Sobre o sensor de umidade para estações meteorológicas responda:
qual sensor será utilizado (modelo, características elétricas, mecanismos de funcionamento, entre outros) e como ele será integrado na estação (“mecanicamente” e eletronicamente).

Passo 1

O objetivo é escolher um sensor de umidade relativo para uma estação meteorológica, detalhar seu funcionamento e características elétricas e, em seguida, explicar como ele será integrado na estação tanto do ponto de vista mecânico (abrigo, fixação) quanto eletrônico (interconexão, alimentação, comunicação).

Passo 2

Para aplicações meteorológicas uma excelente escolha é o sensor SHT 31 da Sensirion. Trata-se de um transdutor capacitivo integrado que mede umidade relativa e temperatura. Aqui vão suas principais características elétricas e de operação:
bul<=t Alimentação: 2,4--5,5:V bul<=t Consumo em medição: até 2:mA (stand-by approx 0,1:muA)
bul<=t Faixa de umidade: 0%--100%:RH bul<=t Precisão: pm2%:RH típica
bul<=t Resolução: 0,015%:RH bul<=t Saída: digital, protocolo I^2C (endereço padrão 0x44 ou 0x45)
O princípio de funcionamento é capacitivo: uma película dielétrica entre eletrodos muda sua constante dielétrica conforme o teor de vapor d’água, alterando a capacitância que o circuito interno converte em valor digital calibrado.

Passo 3

Explicando a fundo o mecanismo interno:
bul<=t Elemento sensível: filme de polímero higroscópico cuja constante dielétrica cresce com a umidade
bul<=t Conversão: um circuito oscilador mede a capacitância do polímero e um ADC interno gera dois valores (umidade e temperatura) já compensados termicamente e linearizados
bul<=t Calibração de fábrica: cada chip sai com correções armazenadas em memória interna, dispensando calibração externa

Passo 4

Integração mecânica na estação meteorológica:
bul<=t Posicionamento dentro de um abrigo tipo “Stevenson screen” ou carcaça com grelhas louvred para garantir ventilação natural mas proteger da radiação solar e da chuva direta
bul<=t Fixação em suporte plástico ou de aço inox dentro do abrigo, a uma altura padrão de 1,25:m do solo para medições de referência meteorológica
bul<=t Aberturas nas laterais do abrigo para fluxo de ar; o sensor não deve encostar nas paredes internas para evitar efeitos de temperatura por condução

Passo 5

Integração eletrônica:
bul<=t Alimentação: conectar VCC a 3,3:V (pode usar também 5:V se a lógica do microcontrolador suportar) e GND comum com o controlador
bul<=t Comunicação I^2C:
– SCL e SDA ligados ao barramento I^2C do microcontrolador (por exemplo, um ESP 32, Arduino ou STM 32)
– Pull-ups de 10:kOmega a 3,3:V em ambas as linhas
– Decouplar VCC próximo ao sensor com um capacitor de 100:nF bul<=t Fiação: cabo trançado e, se o percurso for longo, preferir pares trançados blindados para reduzir ruído
bul<=t Software: usar a rotina de leitura I^2C, enviar comando de medição rápido e ler dois words (umidade e temperatura), depois converter conforme tabela do datasheet

Resposta

Sensor escolhido: Sensirion SHT 31 (capacitivo digital I^2C, 2,45,5:V, pm2%RH, resolução 0,015%RH).
Mecânica: montado dentro de abrigo ventilado tipo Stevenson screen, fixado em suporte interno garantindo fluxo de ar e proteção contra raios solares e chuva.
Eletrônica: alimentado em 3,3:V com decoupling, conectado ao barramento I^2C do microcontrolador via SCL/SDA com pull-ups de 10:kOmega, cabo trançado para reduzir interferências.

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