utilização de micro- para o envio de dados climáticos via...

COMUNICADOTÉCNICO

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Sete Lagoas, MGOutubro, 2018

Raquel Eliúde de Oliveira MacedoRicardo Nunes NeryElena Charlotte Landau

Utilização de Micro-controladores Arduino para o Envio de Dados Climáticos Via Rede Sem Fio Através de Radiofrequência

ISSN 1679-0162

Imagem dos módulos RF433 Transmissor e módulos RF433 Receptor

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1Estudante do Curso de Sistemas de Informação da Faculdade Cenecista de Sete

Lagoas, Bolsista PIBIC CNPq do Convênio CNPq/Embrapa Milho e Sorgo;

Engenheiro Agrônomo, Bacharel em Sistemas de Informação, Bolsista Fapemig na

Embrapa Milho e Sorgo; Bióloga, DSc. Pesquisadora em Zoneamento Ecológico-

Econômico, Geotecnologias e Agroclimatologia na Embrapa Milho e Sorgo.

Introdução

Utilização de Microcontroladores Arduino para o Envio de Dados Climáticos Via Rede Sem Fio Através de Radiofrequência1

A agricultura é um dos segmentos economicamente mais importantes do Brasil, sendo altamente dependente do clima, que possibilita (ou não) o cresci-mento e desenvolvimento das plantas, bem como a proliferação de pragas e doenças, tendo influência direta sobre os seres vivos e características físicas de materiais. Assim, o monitoramento de dados climáticos em campo é im-portante para a identificação de locais e épocas mais adequadas para o plantio de culturas agrícolas, bem como o pla-nejamento de procedimentos de manejo dos cultivos e outras atividades (adapta-do de A importância..., 2016). Assim, o monitoramento de dados climáticos vem contribuir para a definição de épocas e locais mais adequados para a realização de diversas atividades, influenciando na produção agrícola e economia de gas-tos desnecessários, entre outros.

Sistemas de registro de dados cli-máticos relativamente portáteis podem ser desenvolvidos a baixo custo, porém estes frequentemente demandam dispo-sitivos de armazenamento de dados que devem ser retirados periodicamente ou se baseiam no envio de dados através de fio (via cabo). A transmissão de da-dos sem fio e com baixo custo permite o recebimento e armazenamento de dados logo após terem sido obtidos, podendo ser armazenados e considera-dos em análise pouco depois de terem sido obtidos. Há diferentes formas de transmissão de dados usando redes sem fio. Algumas foram muito utilizadas quando surgiram, sendo várias delas ainda vigentes hoje em dia. Com o surgi-mento de novas tecnologias e melhoria destas houve uma evolução nos meios de comunicação e um grande avanço no envio de dados sem fio. Uma das tecnologias que surgiu para facilitar a troca de dados foi o Arduino, que vem ganhando mercado pois tem facilitado muito a transmissão e registro de dados climáticos como temperatura, pressão atmosférica, altitude, umidade do ar dentre outros.

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A plataforma de desenvolvimento Arduino foi criada no ano de 2005 com o intuito de desenvolver um novo dispo-sitivo que representasse uma alternativa barata, mas que também fosse funcio-nal e de fácil programação, permitindo o amplo desenvolvimento de projetos inovadores, de baixo custo e de fácil utilização (Souza et al., 2014).

O Arduino é composto por uma pla-ca de microcontroladores Atmel AVR1, com circuitos de entrada e saída, que é facilmente conectada a um computador (Laneth, 2016). Existem também as microplacas, que podem ser integradas ao Arduino para aumentar suas funções: os Shields. Ao microcontrolador também podem ser ligados sensores, através dos quais são registrados diversos tipos de dados. Os sensores são utilizados para controle de sistemas, coleta de dados, envio de informações. Para obter um melhor aproveitamento é importante conhecer as características do sensor que for utilizar.

Grande parte da utilização do Arduino se dá através de módulos, que são pe-quenas placas disponíveis integradas a sensores e a outros componentes de auxílio como, por exemplo, leds, capa-citores, resistores, entre outros. Esses módulos são conectados ao Arduino, sendo posteriormente configurados com auxílio de bibliotecas digitais, como é o caso dos módulos de radiofrequência com transmissão de dados via rádio. O

1 Microcontrolador ATMEL AVR: microcontrolador de 8-bits existente no Arduino, baseado na arquitetura Harvard modificada.

