Termômetro Infravermelho com Arduino Nano e Mira Laser

O Termômetro Infravermelho com Arduino Nano e Mira Laser é um projeto desenvolvido com o intuito de proporcionar aos makers de plantão o projeto de uma pistola MDF para a verificação em tempo real da temperatura.

Termômetro Infravermelho com Arduino Nano

Desenvolvido de maneira simples e completa, o projeto do termômetro infravermelho possibilita ao usuário uma verificação imediata da temperatura uma vez que integra ao projeto um display OLED de 0,96’’.

A verificação da temperatura por sua vez, é realizada através do sensor de temperatura MLX90615 ao qual está posicionado estrategicamente junto de um laser de alta potência, porém vale ressaltar que não é este laser que realiza a verificação, apenas possibilita uma “mira”.

Desenvolvido através de um Arduino Nano, o Termômetro Infravermelho possibilita uma produção mais compacta, de fácil manuseio, transporte e armazenagem, um projeto de fácil conexão e programação, uma vez que conta apenas com equipamentos de comunicação I2C.

Sensor de Temperatura Infravermelho MLX90615

O Sensor de Temperatura IR se destaca pelo seu tamanho compacto e a sua comunicação I2C que possibilita a conexão de diversos equipamentos nos mesmos dois pinos base do Arduino.

Além da capacidade de realizar a verificação da temperatura no objeto ao qual seu feixe infravermelho é direcionado, o Sensor IR consegue também verificar a temperatura do ambiente ao qual encontrasse, melhorando ainda mais a sua qualidade de funcionamento.

Ideal para utilização nos mais diversificados projetos de medição de temperatur a, o sensor de temperatura infravermelho possibilita a verificação de objetos, líquidos e materiais afins sem a necessidade de contato via sonda, por exemplo.

Para maiores informações sobre este produto e seu funcionamento clique na imagem abaixo para ter acesso ao correspondente artigo desenvolvido com o Sensor de Temperatura IR MLX90615.

Projeto Sensor de Temperatura Arduino MLX90615 – Blog Usinainfo

Display OLED 0.96’’ I2C 128×64

Este pequeno Display OLED Monocromático possui 128 pixels de largura e 64 pixels de altura, medindo um total de 0,96 polegadas. Mesmo em dimensões pequenas, a tela OLED apresenta caracteres bastante legíveis através do seu contraste que dispensa a necessidade da luz de fundo.

Display OLED 0.96’’ I2C

Assim como o sensor de temperatura utilizado neste projeto, o Display em questão utiliza-se da comunicação I2C para realizar o seu funcionamento, desta maneira, utiliza os mesmos dois pinos do sensor de temperatura, o que facilita e simplifica o esquema de ligação.

Destacando-se dos demais dispositivos que possuem compatibilidade apenas com equipamentos de comunicação 5V, o Display OLED 0.96’’ pode ser utilizado também em equipamentos de 3,3V como o ESP32 sem a necessidade de um conversor de nível lógico.

Produtos Utilizados no Termômetro Infravermelho

Abaixo seguem todos produtos utilizados no desenvolvimento do projeto, os quais pode ser adquiridos de forma avulsa conforma listagem. Se você quiser, pode adquirir a versão do Termômetro Infravermelho Completa, o qual já possui todas as peças necessárias para montagem.

1 x Arduino Nano V3;

1 x Cabo Mini USB 1,2m para Arduino NANO;

1 x Case em MDF para Termômetro Infravermelho Arduino TI100;

1 x Display OLED 0.96″ I2C 128×64 Branco para Arduino;

1 x Sensor de Temperatura Infravermelho IR MLX90615 Slim;

1 x Laser Arduino Vermelho 12mm 5mW de Alta Potência;

1 x Bateria 9V Alcalina Flex;

1 x Conector Clip de Bateria 9V;

1 x Interruptor Liga/Desliga tipo Gangorra 10A/120 6A/250V;

10 x Mini Parafuso M1.6 x 8mm Metálico;

10 x Mini Porca M1,6 x 1,5mm Metálica;

1 Kit Jumper Premium para Protoboard Fêmea-Fêmea 20 cm.

Esquema de Ligação Termômetro Arduino

O esquema de ligação do Termômetro Infravermelho com Arduino Nano é bastante simples, além dos fios de alimentação, apenas dois pinos de comunicação são utilizados, porém isto necessita que ligamos mais de um fio em cada pino do Arduino.

