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Dissertacao Luis Henrique Monteiro de Castro versao07AGO2016

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km 6,1354 km 
Direção --- 14,21º 155,98º 86,31º 
 
Tabela 29 – Dados da localização geográfica e da altitude das Estações Meteorológicas 
 
O procedimento baseia-se na comparação da média obtida a partir da coleta de dados 
nas estações com o valor obtido matematicamente, tendo como referência o valor da pressão 
atmosférica ao nível do mar de 1016 hPa, obtido na carta de pressão ao nível do mar emitida 
pela Marinha do Brasil em 19/04/2016 às 12:00 horas. Para cada estação meteorológica, 
foram realizadas cinco medições próximas ao horário referenciado na carta e calculada a 
média da pressão atmosférica em cada uma das estações. 
 
26 Altitude estimada com base no valor de 13 m de altitude do solo obtido pelo google Earth acessado em 
20/04/2016. 
27 Altitude estimada com base no valor de 35 m de altitude do solo obtido pelo google Earth acessado em 
20/04/2016. 
28 Altitude de 26 m informada pelo INMET no endereço http://www.inmet.gov.br no link estações automáticas, 
acessado em 20/04/2016. 
29 Altitude informada no INPE no endereço http://bancodedados.cptec.inpe.br/downloadBDM/ acessado em 
20/04/2016. 
68 
 
Horário de medição 
Estação com o uso 
do Arduino e 
Processing 
Estação do 
Alerta Rio 
Estação do 
INMET 
Estação do 
INPE 
19/04/2016 às 10:00 1015,82 1012,8 1012,3 1015,93 
19/04/2016 às 11:00 1015,27 1012,6 1012,7 1015,93 
19/04/2016 às 12:00 1014,70 1011,9 1013,2 1016,94 
19/04/2016 às 13:00 1013,92 1011,1 1013,3 1016,94 
19/04/2016 às 14:00 1013,20 1010,0 1013,0 1015,93 
Valor médio 1014,58 1011,7 1012,9 1016,33 
 
Tabela 30 – Dados referentes a Pressão atmosférica coletados nas quatro estações meteorológicas usadas 
como referência para calibração do sensor BMP180 
 
 O cálculo da variação da pressão atmosférica como função da altitude pode ser 
realizado utilizando a equação barométrica. Com o intuito de simplificar os cálculos para o 
uso em sala de aula, nas turmas de Ensino Médio, devemos considerar algumas 
generalizações: a atmosfera é um gás ideal em equilíbrio, com temperatura constante e a 
aceleração da gravidade é constante em toda a atmosfera. Assim, podemos escrever a 
equação barométrica30: 
P(h) = Pnível do mar ∙ e
−
ρar
Pnível do mar
gh
 
 
 Considerando ρar = 1,18Kg/m³ , Pnível do mar = 1,016 × 10
5N/m² (como 
indicado na carta sinótica de 19/04/2016 às 12:00) e g = 9,81 m/s², temos: 
 
(
ρar
Pnível do mar
)𝑔 = (
1,18
Kg
m3
1,016 × 105
N
m2
)(9,81 
m
s2
) = 1,139 × 10−4𝑚−1 
 
Portanto, podemos calcular a pressão atmosférica para cada uma das estações: 
P(3m) = 1,016 × 105
N
m2
∙ e−1,139×10
−4𝑚−1∙3m = 1015,653 ℎ𝑃𝑎 
 
P(16m) = 1,016 × 105
N
m2
∙ e−1,139×10
−4𝑚−1∙16m = 1014,150 ℎ𝑃𝑎 
 
P(26m) = 1,016 × 105
N
m2
∙ e−1,139×10
−4𝑚−1∙26m = 1012,996 ℎ𝑃𝑎 
 
P(35m) = 1,016 × 105
N
m2
∙ e−1,139×10
−4𝑚−1∙35m = 1011,958 ℎ𝑃𝑎 
 
30 BAUER,W.; WESTFALL, G.D.;DIAS, H.Física para Universitários – Relatividade, Oscilações, Ondas 
e Calor. São Paulo: Mc Graw Hill, 2013, p. 17. 
69 
 
 
Estação com o 
uso do Arduino 
e Processing 
Estação do 
Alerta Rio 
Estação do 
INMET 
Estação do 
INPE 
Pressão 
média 
1014,58 hPa 1011,7 hPa 1012,9 hPa 1016,33 hPa 
Pressão 
calculada 
1014,150 hPa 1011,958 hPa 1012,996 hPa 1015,653 hPa 
Erro 
relativo 
0,0424% 0,0255% 0,0095% 0,0667% 
 
Tabela 31 – Quadro comparativo do erro relativo calculado para os dados referentes à pressão atmosférica 
obtidos nas quatro estações meteorológicas em análise 
 