mercado de utilização do Arduino tem crescido muito e cada vez mais surgem novos projetos, publicações em diversas área dentre elas na área rural, comer-cial, robótica, estudos escolares dentre outros, alguns projetos na área que fize-ram o uso das transmissões de dados sem fio, Como: Projeto de um sistema de controle autônomo microcontrolador para um dirigível comercial de pequeno porte (Ferri et al., 2007), sistema sem fio automatizado de solicitação de bebida em bares/restaurantes (Paixão, 2013), projeto e construção de um robô autô-nomo com visão computacional via pro-cessamento de imagens, em que uma plataforma micro-controladora que rece-be um algoritmo de controle para que o objetivo de colocar a bola dentro do gol seja alcançado (Paula, 2015), sistema para o controle remoto de veículos aé-reo não-tripulados - VANT (Unmanned Ground Vehicles - UGV) (Izario et al., 2017). Outro sistema de comunicação de dados utilizando Arduino e módulo rf 433 Mhz (Oliveira; Lima, 2017). São escassas as publicações sobre o uso de microcontroladores Arduino para registro de dados climáticos. Oliveira et al. (2013) apresentaram um protótipo de um sistema de monitoramento e envio de dados sobre umidade do solo (utilizando módulo Digi). Nery et al. (2016) testaram a exatidão de medições de temperatura do ar registradas por sensores aco-plados a um microcontrolador Arduino colocado junto a estação meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia-INMET, mas em que não houve trans-missão de dados sem fio. Schlosser et

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al. (2016) montaram um sistema para registro autônomo de dados de umidade do solo utilizando microcontroladores Arduino e posterior transmissão sem fio.

Segundo Ramos Júnior (2010), po-demos entender a transmissão via rádio como uma conexão por meio de sinais emitidos por antenas de rádio. Como vantagem comparativa, permite dispen-sar o uso de cabos, tendo acesso às informações dispensando a necessida-de de estar no ponto físico de acesso, e mesmo não sendo um sinal guiado, pode alcançar uma distância considerável.

O envio de dados via rádio ocorre através da comunicação entre dois pon-tos distantes. Consiste na transmissão de sinais em frequências entre 3 Hz e 300 GHz (como informações de áudio, vídeo e dados digitais), através do pro-cesso de Modulação por Amplitude (AM - amplitude modulation) ou Modulação por Frequência (FM - frequency modula-tion). As redes de rádio sem fio operam como uma placa de rede que possui um adaptador para antena na qual recebem dados da rede em forma de sinal de rádio. Os dados são recebidos através de uma antena do transceptor e com-partilhadas através da rede. Estes são transmitidos, representando uma via de mão dupla entre dois transceptores: transmissor e receptor (Oliveira; Lima, 2017). Os módulos de radiofrequência transmissor e receptor mais utilizados são: RF 433 e o NEF24L (Thomsen, 2014). Outros modelos de módulos e de placas encontrados no mercado podem ser acessados no site do Arduino (2018).

Ainda é escassa a documentação sobre a montagem de protótipos de bai-xo custo para registro e envio de dados sem fio considerando conjuntamente dados climáticos, além de dados sobre a data e hora do registro. Este trabalho objetivou montar o protótipo de um siste-ma de baixo custo para envio de dados sem fio entre dois microcontroladores Arduino, através de comunicação por radiofrequência, incluindo dados climáti-cos e outros relacionados. A transmissão sem fio de dados registrados em locais distantes, com restrições para uso de transmissão com cabo frequentemente representa um desafio para o registro de dados em campo, como é o caso de dados climáticos em áreas rurais. Sistemas de baixo custo que permitam a transmissão de dados sem fio deverão representar avanços para o monitora-mento de dados à distância.

Material e MétodosFoi montado um protótipo na pro-

toboard, ligando-o dois microcontrola-dores Arduino e criada programação para o funcionamento do sistema. Posteriormente, foram testadas caracte-rísticas da comunicação por radiofrequ-ência entre os dois microcontroladores Arduino, através do envio sem fio de dados climáticos e sobre data e horas dos registros.

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Montagem dos Microcontroladores Arduino

Foram montados dois microcontrola-dores Arduino, um para registro e envio de dados, e o outro para recebimento dos dados transmitidos. Para a mon-tagem do sistema foram considerados os seguintes componentes: duas pro-toboards 840; dois microcontroladores Arduino UNO; o sensor de temperatura, pressão e altitude Barômetro (BMP 180); o sensor de data e hora Real Time Clock (RTC DS1307), o módulo RF 433 (composto por um sensor transmissor e um receptor); um display LCD (16,2); um potenciômetro 10k; dois cabos USB (um para cada microcontrolador Arduino) e fios jumpers (ver Apêndice A). Desenhos esquemáticos sobre a montagem dos módulos transmissor e receptor são apresentados nas Figuras 1 e 2.

