Projeto 04 — Monitor de temperatura e umidade no celular

O que vamos construir

Um monitor ambiental que lê temperatura e umidade do ar em tempo real e envia os dados para o celular via Bluetooth. O Arduino funciona de forma autônoma — envia leituras a cada 10 segundos automaticamente e também responde a pedidos sob demanda.

🌡️ Componente novo: sensor DHT11 e DHT22

O DHT11 e o DHT22 são sensores digitais de temperatura e umidade relativa. Apesar de terem aparência similar, diferem significativamente em precisão e faixa:

Ligação física

O DHT11/22 tem 4 pinos, mas apenas 3 são usados. Sempre use um resistor pull-up de 10kΩ entre DATA e VCC:

Instalando a biblioteca DHT

O sensor usa um protocolo proprietário temporalmente crítico — a biblioteca encapsula toda essa complexidade e expõe apenas duas funções simples:

1. Na IDE: Sketch → Incluir Biblioteca → Gerenciar Bibliotecas
2. Pesquise DHT sensor library
3. Instale a versão de Adafruit
4. Quando solicitado, instale também a dependência Adafruit Unified Sensor

// Uso básico da biblioteca:
#include <DHT.h>

#define PINO_DHT  4
#define TIPO_DHT  DHT11   // ou DHT22

DHT dht(PINO_DHT, TIPO_DHT);   // cria o objeto sensor

void setup() {
    dht.begin();               // inicializa o sensor
}

void loop() {
    float temp = dht.readTemperature();   // graus Celsius
    float hum  = dht.readHumidity();      // porcentagem

    // Verifica leitura inválida (sensor desconectado ou erro)
    if (isnan(temp) || isnan(hum)) {
        Serial.println("ERR:leitura_falhou");
        return;
    }

    Serial.print("Temp: "); Serial.print(temp); Serial.println(" C");
    Serial.print("Hum:  "); Serial.print(hum);  Serial.println(" %");
}

🖥️ Simulação no Wokwi

A única limitação continua sendo o HC-05 — use o Monitor Serial como substituto do celular para validar a lógica completa antes de passar para o hardware físico.

Roteiro de simulação no Wokwi:

1. Adicione o componente DHT22 no diagrama e conecte ao pino 4
2. Adicione um LED + resistor no pino 8 (LED de alerta)
3. Use a versão Serial do código (Seção 7) — sem HC-05
4. Clique em ▶ Play e abra o Monitor Serial
5. Durante a simulação, clique no DHT22 para abrir o painel de controle e ajuste temperatura e umidade com os sliders
6. Veja os alertas disparando quando os valores ultrapassam os limiares
7. Envie "R" no Monitor Serial para forçar uma leitura imediata

Hardware completo

Código completo (versão com HC-05 físico)

/*
 * =====================================================
 * Projeto 04 — Monitor de temperatura e umidade
 * DHT11/DHT22 + Bluetooth HC-05
 * =====================================================
 * Envio automático a cada 10 segundos
 * Comandos: R=leitura imediata | I=intervalo
 *           A=alertas on/off   | ?=ajuda
 * Formato: TEMP:xx.x HUM:xx.x STATUS:ok/alerta
 * =====================================================
 */

#include <DHT.h>
#include <SoftwareSerial.h>

// ── Sensor ─────────────────────────────────────────
#define PINO_DHT  4
#define TIPO_DHT  DHT11
DHT dht(PINO_DHT, TIPO_DHT);

// ── Bluetooth ──────────────────────────────────────
SoftwareSerial bluetooth(10, 11);

// ── Pinos ──────────────────────────────────────────
const int PINO_ALERTA = 8;

// ── Configuração de alertas ────────────────────────
float limiarTempMax  = 30.0;   // °C — acima disso: alerta
float limiarHumMin   = 30.0;   // %  — abaixo disso: alerta
bool  alertasAtivos  = true;

// ── Temporização ───────────────────────────────────
unsigned long intervaloEnvio = 10000;  // 10s padrão
unsigned long ultimoEnvio    = 0;


