Descrição de Hardware

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Esta seção tem por objetivo apresentar as soluções de hardware escolhidas para o desenvolvimento do sistema eletrônico do projeto. Aqui são apresentadas uma breve explicação sobre a funcionalidade das soluções, juntamente com suas especificações técnicas.

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Componentes específicos para cada Subsistema

Subsistema de Monitoramento de Direção e Velocidade do Vento

Sensor de direção do vento

Existem vários componentes que podem ser utilizados para medir a direção do vento, como potênciometros de giro infinito e sensores encoder. Porém, dependendo da aplicação, estes se tornam inviáveis. No caso do uso de um sensor encoder para captar a direção do vento, por exemplo, não é possível manter de forma simples a última posição registrada antes do sistema ser desligado. Sendo assim, a opção mais viável para uso no projeto é o sensor de efeito Hall linear.

Estes dispositivos, sensíveis ao campo magnético, regulam a tensão de saída de acordo com a intensidade do campo magnético incidente. Para medição da direção do vento decidiu-se então pela utilização de 4 sensores de efeito hall lineares modelo 49e, cada sensor estará em uma direção espefífica: Norte (0º ou 360º), Sul(180º), Leste(90º) e Oeste(270º). Eles entregarão um sinal de saída de até 5[V] que varia de acordo com a posição de um imã acoplado ao eixo rotativo da direção do vento. Caso o vento aponte exatamente em algumas das direções, o sensor hall correspondente entregará o nível máximo de tensão.

Optou-se pela utilização desses sensores com as seguintes justificativas:

• Compatibilidade com o ADC do Arduino Nano (5V): Os sensores 49e, com saída de até 5V, se ajustam à faixa do ADC de 10 bits do Arduino Nano, garantindo leitura precisa para monitorar a posição do ímã e direção do vento.
• Facilidade na Determinação das Direções Cardeais: Posicionar os sensores nas direções Norte, Sul, Leste e Oeste permite identificar a direção quando o ímã está alinhado com o sensor correspondente, simplificando a leitura sem cálculos extras.
• Interpolação para Direções Intermediárias: A interpolação entre os sensores com as maiores leituras fornece uma estimativa de direção precisa entre 0° e 360°, dispensando sensores adicionais e simplificando o hardware.
• Eficiência Energética e Circuito Simples: Os sensores 49E consomem pouca energia. Mesmo com quatro desses componentes, a solução ainda é compacta, ideal para um design de baixo consumo com o Arduino Nano.
• Facilidade de Implementação: A leitura dos sensores e a interpolação exigem pouco processamento, simplificando os algoritmos e facilitando o uso de interrupções para medições.
• Robustez e Confiabilidade: O sensor 49E é durável e resistente a condições climáticas, ideal para uso externo.

Especificações Técnicas do Sensor Hall 49e linear

Especificações
- Tensão de Operação: 4.5V a 10.5V (típico de 5V)
- Corrente de Operação: Máximo de 8 mA
- Faixa de Sensibilidade: 1.35 mV/G a 1.85 mV/G
- Faixa de Temperatura de Operação: -40°C a +85°C

Sensor de Velocidade do Vento

Para medir a velocidade do vento, será utilizado um módulo optoacoplador encoder. Este é um dispositivo eletrônico composto basicamente por um LED (*Light Emitting Diode*) infravermelho e um fotodiodo, ao receber a luz emitida pelo LED o fotodiodo permite a passagem de corrente pelos seus teminais, dessa forma, o componente é sensível à interrupções da luz do LED. Contando com um circuito conicionador de sinal, o módulo entrega pulsos de tensão de acordo com a interrupção do sinal.

Pode-se medir a velocidade utilizando uma roda perfurada acoplada ao eixo rotativo da direção do vento que resultará na interrupção desse fluxo luminoso. E para calcular a velocidade de rotação basta saber o raio da roda perfurada, quantidade de furos e o período de cada pulso.