A cada microcontrolador Arduino foi acoplado um módulo de radiofrequ-ência. Foi utilizado o módulo RF 433 Transmissor e Receptor, por possibilitar um maior alcance de transmissão com-parando os atualmente disponíveis no mercado. Para testar o funcionamento do protótipo foram transmitidos dados de temperatura do ar, pressão atmosféri-ca, altitude, data e hora, registrados por sensores climáticos. Os dados registra-dos eram visualizados num display LCD.

O módulo RF 433 atua em uma faixa de rádio conhecida como SubGiga. O SubGiga pode atuar em duas frequ-ências, sendo essas abaixo de 1GHz:

433MHz e 315GHz. Elas não interferem entre si, nem mesmo na velocidade de transmissão dos dados. Ás vezes muda apenas a bobina do filtro no receptor e o cristal ressonador no transmissor. O mó-dulo RF 433 é normalmente utilizado por radioamadores e também em controles remotos. Por haver poucos radioamado-res, a interferência entre eles é baixa.

Quanto à forma de codificação dos dados, os módulos SubGiga usam a codificação ASK/OOK, em que ocorre a modulação da amplitude do sinal; ou seja, a intensidade está relacionada com o nível em que for encontrada a porta dos dados, de forma que, se o nível for 1 (=5V), o sinal enviado na frequência será 433/315 MHz; se for zero, não será emitido sinal (Oliveira; Lima, 2017).

Foram montadas duas versões: uma sem antena e outra com antena. Nesta última foi utilizada antena rudimentar, representada por arame galvanizado PVP fio 18 com 17 cm de comprimen-to, soldada aos módulos transmissor e receptor.

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Figura 1. Desenho esquemático da montagem do módulo RF 433 transmissor (Elaboração: R.

E. de O. Macedo. Programa utilizado para elaboração do desenho: Fritzing).

Figura 2. Desenho esquemático da montagem do módulo RF 433 receptor. (Elaboração: R. E.

de O. Macedo. Programa utilizado para elaboração do desenho: Fritzing).

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A comunicação dos módulos com o Arduino se dá através do código criado para tal. A comunicação representa uma ponte entre hardware/software. É o mi-crocontrolador Atmel presente na placa do Arduino UNO que, através da comu-nicação com as portas 0 (RX) e 1 (TX), realiza a tradução do sinal USB com o computador. Assim, foram desenvolvi-dos dois códigos: um para o módulo RF 433 transmissor e o outro para o módulo RF 433 receptor. Posteriormente, cada código foi carregado para a respectiva placa de Arduino UNO montada à res-pectiva protoboard (módulos de trans-missor e receptor). Os códigos foram desenvolvidos na linguagem nativa do Arduino, que é derivada das linguagens C/C++. Para a criação dos códigos foi utilizada o próprio (IDE) Ambiente de Desenvolvimento Integrado (Integrated Development Environment) do Arduino, que é uma plataforma de software aber-to (Souza, 2013).

Testes dos sistemas Com e Sem Antena

Foi testado o alcance da transmis-são de dados climáticos através dos módulos RF 433 transmissores e re-ceptores em diversos ambientes, sendo inicialmente testada a transmissão sem antena e, posteriormente, com antena rudimentar. Como fonte de energia

durante as medições, os microcontro-ladores Arduino ligados aos módulos transmissor e receptor foram conecta-dos a notebooks ou carregadores portá-teis sem fio. Os testes foram realizados em dias ensolarados ou nublados (sem chuva). A distância máxima de alcance da transmissão (sem ou com antena) foi medida utilizando trena de 50 m (trena de fibra de vidro marca Eslon). Os testes foram realizados em ambientes internos e externos, sem e com barreiras/interfe-rências entre transmissor e receptor.

Como ambientes internos sem bar-reiras físicas foram considerados:

1. Um corredor com 98,5 m de comprimento, 4,45 cm de largura e 4 m de altura, com paredes de alvenaria de 30cm de largura, rebocadas e pintadas, com tu-bos de fiações na altura de 3m e portas de salas e laboratórios ao longo do corredor (Figura 3a);

2. Auditório com capacidade para 150 pessoas, em que a medição foi realizada no espaço livre aci-ma das cadeiras (Figura 3b).

