Guia Completo: Desenvolvendo um Termômetro Digital com STM32

Desenvolver um termômetro digital com STM32 é um projeto que integra leitura de sensores analógicos, processamento de dados e exibição em tempo real. Este artigo combina teoria e prática, abordando desde a configuração do ADCLeitura de sensores analógicos com STM32Domine as técnicas avançadas do ADC no STM32! Configure hardware, otimize leituras e implemente filtros para medição precisa em sistemas embarcados. e comunicação I2C até técnicas de calibração e otimização de código. O objetivo é fornecer um guia completo, com profundidade técnica e exemplos implementáveis, para criar um sistema confiável e expansível.

Tabela de Conteúdo🔗

1. Componentes Necessários

2. Circuito Eletrônico

3. Configuração do Ambiente de Desenvolvimento

4. Configuração do ADCLeitura de sensores analógicos com STM32Domine as técnicas avançadas do ADC no STM32! Configure hardware, otimize leituras e implemente filtros para medição precisa em sistemas embarcados. no STM32

5. Leitura e Conversão de Temperatura

6. Exibição no Display LCD

7. Código Fonte Integrado

8. Calibração, Filtragem e Testes

9. Conclusão e Expansões

Componentes Necessários🔗

Circuito Eletrônico🔗

Detalhes:

• O LM35 conecta-se ao pino analógico PA0 (ADC1_IN0).
• O LCD usa I2CUsando displays OLED com STM32 via I2C ou SPIDescubra como integrar e otimizar displays OLED com STM32 utilizando I2C e SPI, com dicas práticas para hardware, código e troubleshooting. (pinos PB6/SCL e PB7/SDA).

Configuração do Ambiente de Desenvolvimento🔗

Ferramentas:

1. STM32CubeMXImplementando um sistema multitarefa com STM32 e RTOSAprenda a migrar de código bare-metal para multitarefa robusta usando FreeRTOS no STM32. Descubra técnicas avançadas e exemplos práticos.: Configurar pinos, ADCConfigurando e usando o ADC no STM32Este tutorial para STM32 ensina a configurar o ADC via registradores e HAL, explicando calibração, DMA, filtragem e resolução de problemas práticos., I2C e gerar código base.

2. STM32CubeIDEConfigurando o ambiente de desenvolvimento para STM32Aprenda a configurar o ambiente para desenvolvimento em STM32 usando STM32CubeIDE, debuggers e ferramentas integradas com dicas de troubleshooting práticas.: Implementar lógica e depurar.

Passos:

1. No CubeMX:

• Habilite o ADC1 no canal 0 (PA0), 12 bits, tempo de amostragem 84 ciclos.
• Configure I2C1 em modo padrão (100 kHz).
• Gere código com HAL LibraryUsando o DAC no STM32 para gerar sinais analógicosAprenda a configurar e calibrar o DAC do STM32 para gerar sinais analógicos precisos. Descubra técnicas avançadas, exemplos práticos e dicas de otimização..

2. No CubeIDE:

• Importe o projeto e adicione bibliotecas para o LCD (ex: lcd_i2c.h).

Configuração do ADC no STM32🔗

O ADC converte a tensão do LM35 (10mV/°C) em valores digitais. Configuração HALGerenciamento de energia e modos de baixo consumo no STM32Aprenda a reduzir o consumo de energia com os modos STM32, garantindo eficiência e prolongando a vida útil de baterias em sistemas embarcados.:

ADC_HandleTypeDef hadc1;
void ADC_Init() {
    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
    HAL_ADC_Init(&hadc1);
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_84CYCLES;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

Leitura e Conversão de Temperatura🔗

Fórmulas:

1. Tensão do LM35:

2. Temperatura (°C):

Código de Leitura:

float Read_Temperature() {
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100);
    uint32_t adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    return (adc_val * 3.3f) / (4095.0f * 0.01f);
}

Exibição no Display LCD🔗

Via I2C:

1. Inicialize o LCD:

LCD_Init(&hi2c1, 0x27); // Endereço padrão 0x27

2. Atualize periodicamente:

void LCD_Update(float temp) {
    char buffer[16];
    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Temp: %.2f C", temp);
    LCD_Clear();
    LCD_Print(buffer);
}

Código Fonte Integrado🔗

#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "lcd_i2c.h"
ADC_HandleTypeDef hadc1;
I2C_HandleTypeDef hi2c1;
int main() {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_ADC1_Init();
    MX_I2C1_Init();
    LCD_Init(&hi2c1, 0x27);
    while (1) {
        float temp = Read_Temperature();
        LCD_Update(temp);
        HAL_Delay(500);
    }
}

Calibração, Filtragem e Testes🔗

Técnicas:

1. Média Móvel (reduz ruído):

float temp_samples[10];
float temp_avg = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    temp_samples[i] = Read_Temperature();
    temp_avg += temp_samples[i];
}
temp_avg /= 10;

2. Verificação com Multímetro: Compare a tensão no LM35 com o valor calculado.

3. Ajuste de OffsetUsando acelerômetros e giroscópios com STM32Descubra como integrar acelerômetros e giroscópios via STM32, explorando técnicas de leitura, calibração e fusão de dados com MPU6050.: Adicione/subtraia um valor fixo se houver erro sistemático.

Otimizações:

• Use DMA para leitura contínua do ADCConfigurando e usando o ADC no STM32Este tutorial para STM32 ensina a configurar o ADC via registradores e HAL, explicando calibração, DMA, filtragem e resolução de problemas práticos..
• Ative a FPU (Unidade de Ponto Flutuante) no STM32O que é STM32 e por que usá-lo?Descubra os principais benefícios, arquitetura ARM Cortex-M e aplicações práticas dos microcontroladores STM32. Comece a inovar agora. para cálculos rápidos.

Conclusão e Expansões🔗

Este projeto demonstra a integração de hardware e software em sistemas embarcados. Para expandi-lo:

• Armazenamento: Salve dados em um cartão SDData Logger com STM32: Armazenamento em SD card e transmissão via Wi-FiDescubra como construir data loggers robustos com STM32, integrando cartão SD e Wi-Fi, para monitoramento contínuo em aplicações industriais e ambientais..
• Comunicação Sem Fio: Adicione Wi-Fi/Bluetooth para monitoramento remoto.
• Alertas: Implemente buzzer ou LED para limites de temperatura.
• Interface Gráfica: Use um display TFT para gráficos em tempo real.

Aprofundar-se nesses conceitos abre portas para projetos complexos, como sistemas de monitoramento industrial ou soluções IoT.