Balão Meteorológico com Arduíno

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BALÃO METEOROLÓGICO
De Amo, G.A(1), Gomes, G.A(2), Ribeiro, D. E. A(3), Rubini, B(4), Zanicheli, B(5), Izola, D. T(6)
1Acadêmico do curso superior de engenharia de computação do centro universitário Herminio Ometto de Araras. Av. Dr. Maximiliano Baruto, 500 - Jardim Universitário, Araras - SP, 13607-339.
guilherme.gomes91@outlook.com, gustavomcada@gmail.com, beatrizrubini2@gmail.com, daaniribeiro7@gmail.com, brunozanicheli@gmail.com,
2 Professor orientadordoutoremengenhariaaeronáuticanaEscola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo
dawson@uniararas.br
Palavras-chave: Balão Meteorológico, Sensores, Arduino.
INTRODUÇÃO
Um balão meteorológico é um simples balão de borracha, inflável, com gás hidrogênio ou hélio, fabricados para resistir à baixas temperaturas e usado para transportar sondas, hoje utilizada para medir a pressão atmosférica, temperatura e a umidade relativa do ar.
Ele permite que pessoas ou grupos registrem com baixo custo e em forma de mapa eventos em sequência, de maneira temporariamente precisa e de fácil compartilhamento.
Também é possível registrar imagens aéreas gratuitas e atuais, pois nas imagens de satélites geralmente estão desatualizadas.
METODOLOGIA
Será utilizado os seguintes equipamentos para a produção do balão:
· 1 Arduino Uno R3;
· 1 Data Logger Shield;
· 1 Mini Protoboard;
· 1 Sensor BMP280;
· 1 Sensor DHT11;
· 1 Bateria 9V recarregável;
· 1 Conector com plug para bateria 9V
· 1 Rastreador GPS Mini A8;
· 1 Chip pré pago;
· 1 Micro câmera filmadora;
· 2 cartões SD (um para câmera e outro para coleta de dados);
· 1 caixa ou suporte para a sonda;
· 1 Balão gigante de latex nº 40 (aprox. 90cm inflado);
· Linha de pesca;
· Durex;
· Sacos plásticos (para o paraquedas).
 (
Figura
1
 - Esquema do projeto
)Esboço do projeto
Circuito visual
 (
Figura
2
 - Circuito do projeto
)
 (
Figura
3
 - Modelo
 
esquemático do balão
)Modelo Esquemático
RESULTADOS
Foi realizado procedimentos de teste e coletado medidas do ambiente. Como não havia muitos locais para se levar a sonda (altitude e ambientes com temperaturas muito diferentes), realizou-se estas medidas colocando a sonda próximo da geladeira (aberta) para captar valores de temperatura/umidade e, logo depois, em ambiente com elevação para captar valores de altitude.
Estas foram as medidas coletadas:
	Temperatura (ºC)
	 Pressão (Pa)
	 Altitude (m)
	 Umidade (%)
	 Orvalho (ºC)
	 Tempo (s)
	30.46
	 94804.96
	 557.56
	 31.00
	 10.18
	0
	30.52
	 94803.03
	 557.73
	 31.00
	 10.18
	10
	30.49
	 94806.03
	 557.46
	 31.00
	 10.18
	31
	30.52
	 94801.32
	 557.88
	 30.00
	 9.69
	42
	30.53
	 94800.31
	 557.97
	 31.00
	 10.18
	53
	27.96
	 94804.92
	 557.56
	 32.00
	 9.79
	63
	25.11
	 94816.07
	 556.58
	 32.00
	 8.05
	74
	22.98
	 94823.03
	 555.97
	 33.00
	 6.76
	85
	21.43
	 94825.28
	 555.77
	 34.00
	 5.44
	95
	20.61
	 94838.22
	 554.63
	 34.00
	 4.56
	106
	21.08
	 94835.41
	 554.88
	 35.00
	 4.09
	116
	22.42
	 94831.96
	 555.18
	 35.00
	 4.09
	127
	23.66
	 94828.14
	 555.52
	 35.00
	 4.09
	138
	26.06
	 94844.80
	 554.06
	 34.00
	 4.56
	148
	27.68
	 94840.44
	 554.44
	 34.00
	 6.32
	159
	28.78
	 94853.30
	 553.31
	 34.00
	 7.19
	170
	30.49
	 94813.02
	 556.85
	 33.00
	 7.63
	180
	30.83
	 94778.95
	 559.84
	 33.00
	 8.51
	191
	31.60
	 94767.19
	 560.88
	 34.00
	 10.70
	223
	31.75
	 94768.99
	 560.72
	 32.00
	 9.79
	239
	31.68
	 94803.75
	 557.66
	 31.00
	 10.18
	249
Tabela 1 - Medidas realizadas em ambiente residencial
Obs.: As medidas com cor de fundo em amarelo foram captadas no momento em que colocou-se os sensores próximo da geladeira;
As medidas com cor de fundo em azul claro foram captadas no momento em que colocou-se os sensores num ambiente mais alto.
Anexo I - Programação da placa Arduino para salvar os dados em um cartão SD
O desenvolvimento da lógica programável foi realizada utilizando a ferramenta “Arduino” do fabricante de placas Arduino. Essa ferramenta é uma plataforma eletrônica de código aberto fácil de utilizar. Abaixo alguns trechos do código do projeto:
 (
Figura
4
 - Trecho do código do projeto
)
Figura5 - Trecho do código do projeto
Também será acrescentado o rastreador GPS por chip GSM, onde irá realizar o rastreamento da queda do balão, que de tempo em tempo será enviado mensagens para um dispositivo móvel informando os valores de latitude e longitude para o rastreio da queda.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Modelo esquemático do projeto em geral, esboçando as partes do projeto;
Figura 2 – Visual do circuito utilizado no balão, onde mostra as conexões da placa protoboard e arduino;
Figura 3 – Modelo esquemático do circuito elétrico do balão;
Figura 4 – Trecho do código fonte utilizado para implementação do balão em arduino;
Figura 5 – Trecho do código fonte utilizado para implementação do balão, onde realiza as medidas de pressão, altitude, temperatura, umidade do ar, ponto de orvalho e tempo.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Medidas realizadas em ambiente residencial;
REFERÊNCIAS
https://www.filipeflop.com/blog/temperatura-pressao-bmp180-arduino/
https://www.filipeflop.com/blog/monitorando-temperatura-e-umidade-com-o-sensor-dht11/
https://www.filipeflop.com/blog/cartao-sd-com-arduino/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_orvalho