Como ambientes internos com barreira(s) física(s) ou prováveis in-terferências eletromagnéticas foram considerados:

1. Auditório com capacidade para 150 pessoas, em que a medição foi realizada junto à parede, onde tem fiação elétrica, havendo provável interferência eletromag-nética na transmissão do sinal (Fig. 3c)

Programação para o funcionamento do sistema

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2. Salas de escritório com aproxi-madamente 3 m de largura, com transmissão de sinal através de duas paredes de alvenaria de 30 m de largura, onde há fiação elé-trica, computadores, impressora (Fig. 3d);

3. Biblioteca, onde foi considerada interferência representada por duas estantes de aço com livros (Fig. 3e),

4. Corredor com móveis e porta de vidro fechada (Fig. 3f).

Como ambiente externo sem barreira(s) física(s) foi considerado:

1. Calçamento de pedra em local mais distante das árvores (Fig. 4a).

Como ambiente externo com barreira(s) física(s) ou prováveis in-terferências eletromagnéticas foram considerados:

1. Calçamento de pedra, com potenciais interferências repre-sentadas por troncos de árvores próximas (Fig. 4b).

2. Plantio de milho, em que foi con-siderada interferência potencial dos colmos do milho, com altura aproximada de 1,7m. (Fig. 4c).

3. Plantio de eucaliptos com mais de 15m de altura e diâmetro do tronco maior do que 20-40cm. em que foi considerada interfe-rência potencial representada pelo volume das árvores, além de arbustos e arvores de menor porte presentes no sub-bosque (Fig. 4d).

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Figura 3. Ambientes internos em que foram realizados os testes da distância máxima de

transmissão de dados climáticos: a) corredor com aproximadamente 100 m de comprimento (ambiente sem interferência), b) acima das cadeiras de auditório com capacidade para 150 pessoas (ambiente. sem barreira), c) mesmo auditório, porém em local próximo à parede, d) salas separadas por paredes de alvenaria com 30 cm de diâmetro (ambiente. com barreira), e) biblioteca, com estantes de livros em aço (ambiente.com barreira), f) corredor com móveis e porta de vidro fechada (ambiente, com barreira). (Fotos R, E. de O. Macedo).

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Figura 4. Ambientes externos nos que foram realizados os testes de transmissão: a) calçamento

em local aberto (ambiente. sem barreira), b) calçamento de pedra próximo de árvores e carros estacionados. (Ambiente. com interferência potencial), c) plantio de milho com altura do colmo de aprox. 1,7m (ambiente. com barreira), c) plantio de eucalipto com arvores de porte alto (ambiente, com barreira) (Foto a: R. E. De O. Macedo; b, c, d: E. C. Landau).

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Resultados e Discussão

Montagem dos microcontroladores Arduino

A montagem final do projeto pode ser visualizada nas (Figuras 5 e 6). A figura 5a representa a montagem do projeto na protoboards e sua comunicação com o

Figura 5. Imagens do protótipo montado: a) módulo transmissor, b) módulo receptor. (Foto R.

E. de O. Macedo).

Arduino do modulo RF433 transmissor juntamente com o Barômetro180 sensor que mede a temperatura, altitude e pres-são atmosférica e o RTC DS1307 sen-sor que registra a data e hora (podem ser analisado no Apêndice A). A Figura 5b mostra a montagem do projeto na protoboards e sua comunicação com o Arduino do modulo RF433 receptor jun-tamente display LCD usado para mostra as informações recebidas do modulo RF433 transmissor (podem ser analisa-do no Apêndice A).

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Figura 6. Imagens do protótipo em funcionamento mostrando exemplos de apresentação dos

dados no monitor LCD acoplado ao módulo receptor: a) data e hora, b) temperatura do ar (ºC), c) altitude (m), d) pressão atmosférica (100mb). (Foto R, E. de O. Macedo).

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Programação para o funcionamento do sistema

Os dois códigos desenvolvidos na linguagem do Arduino (derivada da lin-guagem C/C++), um para o módulo RF 433 transmissor e o outro para o módulo RF 433 receptor, cada um interligando uma protoboard a uma placa de Arduino UNO, são apresentados nos apêndices B e C.

Testes do sistema

Transmissão de dados sem e com antena rudimentar

A comparação entre as distâncias de transmissão de dados sem fio com-parando sistemas sem e com antena podem ser visualizados na Tabela 1. De modo geral, observa-se que, mes-mo com uma antena rudimentar, teve aumento considerável em termos de distância de alcance da transmissão de dados. No caso das duas medições com antena dentro do auditório, não foi possível verificar a distância máxima de transmissão porque esta excedia o com-primento deste, pelo que foi indicada como tendo sido maior que a registrada dentro das limitações de tamanho do auditório.