Tendo em vista que este é um projeto que visa a redução de espaço, não utilizamos pinos nem nos sensores nem no Arduino, todos os fios foram soldados diretamente nos terminais.

O laser, diferente do sensor e do display é apenas alimentado pelo Arduino, não passa por nenhum pino de comunicação, então é acionado diretamente assim que alimentado o Arduino, alimentação esta que é realizada através de uma bateria 9V junto ao pino Vin.

Esquema de Ligação do Termômetro Infravermelho com Arduino Nano

Seguindo o esquema de ligação acima facilmente conseguimos desenvolver o nosso projeto, porém um dos fatores que dificulta este procedimento é a alocação de todos os sensores, módulos e fios dentro do case, procedimento que deve ser realizado com calma e cuidado.

Montagem do Termômetro Infravermelho

Tendo em vista a necessidade de reduzir os espaços de instalação do projeto, o Arduino Nano, o Display e o Sensor de Temperatura são integrados ao projeto sem suas barras de pinos utilizadas normalmente para a conexão dos jumpers.

Esta ausência dos pinos por sua vez, resulta na necessidade de soldagem dos fios junto aos respectivos produtos citada anteriormente.

Do Arduino, utilizamos para comunicação, apenas os pinos A4 e A5, pinos de comunicação I2C, responsáveis pela leitura de endereços e reconhecimento de valores. O Arduino Nano diferente do Arduino UNO por outro lado, possui apenas dois pinos de comunicação I2C, ou seja, ambos os dispositivos utilizados devem ser conectados nos mesmos pinos.

Produtos já soldados e alocados no Case Termômetro Infravermelho

A alimentação do Arduino e consequentemente dos demais dispositivos é realizada através de uma bateria 9V, facilmente substituída uma vez que é conectada ao clip adaptador de baterias.

O clip para conexão da bateria não é fixo, ou seja, a bateria não possui exatamente um local específico para instalação, porém o melhor local após alguns testes é o que podemos ver através da imagem abaixo:

Local indicado para instalação da Bateria

Após alocarmos a bateria, já podemos encaixar as demais peças do nosso Termômetro Infravermelho, abaixo podemos observar o seu posicionamento antes de incluirmos a tampa lateral do case, veja:

Bateria alocada após a montagem do case

A instalação do case é extremamente fácil, possui seus encaixem todos alinhados e firmes, porém em alguns casos, é possível a colagem de algumas das peças com cola de secagem rápida, por exemplo, para garantir melhor estabilidade.

Para facilitar a usabilidade do nosso Termômetro Infravermelho e possibilitar a sua programação mesmo após instalação, a sua conexão USB está disposta de maneira acessível na parte inferior do Case, basta remover a tampa como mostra a imagem abaixo:

Acesso USB ao Arduino Nano

Com isto, finalizamos a montagem do nosso Termômetro Infravermelho e o temos pronto para realizar a programação e aproveitarmos as suas funções. Vale ressaltar neste processo de montagem que o laser é apenas encaixado via pressão, não possui parafusos e nenhum outro tipo de fixação.

Scanner I2C para Leitura de Endereços

Por estarmos trabalhando com dois equipamentos de comunicação I2C e que possuem endereços próprios para estabelecer a sua comunicação, é normal por hora termos que descobrir qual o endereço de nossos dispositivos.

Em alguns casos, os produtos podem ter endereços incompatíveis e como nomeamos o endereço dos dispositivos em nosso código, por vezes vale realizar a leitura do endereço dos sensores através do código abaixo antes de carregar o código final.