// ════════════════════════════════════════════════════
// Lê o sensor e retorna true se leitura for válida
// ════════════════════════════════════════════════════
bool lerSensor(float* temp, float* hum) {
    *temp = dht.readTemperature();
    *hum  = dht.readHumidity();
    return (!isnan(*temp) && !isnan(*hum));
}

// ════════════════════════════════════════════════════
// Envia leitura formatada pelo Bluetooth
// ════════════════════════════════════════════════════
void enviarLeitura() {
    float temp, hum;

    if (!lerSensor(&temp, &hum)) {
        bluetooth.println("ERR:sensor");
        Serial.println("ERR:sensor");
        return;
    }

    // Verifica condições de alerta
    bool emAlerta = alertasAtivos &&
                    (temp > limiarTempMax || hum < limiarHumMin);

    digitalWrite(PINO_ALERTA, emAlerta ? HIGH : LOW);

    // Envia dados formatados
    bluetooth.print("TEMP:");  bluetooth.print(temp, 1);
    bluetooth.print(" HUM:");  bluetooth.print(hum,  1);
    bluetooth.print(" ST:");   bluetooth.println(emAlerta ? "ALERTA" : "OK");

    Serial.print("TEMP:");  Serial.print(temp, 1);
    Serial.print(" HUM:");  Serial.print(hum,  1);
    Serial.print(" ST:");   Serial.println(emAlerta ? "ALERTA" : "OK");
}

// ════════════════════════════════════════════════════
// Processa comandos do celular
// ════════════════════════════════════════════════════
void processarMensagem(String msg) {
    if (msg.length() == 0) return;
    char cmd = msg[0];

    switch (cmd) {
        case 'R': case 'r':
            // Leitura imediata sob demanda
            enviarLeitura();
            break;

        case 'I': case 'i':
            // "I30" → muda intervalo para 30 segundos
            if (msg.length() > 1) {
                int seg = constrain(msg.substring(1).toInt(), 5, 300);
                intervaloEnvio = (unsigned long)seg * 1000UL;
                bluetooth.print("INTERVALO:"); bluetooth.println(seg);
            }
            break;

        case 'A': case 'a':
            // Toggle de alertas
            alertasAtivos = !alertasAtivos;
            bluetooth.print("ALERTAS:");
            bluetooth.println(alertasAtivos ? "ON" : "OFF");
            if (!alertasAtivos) digitalWrite(PINO_ALERTA, LOW);
            break;

        case '?':
            bluetooth.println("Cmds: R=ler I5-300=intervalo A=alertas");
            break;

        case '\n': case '\r': return;

        default:
            bluetooth.print("ERR:"); bluetooth.println(cmd);
    }
}


// ════════════════════════════════════════════════════
// SETUP e LOOP
// ════════════════════════════════════════════════════

void setup() {
    pinMode(PINO_ALERTA, OUTPUT);
    dht.begin();

    Serial.begin(9600);
    bluetooth.begin(9600);

    Serial.println("=== Monitor Ambiental ===");
    delay(2000);   // DHT precisa de ~2s para estabilizar após ligar

    enviarLeitura();   // envia leitura inicial imediatamente
    ultimoEnvio = millis();
}

void loop() {
    // Envio periódico automático
    if (millis() - ultimoEnvio >= intervaloEnvio) {
        ultimoEnvio = millis();
        enviarLeitura();
    }

    // Processa comandos recebidos
    if (bluetooth.available() > 0) {
        String msg = bluetooth.readStringUntil('\n');
        msg.trim();
        processarMensagem(msg);
    }

    // Espelho para debug
    if (Serial.available() > 0) {
        bluetooth.write(Serial.read());
    }
}

Código adaptado para simulação no Wokwi

Substitua bluetooth por Serial. O sensor DHT funciona normalmente no Wokwi — ajuste temperatura e umidade com os sliders do componente durante a simulação:

// ── Versão WOKWI ───────────────────────────────────
// Remove SoftwareSerial — usa Serial direto
// DHT22 funciona normalmente no Wokwi
// Envie pelo Monitor Serial: R I30 A ?

