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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL - UNINTER
VICTOR HUGO LINCK
ATIVIDADE EXTENSIONISTA III: MONITORAMENTO DE TEMPERATURA E
UMIDADE DO AR
JUARA - MT
2023
RESUMO
Este trabalho exibe um projeto de monitoramento de temperatura e umidade do ar,
especificamente da cidade de Juara, localizada no estado de Mato Grosso, utilizando
uma placa de desenvolvimento ESP32 de 30 pinos, juntamente com um sensor
DHT22, além de uma fonte de 5 volts. Os resultados das medições são lançados em
tempo real, com delay de 15 segundo na plataforma ThingSpeak, onde qualquer
pessoa pode estar acessando os dados através do link:
https://thingspeak.com/channels/2054286.
Palavras-chave: temperatura, umidade, sensor, Juara, clima, ESP32, DHT22.
ABSTRACT
This work shows an air temperature and humidity monitoring project, specifically in the
city of Juara, located in the state of Mato Grosso, using a 30-pin ESP32 development
board, along with a DHT22 sensor, in addition to a 5-volt source. Measurement results
are released in real time, with a 15 second delay on the ThingSpeak platform, where
anyone can access the data through the link:
https://thingspeak.com/channels/2054286.
Keywords: temperature, humidity, sensor, Juara, climate, ESP32, DHT22.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
2. METODOLOGIA ................................................................................................... 2
2.1 DESENVOLVIMENTO ................................................................................... 2
3. RESULTADOS ....................................................................................................... 3
3.1 DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS ................................................................ 6
4. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 6
5. REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 7
1. INTRODUÇÃO
O Sensor de Temperatura e Umidade DHT22, também conhecido como
Sensor AM2302, é um sensor que faz a medição da temperatura e da umidade
com alta precisão, sendo que é permitido fazer leituras de temperaturas entre -40º
a 80º Celsius e umidade entre 0 a 100%.
Foto 1 – Sensor DHT22
Autor: Victor Hugo Linck
O DHT22 funciona através de um sensor capacitivo de umidade e um
termistor para medir o ar circundante, todos enviando informações para um
microcontrolador de 8 bits que responde com um sinal digital para outro
microcontrolador, como o utilizado neste projeto, no caso, o ESP32. Ele trabalha
com tensão de 3,5 a 5,5V e possui um baixo consumo de corrente, por volta de
1mA a 1,5mA, sendo que em stand by é de 40µA a 50µA, sem contar que sua
precisão para medição de umidade chega a aproximadamente 2% RH e a de
temperatura é de mais ou menos 0,5°C, tendo um excelente custo benefício para
estudantes, amantes e profissionais da área de eletrônica.
A ESP32 é uma placa de desenvolvimento, programável, que fornece todos
os recursos que se precisa para criar projetos de automação, e também um
microcontrolador de baixo custo e baixo consumo de energia, com Wi-Fi e
Bluetooth integrados.
Foto 2 – ESP32
Autor: Victor Hugo Linck
Já o Thingspeak é uma plataforma de análise IoT (Internet of Things) que
permite agregar, visualizar e analisar streams de dados, de uma forma muito
simples. Uma das grandes vantagens da plataforma Thingspeak é que nos permite
visualizar os dados enviados pelos nossos dispositivos, em tempo real, mas
também a possibilidade de analisar os mesmos recorrendo ao poderoso Matlab. O
envio de dados para a plataforma Thingspeak é feita via HTTP/HTTPS a cada 15
segundos no mínimo, utilizando a conta na sua versão gratuita.
2. METODOLOGIA
Para o desenvolvimento deste projeto, contamos com uma placa ESP32, um
sensor DHT22, fios de 0,5 mm para conexão do sensor na placa e uma fonte 5 volts
para alimentar o sistema.
O ESP32 é utilizado para realizar o funcionamento e os comandos, tanto para
o sensor, quanto para o servidor, onde é lançado os resultados em tempo real com
delay de 15 segundos.