Ambiente LocalAlcance máximo da transmissão (m)

Sem Antena Com AntenaInterno Auditório 17,0 >29,0Externo Calçamento 10,0 69,5

Interno Corredor 8,5 69,1

Interno Auditório: interferência 5,0 >22,0

Tabela 1. Análise comparativa da distância de transmissão de dados climáticos sem fio em diferentes ambientes sem a utilização de antena e com o uso de antena rudimentar, em ordem decrescente de distância de alcance.

Fonte: Dados da pesquisa (2018)

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Ambiente Interferência potencial LocalAlcance máximo

(m)

Externo Não Calçamento 69,5

Interno Não Corredor 69,1

Externo Sim: colmos e folhas de milho Plantio de milho 64,0

Externo Sim: troncos das árvores Plantio de eucalipto 55,0

Interno Sim: parede, portas e livros Biblioteca 24,0

Interno Sim: paredes, rede elétrica Salas de escritório 10,0

Tabela 2. Análise comparativa da distância de transmissão de dados sem fio em diferentes ambientes utilizando antena rudimentar, rudimentar, em ordem decrescente de distância de al-cance.

Fonte: Dados da pesquisa (2018).

Análise integradaO envio de dados via radiofrequência

representa uma forma extremamente vi-ável para quem precisa fazer um acom-panhamento de envio e recebimento de dados sem estar “preso” a uma rede local, acesso a wi-fi ou dependendo do uso de cabos de sinal, podendo ser também utilizado em áreas sem acesso a sinal 3G.

Utilizando o sistema de baixo custo montado foi possível registrar e trans-mitir sem fio dados climáticos (e outros relacionados), através de comunicação por radiofrequência, tanto com antena quanto sem antena.

Embora tenha sido identificado que a transmissão com antena, mes-mo que rudimentar, atinge distância

consideravelmente maior que sem ante-na; e que a transmissão alcança distân-cias maiores em ambientes externos e sem barreiras, verifica-se que a distân-cia atingida com a antena rudimentar testada raramente atinge 100 m. Assim, acredita-se que o uso de outras antenas poderá trazer ganhos significativos em termos de distância de transmissão sem fio utilizando radiofrequência.

Segundo Ribeiro (2012) citado por Izario et al. (2017), existem vários mode-los de antenas, as quais são de grande importância nas redes de transmissão/recepção de sinal, pois é através delas que ocorre a transferência da energia a partir do transmissor para o meio onde se propagará, e daquele meio até o re-ceptor. A eficiência do sistema depende do desempenho dos fatores irradiantes

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ou de recepção a ele conectados, va-riando conforme o modelo de antena. Entre os modelos mais comuns de an-tenas podem ser citados: a monopolo e a dipolo (antenas vertical ou formada por dois condutores, respectivamente). Exemplos de antenas oferecidas atual-mente no mercado é a antena Helicoidal de 2dbi p/ RF 433mhz recomendada para esse modulo (Huinca, 2009).

Maiores distâncias de alcance de-mandarão também o uso de carrega-mento autônomo para alimentação do microcontrolador Arduino e do sistema, como o carregamento através do uso de placas solares, como o apresentado por Nunes Filho et al. (2018a, 2018b).

Considerações Finais

O protótipo montado permitiu a trans-missão sem fio de dados climáticos (e outros relacionados) registrados em locais distantes através de comunicação por radiofrequência. O módulo RF 433, responsável pela transmissão e recebi-mento de dados, acoplado ao Arduino, mostrou ser uma importante ferramenta para a obtenção e transmissão de dados climáticos e/ou outros, representando uma alternativa com grande potencial e de baixo custo para transmissão de da-dos sem fio utilizando radiofrequência. O acoplamento de antenas que permitam a transmissão a distâncias maiores e o uso de placas solares para carrega-mento autônomo do sistema montado deverão melhorar consideravelmente o

potencial de uso do protótipo apresen-tado neste trabalho. Pesquisas visando aumentar o potencial de uso do protótipo apresentado em áreas rurais deverão considerar a utilização de antenas que permitam a transmissão de dados sem fio a maiores distâncias.

Agradecimentos Agradecemos ao Conselho Nacional

de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), à Agência Nacional de Águas (ANA), à Embrapa Milho e Sorgo, à Faculdade Cenecista de Sete Lagoas (FCSL), pelo apoio dado duran-te a realização do presente trabalho. Agradecemos também aos colegas de trabalho Anderson Henrique dos Santos, Alessandra de Oliveira Machado, Larissa Moura, Maria Clara Tolentino de Mattos e Marcos Antunes Ferreira Nunes Filho pela ajuda durante as medições da distância de alcance do sinal transmiti-do. Adicionalmente, agradecemos aos professores doutores Túlio Teixeira Cota e Carina Marciela Mews pelas revisões técnicas e sugestões de melhoria; bem como a todos aqueles que direta ou indiretamente colaboraram para a reali-zação do presente trabalho.