Justificativas para uso do Encoder

• Alta Precisão na Medição de Velocidade: O optoacoplador encoder gera pulsos ao detectar cada furo da roda acoplada ao eixo, possibilitando calcular a velocidade angular e, consequentemente, a velocidade do vento com precisão.
• Simplicidade de Cálculo: A medição de intervalos entre pulsos permite que o Arduino Nano, usando interrupções e os dados de raio e número de furos, calcule facilmente a velocidade do vento, minimizando a carga de processamento.
• Uso Eficiente de Interrupções: As interrupções do Arduino Nano capturam com precisão cada pulso do encoder sem a necessidade de monitoramento constante, o que reduz o consumo de energia e permite multitarefas.
• Baixo Consumo de Energia: O optoacoplador consome pouca energia e fornece um sinal digital de 5V, compatível com o Arduino, eliminando a necessidade de circuitos extras e simplificando o design.
• Robustez e Confiabilidade: Resistente a interferências e durável, o optoacoplador é ideal para medições em ambientes externos, suportando bem vibrações e pequenas imperfeições.
• Flexibilidade de Ajuste: O sistema permite personalização, como variar o número de furos ou o raio da roda para calibrar a sensibilidade, sem modificar o circuito principal.

Informações Técnicas do Encoder

Espeficicações
- Tensão de Operação: 3.3V a 5V
- Corrente de Operação do LED: 15 mA
- Saída: Pulso de Tensão

Subsistema da Estação Meteorológica

Sensor de Umidade, Temperatura e Pressão

Em projetos que estações meteorológicas, é essencial medir grandezas como temperatura, umidade e pressão, pois esses dados permitem monitorar e analisar as condições climáticas com precisão.

Para a medição dos parâmetros de umidade, temperatura e pressão foi escolhido o módulo sensor BME280.

Justificativas Sensor BME280

• Alta precisão e estabilidade: O BME280 oferece excelente precisão para medir temperatura, umidade e pressão atmosférica. Comparado a sensores como DHT11 e DHT22, o BME280 apresenta leituras mais precisas e estáveis, fundamentais para aplicações onde a precisão dos dados é crítica.

• Baixo consumo de energia: O BME280 é otimizado para consumir menos energia, o que o torna ideal para projetos com alimentação por bateria, onde a eficiência energética é essencial. Esse é um ponto em que ele supera sensores como o MS5803, que consome mais energia, especialmente ao medir pressão.

• Amplitude de medição: Em termos de faixa de medição de temperatura e umidade, o BME280 é superior a sensores de umidade e temperatura como DHT11, DHT22. Isso permite monitorar condições meteorológicas com mais abrangência.

• Comparação de Valores e Praticidade: O sensor BME280, embora tenha um custo mais elevado em comparação a sensores básicos (DHT11,DHT11,...), oferece várias vantagens significativas que justificam o investimento. Medindo três parâmetros essenciais — temperatura, pressão e umidade — em um único dispositivo, o que reduz a necessidade de múltiplos sensores e simplifica o design do sistema. Além disso, o BME280 é amplamente utilizado em projetos de eletrônica e IoT, resultando em uma vasta quantidade de referências e documentações disponíveis na internet. Esse amplo acesso a guias, exemplos de código e bibliotecas facilita o desenvolvimento e a integração do sensor em diferentes plataformas, aumentando a praticidade e a eficiência na implementação.

Especificações Técnicas BME280

Especificações
- Temperatura: -40ºC a 85ºC.
- Precisão de temperatura: ± 1ºC.
- Umidade: 0% a 100% UR.
- Precisão de umidade: ± 3%.
- Pressão: 300hPa a 1100hPa.
- Precisão da pressão: ± 0,12hPa (barométrica).
- Tensão de alimentação: 1,71V a 3.6V
- Consumo de corrente: 3.6µA (utilizando humidade, pressão e temperatura)
- Preço: R$ 14,00 ~ R$ 90,00

Sensor de Radiação Solar UV

Para projetos de estações meteorológicas, a medição da radiação solar é fundamental, pois permite avaliar a intensidade da luz solar que atinge a superfície em um determinado local. Esse dado é importante para entender o potencial de aquecimento, a eficiência energética em sistemas de energia solar e o impacto da radiação ultravioleta sobre o ambiente e a saúde.

Para a medição da análise climatica e previsão do tempo foi escolhido o módulo sensor de Luz Ultravioleta UV Guva-S12SD.

Justificativas Sensor UV Guva-S12SD

• Facilidade de Leitura com Saída Analógica: O GUVA-S12SD possui uma saída analógica direta, o que simplifica a interface com microcontroladores e permite medições de intensidade de UV sem a necessidade de conversão digital.

