Ler as condições ambientais a partir de um sensor

2025-04-10

Um dos cenários mais comuns para dispositivos IoT é a deteção de condições ambientais. Uma variedade de sensores está disponível para monitorar temperatura, umidade, pressão barométrica e muito mais.

Neste tópico, você usará o .NET para ler as condições ambientais de um sensor.

Pré-requisitos

Computador de placa única (SBC) baseado em ARM (ARMv7 ou superior)
Fuga do sensor de humidade/pressão barométrica/temperatura BME280
Fios de ligação
Breadboard (opcional)
Placa de expansão GPIO para Raspberry Pi (opcional)
.NET SDK 8 ou posterior

Observação

Este tutorial foi escrito assumindo que o dispositivo alvo é o Raspberry Pi. No entanto, este tutorial pode ser usado para qualquer SBC baseado em Linux que suporte .NET, como Orange Pi, ODROID e muito mais.

Importante

Existem muitos fabricantes de BME280 breakouts. A maioria dos designs são semelhantes, e o fabricante não deve fazer qualquer diferença para a funcionalidade. Este tutorial tenta explicar as variações. Certifique-se de que a sua placa BME280 inclui uma interface de Circuito Interintegrado (I²C).

Componentes como os breakouts BME280 são frequentemente vendidos com cabeçalhos de pinos não soldados. Se não se sentir confortável com a soldadura, procure uma placa breakout BME280 com um cabeçalho pré-soldado ou um conector diferente. Se quiser, considere aprender a soldar! Aqui está um bom guia para iniciantes em soldadura.

Preparar o SBC

Certifique-se de que o SBC está configurado para suportar os seguintes serviços:

Para muitos dispositivos, nenhuma configuração adicional é necessária. Para o Raspberry Pi, use o raspi-config comando. Para obter mais informações sobre o raspi-config, consulte a documentação do Raspberry Pi.

Preparar o hardware

Use os componentes de hardware para construir o circuito conforme descrito no diagrama a seguir:

As seguintes são as ligações entre o Raspberry Pi e o breakout BME280. Note que os rótulos dos pinos diferem em diferentes placas de conexão BME280.

Raspberry Pi	BME280 Fuga	Cor
3,3 V	VIN/3V3	vermelho
Terreno	GND	preto
SDA (GPIO 2)	SDI/SDA	azul
SCL (GPIO 3)	SCK/SCL	laranja

Consulte o diagrama de pinagem abaixo, conforme necessário.

Imagem cedida pela Raspberry Pi Foundation.

Sugestão

Recomenda-se uma placa de breakout GPIO em conjunto com uma placa de ensaio para agilizar as conexões ao cabeçalho GPIO.

Criar a aplicação

Conclua as seguintes etapas em seu ambiente de desenvolvimento preferido:

Crie um novo aplicativo de console .NET usando a CLI do .NET ou o Visual Studio. Nomeie-o SensorTutorial.
```
dotnet new console -o SensorTutorial
cd SensorTutorial
```
Adicione o pacote Iot.Device.Bindings ao projeto. Utilize o CLI do .NET no diretório do projeto ou o Visual Studio.
```
dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 3.2.0-*
```
Substitua o conteúdo do ficheiro Program.cs pelo seguinte código:
```
using System;
using System.Device.I2c;
using System.Threading;
using Iot.Device.Bmxx80;
using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;

var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);
using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);

int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();

while (true)
{
    Console.Clear();

    bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
    Thread.Sleep(measurementTime);

    bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
    bme280.TryReadPressure(out var preValue);
    bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
    bme280.TryReadAltitude(out var altValue);

    Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
    Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
    Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
    Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");

    Thread.Sleep(1000);
}
```
No código anterior:
- i2cSettings está definido como uma nova instância de I2cConnectionSettings. O construtor define o busId parâmetro como 1 e o deviceAddress parâmetro como Bme280.DefaultI2cAddress.
  
  Importante
  
  Alguns fabricantes de módulos breakout BME280 usam o valor de endereço secundário. Para esses dispositivos, use Bme280.SecondaryI2cAddress.
- Uma declaração 'using' cria uma instância de I2cDevice através da chamada de I2cDevice.Create e da passagem de i2cSettings. Este I2cDevice representa o barramento I²C. A using declaração garante que o objeto seja descartado e que os recursos de hardware sejam liberados corretamente.
- Outra using declaração cria uma instância de Bme280 para representar o sensor. O I2cDevice é passado no construtor.
- O tempo necessário para o chip fazer medições com as configurações atuais (padrão) do chip é recuperado chamando GetMeasurementDuration.
- Um while loop é executado indefinidamente. Cada iteração:
  1. Limpa o console.
  2. Define o modo de alimentação como Bmx280PowerMode.Forced. Isso força o chip a realizar uma medição, armazenar os resultados e, em seguida, dormir.
  3. Lê os valores de temperatura, pressão, umidade e altitude.
    
    Observação
    
    A altitude é calculada pela conexão do dispositivo. Esta sobrecarga de TryReadAltitude usa a pressão do nível médio do mar para gerar uma estimativa.
  4. Grava as condições ambientais atuais no console.
  5. Dorme 1000 ms.
Crie o aplicativo. Se estiver usando a CLI do .NET, execute dotnet build. Para criar no Visual Studio, pressione Ctrl+Shift+B.
Implante o aplicativo no SBC como um aplicativo independente. Para obter instruções, consulte Implantar aplicativos .NET no Raspberry Pi. Certifique-se de dar permissão de execução ao ficheiro executável usando chmod +x.
Execute a aplicação no Raspberry Pi mudando para o diretório de implantação e executando o executável.
```
./SensorTutorial
```
Observe a saída do sensor no console.
Encerre o programa pressionando Ctrl+C.

Parabéns! Você usou I²C para ler valores de um sensor de temperatura/umidade/pressão barométrica!

Obter o código-fonte

A fonte deste tutorial está disponível no GitHub.

Próximos passos

Saiba como exibir texto em um LCD

Partilhar via