Monitorando a temperatura com alertas de voz

Monitorando a temperatura com alertas de voz

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Este projeto é baseado no software Arduino Uno and Processing para monitorar a temperatura e enviar alertas de voz. O processamento é um IDE de código aberto que pode ser usado para visualizar dados e implementar outras funcionalidades.

Circuito e trabalho

O circuito é construído em torno da placa Arduino Uno e do sensor de temperatura LM35. Conecte o pino de saída (V0) do LM35 ao pino A0 da placa Arduino, o pino Vcc ao pino 5V da placa e o pino terra à terra comum. As conexões de circuito do LM35 com o Arduino Uno são mostradas na Fig. 1.

Conexões de circuito do LM35 com o Arduino Uno (temperatura do monitor com alertas de voz)
Fig. 1: Conexões de circuito do LM35 com o Arduino Uno

O Arduino monitora o pino de saída do sensor de temperatura LM35 para calcular a temperatura ambiente. Em seguida, envia o valor na porta serial à qual está conectado. O software de processamento recebe os dados recebidos da porta e os exibe na interface gráfica do usuário (GUI). Também verifica a temperatura. Se a temperatura estiver abaixo de 40 ° C, o LED verde acenderá. Se estiver acima de 40 ° C, o LED vermelho acenderá e um alerta de voz pré-gravado será reproduzido no alto-falante do laptop.

O microcontrolador (MCU) no Arduino possui um conversor analógico-digital (ADC) de 10 bits. Usando seu ADC, o Arduino monitora a saída do LM35 através do seu pino analógico A0. O programa (efy_temp.ino) no Arduino, conforme mostrado abaixo, executa multiplicação e divisão usando certos fatores para fornecer a temperatura real.

temperatura = (val × 4,88) / 10; // fator de multiplicação para converter o valor em temperatura

Para entender o relacionamento acima, observe que o ADC no Arduino recebe 5V como referência por padrão. Portanto, para calcular o tamanho da etapa, use o relacionamento fornecido abaixo.

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Stepsize = Vref / 2n
onde n = número de bits

Aqui, temos um ADC de 10 bits no Arduino. Então,
Tamanho da etapa = 5/1024 = 0.0048828 = 4.88mV

A folha de dados do LM35 diz que, para cada aumento de 1 ° C, há um aumento de 10mV na saída.

Portanto, temperatura = (val × 4,88mV) / 10mV

Compreendendo a GUI

O IDE de processamento usa coordenadas cartesianas (Fig. 2). Ele assume o canto superior esquerdo da janela retangular da GUI como tendo coordenadas (0,0) e todas as outras coordenadas são tomadas com relação a ela. Para alcançar a funcionalidade desejada, duas bibliotecas são usadas, a saber, serial e minim.

Coordenadas cartesianas
Fig. 2: Coordenadas cartesianas

A biblioteca mínima vem pré-instalada com o Processing IDE; ele precisa ser baixado e instalado conforme explicado na seção de etapas de teste.

O código de processamento (dee_efy.pde) é usado para gerar a janela da GUI. O código em setup () é executado uma vez e define o tamanho da janela da GUI e carrega as dependências essenciais. O código dentro do loop de desenho é executado repetidamente. A função serialEvent () é chamada toda vez que os dados entram na porta serial. O processamento o lê como string e o armazena em uma variável chamada data.

A função Led () cuida dos LEDs vermelho e verde com base no valor da temperatura.

O aplicativo também pode ser exportado para ser executado como um aplicativo independente para plataformas Windows, Mac ou Linux, indo em Arquivo> Exportar aplicativo. Escolha a plataforma para a qual você deseja exportar e clique em OK.

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Etapas de teste

  1. Baixe e instale o Arduino IDE do site e o software de processamento deste site.
  2. Conecte a placa Arduino ao laptop ou computador usando um cabo USB e abra o código Arduino (efy_temp.ino) usando o software IDE do Arduino. Em Ferramentas, selecione a placa como Arduino / Genuino Uno e corrija a porta COM. Em seguida, compile o código e faça o upload para a placa Arduino.
  3. Abra o código-fonte do Processing (dee_efy.pde) usando o software Processing. Adicione a biblioteca de áudio (mínimo) neste software para alertas de voz. Para isso, vá para Sketch> Import Library …> Add Library …> minim. Na caixa de filtro, procure por minim, clique em Instalar e aguarde alguns segundos.
  4. Adicione fontes para sua GUI. Para isso, vá em Ferramentas> Criar fonte, selecione Arial-black-48 e clique em OK. Os códigos de cores podem ser obtidos na opção Ferramentas> Seletor de cores.
  5. Substitua o número da porta COM12 no código de processamento pelo seu próprio número de porta COM. Verifique a porta COM no Gerenciador de dispositivos do Windows. Salve o código antes de executá-lo. Observe que os arquivos de áudio pré-gravados a serem reproduzidos, o arquivo de fonte colorida e o código Arduino devem estar dentro da pasta de dados do seu PC.
  6. Execute o código e uma GUI será aberta com o valor da temperatura, conforme mostrado na Fig. 3.
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Leitura de temperatura na GUI
Fig. 3: Leitura de temperatura na GUI

Na GUI, o LED verde acenderá quando a temperatura estiver abaixo do limite predefinido (40 ° C) e o LED vermelho acenderá quando a temperatura estiver acima do limite predefinido, juntamente com o alerta por voz.

Baixar Pasta de origem

Nota

Você pode substituir o áudio do alerta por voz (tempSafe.mp3 e tempWar.mp3) por qualquer outro áudio de alerta que desejar, mas verifique se o formato, ou seja, .mp3, é o mesmo.

Caso deseje alterar o limite de temperatura acima do qual deseja o alerta, você pode alterá-lo de if (convertData> 40) em Processando o código-fonte.


Deepankar Maithani é engenheiro elétrico e entusiasta de código aberto. Ele é especialista em tecnologia da Internet das Coisas (IoT) e seus aspectos de segurança.

Este artigo foi publicado pela primeira vez em 20 de agosto de 2019 e atualizado em 20 de fevereiro de 2020.

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