O sensor DHT22 é um dos mais precisos de sua linha e com capacidade de
leitura com intervalo de 1 segundo, além de seu baixo custo e fácil emprego. Ele é
conectado na placa ESP32 através de fios 0,5 mm e alimentado por uma tensão de
3,3 volts que são convertidos pela própria placa ESP32, já que a entrada de
alimentação da placa é através de uma fonte de celular com tensão de 5 volts e
corrente de 3 amperes.
Através de um código com linguagem C, programamos a placa para que,
realize a leitura do sensor DHT22, e com o uso o WiFi, também embutido na placa,
conectamos na rede WiFi desejada, e é realizado o upload dos dados coletados
para a plataforma ThingSpeak.
Para apresentar os dados ao público, escolhemos a plataforma de análise IoT
ThingSpeak, que de modo geral, utiliza de servidor próprio e uma conexão via
HTTP/HTTPS, e imprime em tempo real os resultados emitidos pelo sensor DHT22.
2.1. DESENVOLVIMENTO
Para realizar esse projeto, precisamos de uma placa ESP32, um sensor de
temperatura e umidade DHT22, também podendo ser utilizado outros tipos de
sensores, como por exemplo, DHT11 e DHT21. Além disso, também utilizamos fios
de 0,5mm para fazer a conexão da placa ao sensor, e uma fonte de celular de 5v de
tensão e 3A de corrente.
O primeiro passo, é conectar o fio de cor laranja no pino de saída VCC 3V3, o
fio verde no pino GND como terra e o fio amarelo no pino D15, como exemplificado
na imagem abaixo, para receber os dados do sensor como SDA. Feito isso, conecta-
se os fios no sensor da esquerda para a direita na ordem de cores citadas acima
respectivamente. No nosso caso utilizamos um módulo de saída juntamente com o
sensor DHT22, para facilitar as conexões.
Foto 3 – Wokwi
Autor: Victor Hugo Linck
Feita as conexões do sensor na placa, conecta-se o sensor em seu
computador, e com o auxilio do ARDUINO IDE, será realizado as modificações
necessárias para o funcionamento junto com o ThingSpeak e o upload do código.
Foto 4 – Sistema com ESP32 e DHT22
Autor: Victor Hugo Linck
Foto 5 – Sistema com ESP32 e DHT22 em funcionamento
Autor: Victor Hugo Linck
Antes de realizar as modificações, entramos no site
https://thingspeak.com/login e clicamos em CREATE ONE! Para criar uma conta.
Foto 6 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Após realizar todos os passos para criar uma nova conta, na página iniciar,
entra-se em Channels na aba superior da página e clicamos em My Channels.
https://thingspeak.com/login
Foto 7 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Ao entrarmos em My Channels, criaremos um novo canal, onde será enviado
todos os dados do sensor.
Foto 8 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Na página de criação de novo canal, é inserido o nome do novo canal, sua
descrição e marcando a opção de Field 1 e Field 2 definiremos 2 gráficos para a
página, e nomeamos eles como Gráfico Temperatura e Gráfico Umidade,
respectivamente, mas pode ficar a seu critério o nome dos gráficos.
Foto 9 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Feito isso, salvamos o canal.
Agora no ARDUINO IDE inserimos o seguinte código:
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include "DHT.h"
#include <esp_wifi.h>
#include "ThingSpeak.h"
#define DHTPIN 15 //SELECIONAR PINO D15 DO ESP32 PARA O SENSOR DHT22
//DEFINIR O TIPO DE SENSOR DHT - DHTTYPE DHT22
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)
const char *ssid = "NOME DO WIFI"; // Nome da rede Wifi que deseja utilizar
const char *password= "SENHA DO WIFI"; // Senha da rede Wifi que deseja utilizar
unsigned long myChannelNumber = CHANNELID; // Numero ID do canal criado no ThingSpeak
const char * myWriteAPIKey = "Write API Key"; // API KEY de gravação no ThingSpeak
const char* server = "api.thingspeak.com"; // Servidor do ThingSpeak
WiFiClient client;
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void updateThingSpeak(float t, float h){
ThingSpeak.setField(1,t); // Campo do gráfico 1
ThingSpeak.setField(2,h); // Campo do gráfico 2
ThingSpeak.writeFields(myChannelNumber,myWriteAPIKey);
delay(15000); // Delay mínimo para contas gratuitas
}
void setup(){
Serial.begin(115200);
dht.begin();
ThingSpeak.begin(client);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
Serial.print("waiting for wifi to be connected");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop()
{
delay(1000);
float h = dht.readHumidity();//Umidade
float t = dht.readTemperature();//Temperatura
// Checando se o sensor está realizando a leitura.