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Literatura Recomendada

MAIA, M. C.; OLIVEIRA, S. C. Confecção de sistema embarcado dual-banda ca-paz de se comportar como um nó de uma rede de sensores sem fio. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, Recife, v. 1, n. 1, p. 35-42, 2016. Disponível em: <http://revistas.poli.br/in-dex.php/repa/article/view/52/2>. Acesso em: 27 fev. 2018.

MORAES, M. J. F. Comunicação de dados por radiofrequência. 2000. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2000. Disponível em:

<http://repositorio.ufsc.br/xmlui/hand-le/123456789/78811>. Acesso em: 8 nov. 2017.

PEREIRA, J. D. HC-12: teste de alcance. Disponível em: <https://www.youtube.

com/watch?v=nQ4qYwILRjA>. Acesso em: 8 nov. 2017.

TANENBAUM, A. S. Redes de compu-tadores. Rio de Janeiro: Campus, 1997. 923 p.

19

APÊNDICE A - Imagens dos componentes utilizados no projeto

Figura 7. Barômetro (BMP 180): sensor utilizado para medir pressão atmosfera (que varia de acordo com o clima e a altitude), além de registro da temperatura do ar e altitude. É o sucessor do modelo BMP085.

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. E. d

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.

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o R

. E. d

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e O

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.

Figura 8. Potenciômetro: componente eletrônico que tem como função variar a resistência elétrica.

Figura 9. “Real Time Clock” (RTC DS1307): sensor usado para registro da data (dia, mês, ano) e horário (hora, minuto, segundo). O módulo já vem pré-programado, baseado no DS1307 que é acessado pelo protocolo 12c, podendo ser configurado o formato de apresentação.

Figura 10. Display LCD 16x2: visor de 16

colunas X 2 linhas. Para conexões básicas são usados 12 a 16 pinos de ligação. Neste projeto foi efetuada ligação com 12 pinos.

20(F

oto

R. E

. de

O. M

aced

o).

(Fot

o R

. E. d

e O

. Mac

edo)

.

Figura 11. Módulo RF 433 Transmissor:

módulo usado para realizar a leitura e envio das informações.

Figura 12. Módulo RF 433 Receptor:

módulo usado para receber as informações do módulo RF 433 transmissor.

21

APÊNDICE B - Algoritmo considerado para a transmissão dos dados

RF-433 (TRANSMISSOR ) #include <dht.h>

#include <VirtualWire.h>

#include <Wire.h>

#include <RTClib.h>

#include <DS1307.h>

#define DHTTYPE DHT22

#define DS1307_ADDRESS 0x68

#include <Adafruit_BMP085.h>

#include <FloatToString.h>

byte zero = 0x00; //workaround for issue #527

Adafruit_BMP085 bmp180;

float altitude;

float temperatura;

float pressure;

RTC_DS1307 rtc;

String mensagem;

byte bcdToDec(byte val) {

// Convert binary coded decimal to normal decimal numbers

return ( (val / 16 * 10) + (val % 16) );

}

String ColocaPontoEVirgular(String texto) {

return texto + ";";

}

void setup(){

Serial.begin(9600);

Wire.begin();

rtc.begin();

if (!rtc.begin())

{

22

Serial.println("Sensor nao encontrado !!");

while (1) {}

}

if (!bmp180.begin())

{

Serial.println("Sensor nao encontrado !!");

while (1) {}

}

if (! rtc.isrunning()) {

// rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); // Comente esta linha após hora

e data configurada

}

//Define o pino 7 do Arduino como

//o pino de dados do transmissor

vw_set_tx_pin(7);

vw_setup(2000); // Bits per sec

}

void DataTexto(long *DataDia, String *DataFormatoTexto)

{

//int second, minute, hour, dayOfWeek, dayOfMonth, month, year;

// retrieve data from DS3231

Wire.beginTransmission(DS1307_ADDRESS);

Wire.write(zero);

Wire.endTransmission();

