Objetivo

Neste projeto vamos criar um circuito onde utilizamos um sensor de temperatura e umidade DHT11 e um Led RGB como alarme. De acordo com as temperaturas lidas no sensor obteremos as cores do led RGB que irão variar entre vermelho, verde e azul. Também neste projeto poderemos visualizar os valores de temperatura e umidade em um display LCD e no monitor serial do IDE do Arduino.

Sensor DHT11 - O DHT11 é um sensor básico de baixo custo utilizado para a medição de temperatura e umidade do ar ambiente através de um termistor e um sensor capacitivo. Existem várias versões diferentes do DHT11 com a mesma aparência e número de pinos. Portanto é importante verificar o data sheet do componente para obter suas características principais. No nosso projeto as características estão descritas na tabela de componentes.

Led RGB - O LED RGB nada mais é que três Leds em um só, ele é formado por um vermelho (R de red), um verde (G de green) e um azul (B de blue). Associando as cores dos três Leds é possível se obter várias possibilidades de cores.

Aplicação

Para fins didáticos e projetos onde é necessária a medição de temperatura e/ou umidade do ambiente.

Componentes necessários

Referência	Componente	Quantidade	Imagem	Observação
Protoboard	Protoboard 830 pontos Comprar	1		No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos
Jumpers	Kit cabos ligação macho / macho Comprar	1
Display LCD	Display LCD 16X2 com pinos soldados Comprar	1		LCD que utilize o controlador HD44780 (veja na descrição ou datasheet do componente) O display poderá ser de qualquer cor (fundo verde, azul ou vermelho)
Potenciômetro	Potenciômetro 1OK Comprar	1		O valor do potenciômetro aumenta quando giramos o eixo do componente na direção do polo negativo para o polo positivo. Obs.: Se não possuir potenciômetro de 10KΩ você poderá utilizar um de outro valor, de 1kΩ até 100kΩ.
Push Button	Push button 6X6X5mm Comprar
Sensor de Temperatura e Umidade DHT11	Sensor de Temperatura DHT11 Comprar	1		Características do DHT11 utilizado neste exemplo: Tensão de alimentação: 3,3V a 5,5V Umidade relativa: 20% a 95% (precisão de 5%) Temperatura: 0 a 50 ºC (precisão de 2%) Intervalo entre medições: mínimo 2s Corrente de utilização: 2,5mA datasheet
Led RGB	Led RGB 5mm Comprar	1		Você poderá utilizar um LED RGB ânodo ou cátodo (difuso ou de alto brilho) Você poderá substituir o Led RGB por 3 Leds 5mm comuns, sendo 1 vermelho, 1 verde e um azul (difuso ou de alto brilho)
Resistor	Resistor Comprar	3		1 Resistor 150Ω (vermelho) 2 Resistores 100Ω (azul e verde) Se precisar usar outros valores, calcule o resistor apropriado para o led utilizado - Calcular Resistor.
Arduino UNO R3	Arduino UNO Original Comprar   Arduino UNO Similar Comprar	1		Você poderá utilizar uma placa Arduino UNO original ou similar

Montagem do Circuito

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar seu Arduino. Lembre-se que o Arduino deve estar totalmente desconectado da força enquanto você monta o circuito.

Atenção

1) Neste projeto vamos utilizar um display LCD 16x2 com controlador HD44780, que se adapta aos mais diversos projetos com vários modelos de placas e microcontroladores. Este display possui 16 colunas por 2 linhas com backlight (luz de fundo) verde, azul ou vermelha e tem 16 pinos para a conexão. Atenção: Utilize um display LCD com os pinos soldados.

2) Preste muita atenção na montagem do dsiplay LCD. Observe que utilizamos os 6 primeiros pinos do LCD, pulamos os 4 próximos e então utilizamos mais 6pinos. Veja a tabela abaixo:

3) Observe que nesse projeto o potenciômetro foi montado como um divisor de tensão, onde utilizamos os 3 terminais do componente:

Obs.: Ao girar o eixo do potenciômetro, o valor da tensão deverá aumentar do negativo para o positivo, ou seja, se a tensão do circuito for 5V, o potenciômetro irá variar de 0 a 5V.

No nosso exemplo, girando-se o eixo do potenciômetro no sentido horário, aumentamos a tensão na entrada do pino 3 do display e diminuímos o contraste dos caracteres com o back light (luz de fundo) até que não é mais possível visualizá-los. Fazendo o contrário, ou seja, diminuindo a tensão até o zero, teremos um contraste máximo entre os caracteres e a luz de fundo.

4) Monte o botão (push button) sem o resistor, pois através da programação vamos habilitar o resistor pull-up interno do Arduino. Desta forma, quando o botão estiver pressionado, o Arduino retornará "LOW" ou "0". Para saber mais sobre circuitos com push button leia: Como usar push button com Arduino (programação).

5) Lembre-se que existem 2 tipos de LED RGB, o ânodo comum e o cátodo comum. Observe que para cada uma das cores existe um terminal, e além disso o quarto terminal (maior) deverá ser conectado ao polo positivo (ânodo comum) e ao polo negativo (cátodo comum).