if (isnan(h) || isnan(t))
{
Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
return;
}
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(h);
Serial.print(" %\n");
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(t);
Serial.print(" ºC\n ");
if(client.connect(server,80)){
updateThingSpeak(t,h);
}
}
Substituindo os campos onde estão ‘’NOME DO WIFI’’ e ‘’SENHA DO WIFI’’
pelos dados da rede qual você desejará estar utilizando para se conectar ao servidor.
Assim como em ‘’CHANNELID’’ deverá copiar e colar o CHANNEL ID mostrado no
canal criado no ThingSpeak, por exemplo, na imagem abaixo:
Foto 10 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Onde está escrito ‘’Write Api Key’’ Devemos colar a chave de acesso para
gravação do ThingSpeak, localizada na aba API KEYS logo abaixo do nome do
canal, e copiando o primeiro código que aparece, onde está escrito ‘’Write API Key’’,
como por exemplo, na imagem abaixo:
Foto 11 - ThingSpeak
Autor: Victor Hugo Linck
Feito isso, é realizada a depuração do código e seu upload para a placa
ESP32. Se tudo ocorrer como esperado, no ThingSpeak já deverá constar dados de
captação do sensor sendo enviado para o seu canal.
Poderá ser feito várias configurações de acordo com o seu gosto e
necessidades, podendo ser feita uma assinatura que te dará mais ferramentas e
opções para o projeto ficar melhor apresentado.
3. RESULTADOS
Os resultados podem ser acessados publicamente através dos link
https://thingspeak.com/channels/2054286, com os dados sendo transmitidos 24 h por
dia.
Durante os 7 dias de funcionamento, o sensor captou 40.320 vezes a
temperatura e a umidade do ambiente. Para melhor entender os resultados e para
facilitar a plotagem do gráfico, coletamos apenas os dados captados de hora em hora.
Iniciou-se no dia 12/03/2023 as 22:00 horas e finalizou-se no dia 19/03/2023 às
23:00, e nesse intervalo de dias, tivemos dias de sol e dias chuvosos, e podemos
percebe-los com o aumento da umidade e queda da temperatura em dias chuvosos e
o aumento da temperatura e a queda da umidade em dias ensolarados.
No Gráfico 1 abaixo, podemos notar as variações de temperatura e umidade:
Gráfico 1 – Variação de temperatura e umidade
Fonte: Victor Hugo Linck
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80
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9
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0
12/ma
r
13/mar 14/mar 15/mar 16/mar 17/mar 18/mar 19/mar
VARIAÇÃO DE TEMPERATURA E UMIDADE
TEMPERATURA ºC UMIDADE %
https://thingspeak.com/channels/2054286
Podemos observar que todos os dias, exceto nos dias 13/03 e 18/03, que foram
dias completamente nublados, a temperatura se eleva por volta as 9:00 e começa a
ter queda a partir das 15:00.
Além disso, podemos notar através no Gráfico 1, que toda vez que a
temperatura sobe, a umidade tem queda e ao contrário a mesma coisa, quando a
temperatura cai, a umidade se eleva.
3.1. DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS
Analisando os dados coletados de 7 dias corridos, podemos notar a variação
de temperatura durante o dia, que geralmente, de dia a temperatura eleva, com picos
no meio do dia e durante a noite a temperatura cai consideravelmente.