Wire.requestFrom(DS1307_ADDRESS, 7);

int second = bcdToDec(Wire.read());

int minute = bcdToDec(Wire.read());

int hour = bcdToDec(Wire.read() & 0b111111); //24 hour time

int dayOfWeek = bcdToDec(Wire.read()); //0-6 -> sunday - Saturday

int dayOfMonth = bcdToDec(Wire.read());

int month = bcdToDec(Wire.read());

int year = bcdToDec(Wire.read());

String TextoData;

TextoData = String(year, DEC);

23

long Data = TextoData.toInt();

Data = Data * 10000;

TextoData = String(month, DEC);

Data += ((TextoData.toInt()) * 100);

TextoData = String(dayOfMonth, DEC);

Data += TextoData.toInt();

*DataDia = Data;

// send it to the serial monitor

TextoData = String(year);

if (month < 10) {

TextoData += "0";

}

TextoData += String(month);

if (dayOfMonth < 10) {

TextoData += "0";

}

TextoData += String(dayOfMonth);

if (hour < 10) {

TextoData += "0";

}

TextoData += String(hour, DEC);

// convert the byte variable to a decimal number when displayed

if (minute < 10)

{

TextoData += "0";

}

TextoData += String(minute, DEC);

if (second < 10)

{

TextoData += "0";

24

}

TextoData += String(second, DEC);

*DataFormatoTexto = TextoData;

}

void loop() {

DateTime now = rtc.now();

char buffer[60];

long DataDiaAtual;

String DataFormatoTextoAtual;

DataTexto(&DataDiaAtual, &DataFormatoTextoAtual);

DataFormatoTextoAtual = "D" + DataFormatoTextoAtual;

char dataFileName[DataFormatoTextoAtual.length()];

DataFormatoTextoAtual.toCharArray(dataFileName,

DataFormatoTextoAtual.length());

const char *dh = dataFileName;

vw_send((uint8_t *)dh, strlen(dh));

vw_wait_tx();

Serial.print("DH.:");

Serial.println(dh);

delay (2000);

pressure = bmp180.readPressure();

String stringPressure = floatToString(buffer, pressure, 4);

stringPressure = "P" + stringPressure;

char pressFileName[stringPressure.length()];

stringPressure.toCharArray(pressFileName, stringPressure.length());

const char *ps = pressFileName;

vw_send((uint8_t *)ps, strlen(ps));

vw_wait_tx();

25

Serial.print("Pres.:");

Serial.println(ps);

delay (2000);

temperatura = bmp180.readTemperature();

String stringTemperatura = floatToString(buffer, temperatura, 4);

stringTemperatura = "T" + stringTemperatura;

char tempFileName[stringTemperatura.length()];

stringTemperatura.toCharArray(tempFileName, stringTemperatura.length());

const char *tp = tempFileName;

vw_send((uint8_t *)tp, strlen(tp));

vw_wait_tx();

Serial.print("Temp.:");

Serial.println(tp);

delay (2000);

altitude = bmp180.readAltitude();

String stringAltitude = floatToString(buffer, altitude, 4);

stringAltitude = "A" + stringAltitude;

char altFileName[stringAltitude.length()];

stringAltitude.toCharArray(altFileName, stringAltitude.length());

const char *al = altFileName;

vw_send((uint8_t *)al, strlen(al));

vw_wait_tx();

Serial.print("Alt.:");

Serial.println(al);

delay (2000);

}

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APÊNDICE C - Algoritmo considerado recebimento dos dados

RF-433 (RECEPTOR) /* Projeto Recepitor - Responsavel por receber e exibir as informações*/

/*Bibliotecas utilizadas*/

#include <dht.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#include <VirtualWire.h>

#include <Wire.h>

#include <RTClib.h>

#include <DS1307.h>

#define DHTTYPE DHT22

#define DS1307_ADDRESS 0x68

#include <Adafruit_BMP085.h>

#include <stdio.h>

char message[VW_MAX_MESSAGE_LEN]; // Armazena as mensagens recebidas

char msgLength = VW_MAX_MESSAGE_LEN; // Armazena o tamanho das

mensagens

LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 10, 11, 12, 13); // Definindo as portas ligadas do LCD

void setup() {

Serial.begin(9600); // configura a taxa de comunicação em bits por segundo

vw_set_rx_pin(7); // Define o pino 5 do Arduino como entrada

//de dados do receptor

vw_setup(2000); // Bits por segundo

vw_rx_start(); // Inicializa o receptor

lcd.begin(16, 2); // define qual lcd estar sendo utilizado

lcd.clear(); //Apaga o buffer e o display

lcd.setCursor(0, 0); //Seta a posição do cursor

lcd.print("Aguardando...");

delay (2000); // define o intervalo das ações bits por segundo

}

void loop()

