HTU21D, comece ligando a energia e o aterramento. Conecte o pino esquerdo do sensor a uma fonte de 3,3V, garantindo que ela possa suportar a tensão exigida. O segundo pino, normalmente marcado em vermelho, deve ir para o aterro.

Em seguida, conecte o pino SDA do sensor ao pinoA4no Arduino, que serve como a linha de dados para comunicação I2C. Em seguida, conecte o pino SCL ao pinoA5, que atua como a linha de relógio. Certifique-se de que essas conexões estão seguras, pois fios soltos podem levar a leituras intermitentes ou falha na comunicação com o sensor.

Exemplos de Código e Passo a Passo

No texto, começamos incluindo as bibliotecas necessárias e inicializando o sensor. A linhaAdafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF();cria uma instância da classe sensor. Nasetup()função, iniciamos a comunicação serial e verificamos se o sensor está conectado corretamente.

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

Este trecho verifica se o sensor está funcionando corretamente. Se não estiver, ele imprime uma mensagem de erro e interrompe o programa. No aloop()função, lemos os valores de temperatura e umidade continuamente.

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

Aqui, a funçãogetHTU()é chamado com diferentes parâmetros para recuperar a temperatura em Celsius e a umidade. O atraso garante que as medições sejam feitas a cada segundo, proporcionando uma saída suave no monitor serial. O código completo está disponível para referência abaixo do artigo.

Demonstração / O que Esperar

Uma vez que tudo esteja ligado corretamente e o código esteja carregado, você deverá ver as leituras de temperatura e umidade impressas no monitor serial. A temperatura será exibida em Celsius, seguida pela porcentagem de umidade correspondente. Se você aplicar calor ao sensor, deverá observar a temperatura subir de acordo (no vídeo às 10:15).

Tenha cuidado com os limites do sensor; se a temperatura ultrapassar 125°C, pode retornar uma leitura incorreta ou exibir zero. Sempre garanta que suas conexões estejam seguras e que o sensor esteja alimentado corretamente para evitar problemas durante a operação.

Marcas de Tempo do Vídeo

• 00:00Introdução
• 03:45Fiação do Sensor
• 05:30Revisão do Código
• 10:15Demonstração
• 12:00Conclusão

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

/*
 * Robojax Arduino Step-by-Step Course
 * Part 4: Temperature Sensors
 * Lesson 35: HTU21D Temperature Sensor Custom code
 
 * Written/Updated by Ahmad Shamshiri on July 13, 2019
 * in Ajax, Ontario, Canada

 
  Please watch video instructions here https://youtu.be/LyA0yAKlf9E
 This code is available at http://robojax.com/course1/?vid=lecture35
 
with over 100 lectures free on YouTube. Watch it here http://robojax.com/L/?id=338
Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  
If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating.
Make a donation using PayPal http://robojax.com/L/?id=64

 * Code is available at http://robojax.com/learn/arduino

 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact.
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>. 
    
	
 */ 
 /*

 
**************************************************
*
  This is an example for the HTU21D-F Humidity & Temperature Sensor

  Designed specifically to work with the HTU21D-F sensor from Adafruit
  ----> https://www.adafruit.com/products/1899

  These displays use I2C to communicate; 2 pins are required to
  interface
 ***************************************************
*/

#include <Wire.h>
#include "Adafruit_HTU21DF.h"

// Connect Vin to 3-5VDC
// Connect GND to ground
// Connect SCL to I2C clock pin (A5 on UNO)
// Connect SDA to I2C data pin (A4 on UNO)

Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF();

void setup() {
//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  	
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Robojax.com");
  Serial.println("HTU21D-F test");

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

void loop() {
//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  
    Serial.print(getHTU('C'));
    printDegree();
    Serial.println("C");
    
    Serial.print(getHTU('F'));
    printDegree();
    Serial.println("F");

    Serial.print(getHTU('K'));
    Serial.println("K");    
    Serial.println(" ");  

    Serial.print("Humidity:");
    Serial.print(getHTU('H'));
    Serial.println("%");

    if(getHTU('C') <81)
    {
      //digitalWrite(5, LOW);
          
    }
    delay(1000);
}


/*
 * @brief returns temperature or relative humidity
 * @param "type" is character
 *     C = Celsius
 *     K = Kelvin
 *     F = Fahrenheit
 *     H = Humidity
 * @return returns one of the values above
 * Usage: to get Fahrenheit type: getHTU('F')
 * to print it on serial monitor Serial.println(getHTU('F'));
 * Written by Ahmad Shamshiri on July 13, 2019
 * in Ajax, Ontario, Canada
 * www.Robojax.com 
 */
float getHTU(char type)
{
	//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  
  float value;
    float temp = htu.readTemperature();
    float rel_hum = htu.readHumidity();
   if(type =='F')
   {
    value = temp *9/5 + 32;//convert to Fahrenheit 
   }else if(type =='K')
   {
    value = temp + 273.15;//convert to Kelvin
   }else if(type =='H')
   {
    value = rel_hum;//return relative humidity
   }else{
    value = temp;// return Celsius
   }
   return value;
}//


/*
 * @brief prints degree symbol on serial monitor
 * @param none
 * @return returns nothing
 * Written by Ahmad Shamshiri on July 13, 2019
 * for Robojax Tutorial Robojax.com
 */
 void printDegree()
{
    Serial.print("\xC2"); 
    Serial.print("\xB0");  
}