Veja na imagem abaixo como posicionamos o nosso LED RGB cátodo comum (conectado ao polo negativo GND) no protoboard.

6) A partir destes dados calculamos o valor dos resistores (ou determine através da tabela prática: Tabela prática de utilização de leds 3mm e 5m). Para calcular o valor dos resistores leia: Como calcular o resistor adequado para o led ou utilize o aplicativo: Calculador de Led.

Após os cálculos determinamos os seguintes resistores: 2 resistores de 100Ω (terminais cor verde e azul) e 1 resistor de 150Ω (terminal cor vermelho).

Obs: Se você não tiver os dados do fabricante, utilize como referência os valores dos resistores que mostramos acima, tanto para o LED alto brilho como para o LED difuso. Se não tiver os resistores com os valores exatos ao determinado, utilize resistores com valores mais altos. No nosso exemplo utilizamos 2 resistores de 100Ω (terminais cor verde e azul) e 1 resistor de 150Ω (terminal cor vermelho).

7) Cuidado para não ligar o sensor de temperatura invertido. Ele deve ficar com a face reta virada para frente e conectado da seguinte forma:

Veja como deve ser a montagem no Arduino:

Neste projeto é importante que você deixe o sensor DHT11 distante dos demais componentes. Isto porque vamos colocar o sensor em local com muita umidade.  Veja portanto como deverá ficar a montagem do sensor:

8) A montagem do nosso projeto foi realizada em um protoboard com linhas de alimentação não contínuas, onde acrescentamos jampers para a ligação. Verifique se o seu protoboard possui linhas de alimentação contínuas ou separadas - saiba mais em protoboard

Incluindo bibliotecas no IDE do Arduino

Neste projeto vamos mostrar como adicionar uma biblioteca no IDE do Arduino. Uma das grandes vantagens das placas Arduino é a diversidade de bibliotecas disponíveis que podem ser utilizadas em seus programas. Estas bibliotecas podem ser criadas para a linguagem "C" ou especificamente para o Arduino, reduzindo drasticamente o tempo gasto com programação.

Download dos arquivos da biblioteca do sensor DHT11

Para trabalharmos de forma mais fácil com o sensor DHT, podemos baixar a biblioteca DHTlib que foi desenvolvida para os sensores DHT11, DHT22, DHT33 e DHT44:

DOWNLOAD - DHTlib.zip

Para saber detalhes desta biblioteca clique aqui.

Se você ainda não instalou estas bibliotecas, siga o nosso tutorial: Como incluir uma biblioteca no IDE do Arduino.

Ligando o display LCD

1.Para visualizar o display funcionando, digite o código abaixo no ambiente de desenvolvimento IDE do Arduino. Faça a verificação e o upload:

/*******************************************************************************
*
*          Testando o Display LC 16 X 2
*            http://squids.com.br/arduino
*
*******************************************************************************/
//Carrega a biblioteca LiquidCrystal
#include <LiquidCrystal.h>

//Define os pinos que serão utilizados para ligação ao display
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
//Define LCD 16 colunas por 2 linhas
lcd.begin(16, 2);

//Posiciona o cursor na coluna 0, linha 0;
lcd.setCursor(0,0);
//Envia o texto entre aspas para o LCD
lcd.print("Ola, meu nome e:");

//Posiciona o cursor na coluna 1, linha 1;
lcd.setCursor(1,1);
//Envia o texto entre aspas para o LCD
lcd.print("Squids Arduino");
}

void loop() {

} 

2. Se o display acender e mostrar os caracteres como na figura abaixo, a ligação está correta.

ATENÇÃO: Se o display acender e não mostrar os caracteres provavelmente é em função do contraste. Gire o eixo do potenciômetro no sentido anti-horário para aumentar o contraste. Se mesmo assim o display não mostrar os caracteres, corrija a montagem do circuito e/ou o código.

Comandos do display LCD para a biblioteca LiquidCrystal

No projeto vamos utilizar alguns comandos de controle do display LCD através da biblioteca LiquidCrystal que já vem embutida na IDE do Arduino. Para conhecer todos os comandos desta biblioteca, acesse o link: Comandos display LCD para biblioteca LiquidCrystal e LiquidCrystal Library (Arduino Reference).

Obs.: Para acessarmos uma biblioteca embutida na IDE do Arduino, assim como, para acessarmos um biblioteca local através de um header file, utilizaremos a diretiva #include.