Após o escaneamento, temos os parâmetros necessários para verificar em nosso código se os endereços utilizados são realmente os mesmo. Este é um procedimento bem importante também para quem deseja incluir outros dispositivos I2C.

Código de Funcionamento do Termômetro Infravermelho

O código de funcionamento torna-se bastante simples uma vez que configura a maioria de funções através das bibliotecas incluídas logo no início do projeto, as bibliotecas SPI.h e Wire,h incluídas logo no início já vem instaladas junto ao software Arduino.

Para o funcionamento do Sensor de Temperatura Infravermelho, incluímos a biblioteca SparkFunMLX90614.h, responsável por auxiliar no seu funcionamento e na conversão dos valores que iremos utilizar em nosso Termômetro com Arduino Nano.

Biblioteca SparkFunMLX90614.h: DOWNLOAD AQUI.

Já para o funcionamento do display, para possibilitar a definição direta de comandos como tamanho da fonte posição na tela e demais funções utilizadas no código, utilizamos duas bibliotecas, a Adafruit_GFX.h e a Adafruit_SSD1306.h.

Biblioteca Adafruit_GFX.h: DOWNLOAD AQUI.

Biblioteca Adafruit_SSD1306.h: DOWNLOAD AQUI.

Com as bibliotecas baixadas e incluídas na pasta libraries do software Arduino, podemos dar continuidade ao nosso projeto sem problema, segue código completo:

Antes de carregar o código lembre-se de selecionar a porta COM correspondente e também o microcontrolador Arduino Nano, caso contrário o processo de compilação irá exibir uma mensagem de erro e não irá carregar o código.

Após carregar o código em nosso Arduino Nano, podemos desconectar o cabo USB e aproveitarmos a facilidade de um projeto portátil, por ter incluído internamente uma bateria 9V, podemos levar nosso termômetro infravermelho para qualquer lugar.

Ao ligarmos nosso projeto, ele irá executar uma única vez a função setup(), a qual irá iniciar limpando a tela e eliminando a logo padrão da biblioteca e imprimir na tela a palavra Usinainfo por um período de 2 segundos, como um processo de inicialização da leitura.

Sistema de Inicialização do Termômetro Infravermelho

Após realizar a sua inicialização, o display irá exibir duas informações:

“Objeto:” – Esta informação demonstra a temperatura do objeto em contato com o sistema infravermelho do Sensor de Temperatura.

“Ambiente:” – Esta informação por sua vez, apresenta a temperatura do ambiente ao qual o sensor está sendo utilizado.

Para este procedimento de verificação de temperatura vale ressaltar que o laser é utilizado apenas para indicar posição, não é ele quem realiza a verificação da temperatura, é o sensor posicionado logo acima que realiza esta função.

Para realizar a leitura, o Sensor MLX90615 não pode estar muito longe do objeto ou local de medição, quanto mais perto maior a precisão do valor, mas não é recomendado o toque do sensor neste local. Veja abaixo como é exibido no display:

Valores verificados pelo Termômetro Infravermelho

As verificações de temperatura são feitas, como descrito no artigo, em graus célsius, por isto na tela, os valores são exibidos nesta mesma unidade de verificação.

Conclusão

O Termômetro Infravermelho com Arduino Nano é um projeto bastante simples e que possui uma finalização incrível, o resultado final é de um projeto profissional e os resultados obtidos são bastante fiéis à temperatura real.

Além de uma fácil conexão, o Termômetro IR possui um código bastante simples e de fácil adaptação, quem desejar, pode trabalhar com apenas um temperatura por vez nas diferentes escalas, como a temperatura do objeto em Célsius e Fahrenheit.

Este é um projeto que pode ser desenvolvido para o uso cotidiano das pessoas uma vez que possibilita a verificação da temperatura de componentes em circuitos eletrônicos e até dentro da cozinha, verificando a temperatura da agua e demais elementos de utilização diária.

Não esqueça de deixar a seu comentário sobre este projeto, comente o que achou, se acha que melhorias podem ser feitas e as experiências que tiveram desenvolvendo o Termômetro Infravermelho com Arduino Nano.