sábado, 9 de junho de 2018

Opções para se medir temperatura com Arduino


Bom, podemos dizer que em muitas situações em que se precisa medir uma variável ambiental medir a temperatura faz sentido. As vezes ela influencia diretamente na situação, outras ela pode apenas ser a chave para resolver o problema. No ramo das ciências agrárias a temperatura é um fator chave, a cultura precisa ser adaptada a faixa de temperatura, se essa não for ideal podemos ter desde crescimento baixo, atraso de safra, perda de flores até a perda da planta. A temperatura também afeta a umidade, tanto do ar, quanto do solo.

Ok, acho que entendemos que vai ser necessário medir a temperatura. O bom é que temos muitas opções práticas para isso. Foi lendo um artigo no blog do José Cintra que percebi que faz sentido falar um pouco de sensores de temperatura na nossa área, além de fazer uma comparação entre eles.

Como o artigo já exemplifica muito bem os sensores, vou apenas comentar algumas questões sobre a aplicação deles e adicionar outros sensores também.

Termistor: Um NTC custa mais ou menos R$0,68. Para monitoramento é uma ótima opção sim. Se o uso por para monitorar se a temperatura de um ambiente se encontra em uma faixa não tão precisa, um NTC pode ser uma escolha, agora se você precisa saber a temperatura exata desse local o NTC não serve. Ele tem a desvantagem de não ser linear, ou seja, mais cálculos e memória do microcontrolador. Agora para uso encapsulado não vejo vantagens, é caro, não terá a mesma precisão de um sensor profissional, nem funcionar com dois fio é diferencial.

DHT: Muito legal para se capturar temperatura e umidade, o preço é muito baixo, o uso é muito fácil e seu tamanho ótimo. Mas só serve para prototipar a ideia. Não use em um estudo, mas tenha alguns guardados. A versão 22 já é diferente, mudou muito a sua precisão, e para medições de umidade de apresenta como uma opção, apesar de ter outras profissionais. Mas como o assunto aqui é temperatura não faz sentido usar o DHT22, existem outros com a mesma precisão, maior confiabilidade, menor tamanho e principalmente, mais barato.

LM35: Não vejo mais sentido nesse cara, isso porque ele apresenta muitos problemas de ruídos e oscilação de medição. Custar R$3,40 para substituir um NTC não faz sentido. Seu encapsulamento nem é diferencial. Existe uma situação que eu vejo sentido do uso, quando a memória do microcontrolador está tão cheia que não usar biblioteca se torna uma obrigação. Mas se for medir uma temperatura não serve para estudo.

DS18B20: Sobre esse carinha lindo e maravilhoso eu já comentei várias vezes. Para o uso na agronomia ele é lindo, tanto na versão normal quanto encapsulada. As vantagens não vou sem repetir, e ele também é bem estável. Seu preço de R$3,99 então... 

Termopar: Normalmente utilizado para aplicações industriais, por suportar uma faixa de temperatura imensa, principalmente positiva. Sua precisão é impressionante, suporta mais de 1000°C e são apresentados em vários modelos. Por R$20,00 já se compra um tipo K chinês e um módulo para leitura do dado. Para um estudo ele é 100% viável, mas recomendo apenas usar o módulo chinês, comprando um termopar profissional e aferido. Seu módulo para leitura é o MAX6675 de R$16. Vale a pena conhecer ao menos o chinês, em uso de estufas ou estudos com secagem de grãos ele é perfeito.

BMP280: Esse também é legal, porque ele é um sensor de pressão atmosférica, feito para aplicações em dispositivos móveis, principalmente vestíveis. Ele é da Bosch e também apresenta medição de temperatura. Seu tamanho é ridículo de mínimo e pode ser sim uma opção viável em algumas situações, só não tem um preço interessante. A linha BMP também tem outros modelos para uso em drones, para verificar a altura de voo destes.

Dessa turma atualmente eu possuo o DHT11, DHT22, BMP280, DS18B20 (Encapsulado) e o Termopar tipo K. Pensei que seria interessante estudar um pouco o comportamento deles, para verificar sua confiabilidade.

A primeira coisa que eu espero de um sensor é homogeneidade dos dados. Se eu coloco ele em um ambiente com a temperatura fixa eu espero que a leitura dele seja sempre a mesma, não que ela varie. Assim se eu colocar todos os sensores em uma caixa térmica eu espero que eles mostrem a mesma temperatura, com pequenas variações em um tempo curto.

A segunda coisa que eu desejo é precisão nos dados. Quando você coloca uma caixa no sol, de altura baixa para não ter corrente interna de ar, você espera que o gráfico das leituras seja linear, não que a temperatura suba e depois abaixe do nada e suba novamente. Tenho que pensar um pouco mais nisso.

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