Além disso, podemos notar como a umidade relativa do ar acompanha o gráfico
conforme a temperatura sofre variação, a umidade vai no sentido oposto. Por
exemplo, se o dia está com temperatura alta, provavelmente a umidade estará baixa.
Porém, em dias de chuva ou em que a temperatura está abaixo da média,
podemos notar que a umidade relativa do ar tem picos que chegam até a 99,9% de
umidade do ar.
Vale ressaltar que no momento do projeto, a cidade de Juara – Mato Grosso,
encontra-se no seu período chuvoso do ano, tendo baixa média de temperatura e sua
média de umidade relativa do ar elevada. Na época de estiagem, que começa a partir
do mês de Abril, poderemos notar a umidade ficando abaixo dos 40% e a temperatura
elevar por volta dos 35ºC, com a mínima durante a noite não baixando de 27ºC.
4. CONCLUSÃO
Concluímos que, o sensor DHT22 juntamente com um ESP32 forma um ótimo
sistema de captação de temperatura e umidade, além de seu custo ser relativamente
baixo e sua importação sendo de fácil acesso na internet.
Os dados coletados foram satisfatórios e os resultados se aproximam muito
dos resultados que encontramos no Google, ao digitarmos CLIMA JUARA, no campo
de pesquisa do Google, a temperatura e umidade relativa do ar que aparecem são
muito próximos aos que o nosso sistema oferece. Com a vantagem do sistema
fornecer a temperatura e umidade em tempo real com delay de apenas 15 segundos.
Os dados coletados através da plataforma ThingSpeak, foram exportados em
formato CSV, e lidos através do Excel. Como foram coletados 40.320 dados, e a
plotagem dos gráficos para compararmos os resultados ficaria muito poluído e
inelegível, optamos por pegar os dados com intervalo de 1 hora, durante os 7 dias,
obtendo assim, um gráfico de fácil compreensão e leitura.
O desenvolvimento deste trabalho contribuiu muito com os conhecimentos
sobre eletrônica e seus componentes.
Segue o link para o vídeo de apresentação do projeto:
https://www.youtube.com/watch?v=5bHwFQf6h0E
https://www.youtube.com/watch?v=5bHwFQf6h0E
5. REFERÊNCIAS
https://wokwi.com/projects/322410731508073042
https://blogmasterwalkershop.com.br/arduino/como-usar-com-arduino-sensor-de-
umidade-e-temperatura-dht22-am2302
https://www.arduinoecia.com.br/sensor-de-temperatura-e-umidade-dht22/
https://lobodarobotica.com/blog/o-que-e-esp32-pra-que-serve-quando-usar/
https://deinfo.uepg.br/~alunoso/2019/SO/ESP32/HARDWARE/
https://www.fvml.com.br/2023/01/sensor-temperatura-umidade-DHT22-
especificacoes.html
https://thingspeak.com/channels/2054286
https://www.eletrogate.com/modulo-sensor-temperatura-e-umidade-dht22
https://www.youtube.com/watch?v=5bHwFQf6h0E
https://wokwi.com/projects/322410731508073042
https://blogmasterwalkershop.com.br/arduino/como-usar-com-arduino-sensor-de-umidade-e-temperatura-dht22-am2302
https://blogmasterwalkershop.com.br/arduino/como-usar-com-arduino-sensor-de-umidade-e-temperatura-dht22-am2302
https://www.arduinoecia.com.br/sensor-de-temperatura-e-umidade-dht22/
https://lobodarobotica.com/blog/o-que-e-esp32-pra-que-serve-quando-usar/https://deinfo.uepg.br/~alunoso/2019/SO/ESP32/HARDWARE/
https://www.fvml.com.br/2023/01/sensor-temperatura-umidade-DHT22-especificacoes.html
https://www.fvml.com.br/2023/01/sensor-temperatura-umidade-DHT22-especificacoes.html
https://thingspeak.com/channels/2054286
https://www.eletrogate.com/modulo-sensor-temperatura-e-umidade-dht22
https://www.youtube.com/watch?v=5bHwFQf6h0E