27

{

/* Primeiro uint8_t estar declarando a variavel message e recebendo do transmissor

os dados enviados a ela

O segundo uint8_t estar definindo que o tamanho da mensagem recebida é o

tamanho do que foi mandado

uint8_t é da biblioteca VirtualWire que é responsavel para fazer envio e

recebimento de informações atraves do RF433*/

uint8_t message[VW_MAX_MESSAGE_LEN];

uint8_t msgLength = VW_MAX_MESSAGE_LEN;

if (vw_get_message(message, &msgLength)) // Non-blocking

{

char data[11] = {retornaMessage(message[5]), retornaMessage(message[6]), '/',

retornaMessage(message[3]), retornaMessage(message[4]), '/',

retornaMessage(message[1]), retornaMessage(message[2]), ' ', ' ', ' '};

char hora[11] = {retornaMessage(message[7]), retornaMessage(message[8]), ':',

retornaMessage(message[9]), retornaMessage(message[10]), ':',

retornaMessage(message[11]), retornaMessage(message[12]), ' ', ' ', ' '};

char altitude[7] = {retornaMessage(message[1]), retornaMessage(message[2]),

retornaMessage(message[3]), retornaMessage(message[4]), retornaMessage(message[5]),

retornaMessage(message[6])};

char temperatura[7] = {retornaMessage(message[1]),



char pressure[9] = {retornaMessage(message[1]), retornaMessage(message[2]),


retornaMessage(message[6]), retornaMessage(message[7]),


switch (message[0]) {

case 68:


28

lcd.setCursor(0, 0); // informa em qual linha do LCD a informação sera mostrada

nesse caso na primeira linha ou seja posição 0,0

lcd.print("Data:"); // Escreve Data

lcd.print(data); // Exibi a data



lcd.print("Hora:");// Escreve Hora

lcd.print(hora); // Exibi a Hora

delay(2000);


break;

case 65:




lcd.print("Altitude:"); // Escreve Data



lcd.print(altitude); // Exibi a data

delay(2000);


break;

case 84:




lcd.print("Temperatura:"); // Escreve Data



lcd.print(temperatura); // Exibi a data

delay(2000);


break;

case 80:

29




lcd.print("Press.:"); // Escreve Data



lcd.print(pressure); // Exibi a data

delay(2000);


break;

default:


lcd.print("Aguardando dado");// Escreve Hora

delay(2000);

break;

}

}

}

/*Case foi feito para que fosse feita a conversão da mensagem, pois as informações

estavam chegando para nós com os valores de sua referência da tabela ASCII. Sendo

notado isso fizemos um case de 0 a 9 definindo qual seu valor em decimal e retornando-o */

char retornaMessage (uint8_t mesagem) {

char retornochar;

switch (mesagem) {

case 46:

retornochar = '.';

break;

case 48:

retornochar = '0';

break;

case 49:

retornochar = '1';

break;

case 50:

30

retornochar = '2';

break;

case 51:

retornochar = '3';

break;

case 52:

retornochar = '4';

break;

case 53:

retornochar = '5';

break;

case 54:

retornochar = '6';

break;

case 55:

retornochar = '7';

break;

case 56:

retornochar = '8';

break;

case 57:

retornochar = '9';

break;

}

return retornochar;

}

31

Comitê Local de Publicaçõesda Unidade Responsável

PresidenteSidney Netto Parentoni

Secretário-ExecutivoElena Charlotte Landau

MembrosAntonio Claudio da Silva Barros, Cynthia Maria

Borges Damasceno, Maria Lúcia Ferreira Simeone, Roberto dos Santos Trindade e

Rosângela Lacerda de Castro

Revisão de textoAntonio Claudio da Silva Barros

Normalização bibliográfi caRosângela Lacerda de Castro (CRB 6/2749)

Tratamento das ilustraçõesTânia Mara Assunção Barbosa

Projeto gráfi co da coleçãoCarlos Eduardo Felice Barbeiro

Editoração eletrônicaTânia Mara Assunção Barbosa

Foto da capaRaquel Eliúde de Oliveira Macedo

Esta publicação está disponível no endereço:

https://www.embrapa.br/milho-e-sorgo/publicações

Embrapa Milho e SorgoRod. MG 424 Km 45

Caixa Postal 151CEP 35701-970 Sete Lagoas, MG

Fone: (31) 3027-1100Fax: (31) 3027-1188

www.embrapa.br/fale-conosco/sac

1ª ediçãoFormato digital (2018)

CG

PE 1

4752

utilização de micro- para o envio de dados climáticos via...

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