#include <DHT.h>

#define PINO_DHT  4
#define TIPO_DHT  DHT22   // Wokwi usa DHT22 por padrão
DHT dht(PINO_DHT, TIPO_DHT);

const int PINO_ALERTA    = 8;
float     limiarTempMax  = 30.0;
float     limiarHumMin   = 30.0;
bool      alertasAtivos  = true;
unsigned long intervaloEnvio = 10000;
unsigned long ultimoEnvio    = 0;

bool lerSensor(float* temp, float* hum) {
    *temp = dht.readTemperature();
    *hum  = dht.readHumidity();
    return (!isnan(*temp) && !isnan(*hum));
}

void enviarLeitura() {
    float temp, hum;
    if (!lerSensor(&temp, &hum)) { Serial.println("ERR:sensor"); return; }
    bool emAlerta = alertasAtivos && (temp > limiarTempMax || hum < limiarHumMin);
    digitalWrite(PINO_ALERTA, emAlerta ? HIGH : LOW);
    Serial.print("TEMP:"); Serial.print(temp, 1);
    Serial.print(" HUM:"); Serial.print(hum, 1);
    Serial.print(" ST:");  Serial.println(emAlerta ? "ALERTA" : "OK");
}

void processarMensagem(String msg) {
    if (msg.length() == 0) return;
    char cmd = msg[0];
    switch (cmd) {
        case 'R': case 'r': enviarLeitura(); break;
        case 'I': case 'i':
            if (msg.length() > 1) {
                int seg = constrain(msg.substring(1).toInt(), 5, 300);
                intervaloEnvio = (unsigned long)seg * 1000UL;
                Serial.print("INTERVALO:"); Serial.println(seg);
            }
            break;
        case 'A': case 'a':
            alertasAtivos = !alertasAtivos;
            Serial.print("ALERTAS:"); Serial.println(alertasAtivos ? "ON" : "OFF");
            if (!alertasAtivos) digitalWrite(PINO_ALERTA, LOW);
            break;
        case '?': Serial.println("Cmds: R I5-300 A ?"); break;
        case '\n': case '\r': return;
        default: Serial.print("ERR:"); Serial.println(cmd);
    }
}

void setup() {
    pinMode(PINO_ALERTA, OUTPUT);
    dht.begin();
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("=== Monitor Wokwi — R I30 A ?");
    delay(2000);
    enviarLeitura();
    ultimoEnvio = millis();
}

void loop() {
    if (millis() - ultimoEnvio >= intervaloEnvio) {
        ultimoEnvio = millis();
        enviarLeitura();
    }
    if (Serial.available() > 0) {
        String msg = Serial.readStringUntil('\n');
        msg.trim();
        processarMensagem(msg);
    }
}

Decisões de projeto

Por que lerSensor(float*, float*) usa ponteiros?

A função precisa retornar dois valores (temperatura e umidade) e ainda indicar se a leitura foi válida — três informações em uma única chamada. A solução é passar os dois floats por ponteiro (saída) e usar o bool de retorno para indicar sucesso ou falha. É exatamente o padrão que você aprendeu na Aula 14 com minMax().

Por que o delay(2000) no setup()?

O DHT11/22 precisa de pelo menos 1–2 segundos para estabilizar após ser alimentado. Chamar readTemperature() antes disso retorna NaN. O delay() no setup() é aceitável aqui — acontece apenas uma vez e não bloqueia nenhuma tarefa crítica.

Por que enviar automaticamente em vez de só responder a pedidos?

Em um monitor ambiental, o usuário quer ser notificado de condições adversas — não ficar pedindo leituras manualmente. O envio periódico garante que o celular sempre tem dados atualizados e que alertas chegam mesmo quando o usuário não está interagindo com o app.

Conceitos do curso aplicados neste projeto