Código do Projeto (Sketch)

1) Faça o dowload e abra o arquivo projeto44.ino no IDE do Arduino: DOWNLOAD - projeto44.ino

Ou se preferir, copie e cole o código abaixo no IDE do Arduino:

/*******************************************************************************
*
*  Projeto 44 - Sensor de temperatura e umidade DHT11 com indicador de led RGB
*                   http://squids.com.br/arduino
*
*******************************************************************************/
#include <dht.h> // Inclui a biblioteca no seu código
#include <LiquidCrystal.h> //Carrega a biblioteca LiquidCrystal nativa na IDE

//Define os pinos que serão utilizados para ligação ao display
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
dht DHT; // Cria um objeto da classe dht

uint32_t timer = 0; // declara a variável timer

const int RED = 10; // Led RGB vermelho
const int GREEN = 9; // Led RGB verde
const int BLUE = 7; // Led RGB azul

const int pinButton = 8; // Pino do push button

int estado = 1;
int estado_anterior = 1;
int x = 1;

 
void setup() {
  Serial.begin(9600); // Inicializa serial com taxa de transmissão de 9600 bauds
  lcd.begin(16, 2); // Define o display com 16 colunas e 2 linhas
  lcd.clear(); // limpa a tela do display

  DHT.read11(A1); // chama método de leitura da classe dht (leitura inicial)

  pinMode(RED, OUTPUT);
  pinMode(GREEN, OUTPUT);
  pinMode(BLUE, OUTPUT);

  pinMode(pinButton, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop() {  
  // Executa 1 vez a cada 2 segundos (tempo de resposta do DHT 11)
  if(millis() - timer>= 2000)  {
    
    DHT.read11(A1); // chama método de leitura da classe dht,
                    // com o pino de transmissão de dados ligado no pino A1
 
    // Exibe na serial o valor de umidade
    Serial.print("Umidade = ");
    Serial.print(DHT.humidity);
    Serial.print(" %  ");
 
    // Exibe na serial o valor da temperatura
    Serial.print("Temperatura = ");
    Serial.print(DHT.temperature); 
    Serial.println(" Celsius  ");

    // Chama a função RGb()
    rgb();
    
    timer = millis(); // Atualiza a referência
  }

    // Chama a função print()
    print(x);

    // le o estado pushbutton: ligado (HIGH) ou desligado (LOW)
    estado = digitalRead(pinButton);

    // verifica se o botão (pushbutton) está pressionado
    if ((estado) && (!estado_anterior)) { // Se estado for HIGH e estado_anterio LOW
        // inverte valor da variável x
        x = !x;
        delay(10);
    }
    estado_anterior = estado;
}

void print(int x) {
if (x==1) {
    // Exibe no display LCD o valor da temperatura
    lcd.setCursor(0,0); // Define o cursor na posição de início
    lcd.print("Temp. = ");
    lcd.print(DHT.temperature);
    lcd.write(B11011111); // Imprime o símbolo de grau
    lcd.print("C");    
} else if (x==0) {        
    // Exibe no display LCD o valor da humidade
    lcd.setCursor(0,0); // Define o cursor na posição de início
    lcd.print("Umid. = ");
    lcd.print(DHT.humidity);
    lcd.print("% ");
    }
}

void rgb() {
    if( DHT.temperature < 15) {
        digitalWrite(BLUE, HIGH);
        digitalWrite(RED, LOW);
        digitalWrite(GREEN, LOW);
        Serial.println("COR: AZUL    "); // Escreve texto ” COR:AZUL” na serial
        // Exibe no display LCD o o nome da cor
        lcd.setCursor(5,1); // Define o cursor na posição de início
        lcd.print("AZUL    ");
    }
    else if( DHT.temperature >= 15 && DHT.temperature < 25 )
    {
        digitalWrite(BLUE, LOW);
        digitalWrite(RED, LOW);
        digitalWrite(GREEN, HIGH);
        Serial.println("COR: VERDE"); // Escreve texto ” COR:VERDE” na serial
        // Exibe no display LCD o o nome da cor
        lcd.setCursor(5,1); // Define o cursor na posição de início
        lcd.print("VERDE    ");
    }
    else if( DHT.temperature >= 25)
    {
        digitalWrite(BLUE, LOW);
        digitalWrite(RED, HIGH);
        digitalWrite(GREEN, LOW);
        Serial.println("COR: VERMELHA"); // Escreve texto ” COR:VERMELHA” na serial
        // Exibe no display LCD o o nome da cor
        lcd.setCursor(5,1); // Define o cursor na posição de início
        lcd.print("VERMELHO");
    }
}

Obs.: As temperaturas de controle (25ºC e 15ºC) poderão ser alteradas da forma que você desejar.

Vídeo

Como o projeto deve funcionar

1. Ao executar o programa, a temperatura atual em Celsius é exibida na tela do display LCD.

2. Dependendo da temperatura, a cor do led irá se alterar para vermelho (temperatura >= 25 ºC), verde(temperatura entre 15 e 25ºC) ou azul (temperatura < 15º).

3. Ao apertar o botão (push button), a umidade relativa será exibida na tela do display no lugar da temperatura.

4. Para visualizar a leitura das temperaturas e umidade relativa registradas, clique no ícone monitor serial, como mostra a figura abaixo:

Desafios

Com base neste projeto, resolva o seguinte desafio: Desafio 27

O anúncio abaixo ajuda a manter o Squids Arduino funcionando. teste