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).
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
da Sensirion. Trata-se de um transdutor capacitivo integrado que mede umidade relativa e temperatura. Aqui vão suas principais características elétricas e de operação:
Alimentação:
Consumo em medição: até
(stand-by
)
Faixa de umidade:
Precisão:
típica
Resolução:
Saída: digital, protocolo
C (endereço padrão
ou
)
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.
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:
Elemento sensível: filme de polímero higroscópico cuja constante dielétrica cresce com a umidade
Conversão: um circuito oscilador mede a capacitância do polímero e um ADC interno gera dois valores (umidade e temperatura) já compensados termicamente e linearizados
Calibração de fábrica: cada chip sai com correções armazenadas em memória interna, dispensando calibração externa
Passo 4
Integração mecânica na estação meteorológica:
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
Fixação em suporte plástico ou de aço inox dentro do abrigo, a uma altura padrão de
do solo para medições de referência meteorológica
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:
Alimentação: conectar VCC a
(pode usar também
se a lógica do microcontrolador suportar) e GND comum com o controlador
Comunicação
C:
– SCL e SDA ligados ao barramento C do microcontrolador (por exemplo, um ESP
, Arduino ou STM
)
– Pull-ups de a
em ambas as linhas
– Decouplar VCC próximo ao sensor com um capacitor de Fiação: cabo trançado e, se o percurso for longo, preferir pares trançados blindados para reduzir ruído
Software: usar a rotina de leitura
C, enviar comando de medição rápido e ler dois words (umidade e temperatura), depois converter conforme tabela do datasheet
– SCL e SDA ligados ao barramento
– Pull-ups de
– Decouplar VCC próximo ao sensor com um capacitor de
Resposta
Sensor escolhido: Sensirion SHT
(capacitivo digital
C,
,
, resolução
).
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 com decoupling, conectado ao barramento
C do microcontrolador via SCL/SDA com pull-ups de
, cabo trançado para reduzir interferências.
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