Como podemos observar, na apresentação do erro relativo a medição de pressão 
atmosférica a partir do sensor BMP180 está bem próxima aos padrões de erro das estações 
meteorológicas comerciais. 
Para a verificação das medições de temperatura pelo sensor BMP180 e pelo sensor 
AOSONG AM2302, foi utilizado o termo higrômetro digital modelo MT-240 da Minipa, 
que apresenta as características técnicas para temperatura: 
 
Termo higrômetro MT-240 
Grandeza medida Temperatura 
Amplitude de medição -50 a +70ºC 
Precisão ± 2°C 
Resolução 0,1°C 
 
Tabela 32 – Características básicas da medição de temperatura do Termo higrômetro MT-240 
Fonte: Manual de instruções do Termo higrômetro digital MT-240 da Minipa Indústria e Comércio Ltda 
 
 
Gráfico 6 – Comparação entre os dados de temperatura obtidos pelo sensor BMP180 e pelo Termo 
higrômetro MT-240 
70 
 
 
Gráfico 7 – Comparação entre os dados de temperatura obtidos pelo sensor AM2302 e pelo Termo 
higrômetro MT-240 
 
 
O valor médio do erro de leitura obtido a partir das medições de temperatura do ar, 
realizadas, considerando como referência o valor medido pelo higrômetro digital modelo 
MT-240, é inferior a precisão do instrumento, sendo assim o valor obtido pelos sensores 
BMP180 e AOSONG AM2302 podem ser considerados como fisicamente significativos. 
Durante as medições foi constatada que a velocidade de resposta às variações de temperatura 
do BMP180 é consideravelmente maior que a do AM2302. 
 
Valor de referência 
MT-240 
Valor medido 
BMP180 
Erro 
BMP180 
Valor medido 
AM2302 
Erro 
AM2302 
10,2 10,3 0,1 10,4 0,2 
15,6 15,6 0,0 16 0,4 
19,9 19,4 0,5 19,3 0,6 
25,4 25,5 0,1 25,2 0,2 
30,1 30,5 0,4 30,5 0,4 
35,3 35,4 0,1 35,1 0,2 
40,2 40 0,2 39,9 0,3 
Erro médio 0,2 --- 0,33 
 
Tabela 33 – Quadro comparativo do erro calculado para os dados referentes à temperatura obtidos nos 
sensores BMP180, AM2302 e o Termo higrômetro MT-240 
 
Para a verificação das medições de umidade relativa do ar pelo sensor AOSONG 
AM2302, também foi utilizado o termo higrômetro digital modelo MT-240 da Minipa, que 
apresenta as características técnicas para umidade relativa do ar: 
 
 
71 
 
Termo higrômetro MT-240 
Grandeza medida Umidade Relativa do ar 
Amplitude de medição 20 a 90% RH 
Precisão ± 5% RH 
Resolução 1 % RH 
 
Tabela 34 – Características básicas da medição de umidade relativa do ar do Termo higrômetro MT-240 
Fonte: Manual de instruções do Termo higrômetro digital MT-240 da Minipa Indústria e Comércio Ltda 
 
Cabe ressaltar que os dados do fabricante do Termo higrômetro MT-240 referenciam 
a precisão no valor de 5% de umidade relativa do ar e não em 5% do valor obtido na medição. 
 
Gráfico 8 – Comparação das medidas atinentes a umidade relativa do ar obtidas a partir do sensor AM2302 e 
do Termo higrômetro MT-240 
 
Valor de referência 
MT-240 
(% RH) 
Valor medido 
AM2302 
(%RH) 
Erro 
(%RH) 
25 ± 5 28,2 3,9 
30 ± 5 30,2 0,2 
35 ± 5 35,3 0,3 
40 ± 5 43,3 3,3 
45 ± 5 48,9 3,9 
50 ± 5 54,6 4,6 
55 ± 5 59,1 4,1 
60 ± 5 63,5 3,5 
65 ± 5 68,8 3,8 
70 ± 5 73,4 3,4 
Erro de leitura médio 3,03 
 
Tabela 35 – Determinação do erro de leitura da umidade relativa do ar obtida a partir do sensor AM2302 e 
comparada com o Termo higrômetro MT-240 
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O valor médio do erro de leitura obtido a partir das medições de umidade relativa do 
ar, realizadas, considerando como referência o valor medido pelo higrômetro digital modelo 
MT-240, é inferior a precisão do instrumento, sendo assim o valor obtido pelo sensor 
AOSONG AM2302 é fisicamente significativo. 
Da mesma forma, para que a aquisição de dados do sensor de luminosidade, o LDR, 
também apresente um significado físico, é necessária a correlação da variação de resistência 
do LDR, percebida pelo Arduino em forma de tensão em sua entrada analógica, em uma 
grandeza de luminosidade, no caso o lux. Para alcançar este objetivo,