• Baixo Consumo de Energia: O GUVA-S12SD consome pouca energia, o que o torna ideal para sistemas que precisam operar com bateria por longos períodos. Esse consumo reduzido permite maior autonomia do sistema, especialmente em estações meteorológicas alimentadas por energia solar ou com restrições de energia.

• Custo e Disponibilidade: O GUVA-S12SD costuma ser mais acessível e está amplamente disponível em lojas de componentes eletrônicos, enquanto o VEML6070, embora ofereça boa precisão, pode ser menos acessível e mais caro. Isso pode ser relevante, principalmente para projetos com orçamento limitado.

Especificações Técnicas UV Guva-S12SD

Especificações
- Tamanho de onda UV: 240nm a 370nm.
- Temperaura de trabalho: -30ºC a 85ºC.
- Tensão de alimentação: 2,5V a 5V.
- Ângulo de visão: 130ºC.
- Preço: R$ 34,00 ~ R$ 90,00

Subsistema de Monitoramento do Recipiente

Sensor de Temperatura Impermeável

O sensor de temperatura será responsável pelo monitoramento da temperatura da água dentro do recipiente. Porém, para esta aplicação, soma-se à necessidade de possuir uma boa precisão a necessidade de ser resistente à líquidos. Por esta razão, o sensor escolhido foi o DS18B20.

O sensor de temperatura DS18B20 é um sensor digital que mede a temperatura e transmite os dados por meio do protocolo de comunicação 1-Wire, o que lhe permite utilizar apenas uma porta digital do microcontrolador para transferir os dados, além de permitir que múltiplos desses sensores compartilhem o mesmo fio de comunicação, em uma aplicação que seja necessário o uso de mais desses dispositivos. Por ser um sensor digital, a conversão do valor analógico obtido na leitura é convertido para o formato digital pelo próprio sensor, o que elimina a necessidade de circuitos adicionais para conversão ou de conversores AD (Analógico-Digital) extremamente robustos no microcontrolador que trata o seu sinal.

Especificações Técnicas do sensor DS18B20

Especificações
– Modelo: DS18B20
– Tensão de operação: 3 a 5V DC
– Faixa de medição: -55 ºC a +125 ºC
– Precisão: 0.5 ºC entre -10 ºC a +85 ºC
– Resolução ajustável entre 9 e 12 bits
– Ponteira de aço inoxidável com 6mm de diâmetro por 30mm de comprimento
– Cabo de ligação revestido em PVC de 90cm
– Diâmetro do cabo: 4mm

Observação: Apesar do sensor operar em uma temperatura máxima de 125°C, o seu cabo é feito em PVC, logo é recomendado manter o sensor em aplicações abaixo de 100°C.

Sensor Ultrassônico

O sensor ultrassônico é um dispositivo que utiliza ondas sonoras de alta frequência para medir a distância entre o sensor e um objeto ou detectar a presença de objetos próximos. Baseado no princípio da eco-localização, o sensor emite ondas ultrassônicas (normalmente em torno de 40 kHz), que se propagam pelo ar. Quando essas ondas atingem um objeto, parte da energia é refletida de volta para o sensor, onde um receptor detecta o eco. Com base no tempo que a onda leva para ir e voltar, o sensor calcula a distância até o objeto.

Capaz de medir distâncias entre 25 cm e 4,5m, o sensor ultrassônico JSN-SR04T se mostra como uma alternativa vantajosa, uma vez que apresenta a característica de ser impermeável e resistente à umidade, o que é essencial para monitoramento do nível de líquidos em recipientes.

Especificações Técnicas do sensor JSN-SR04T

Especificações
– Modelo: JSN-SR04T
– Tensão de operação: 3 a 5V DC
– Corrente de operação: < 8mA
– Frequência do ultrassom: 40KHz
– Precisão: +/- 1cm
– Resolução: 1mm
– Ângulo de medição máximo: 75°
– Sinal de entrada [Trigger]: Pulso TTL (5V) de 10us
– Sinal de saída [Echo]: Pulso TTL (5V) proporcional à distância detectada
– Temperatura de operação: -20°C a 70°C
– Diâmetro do sensor: 22mm
– Dimensões do módulo (CxLxA): 42 x 29 x 17 mm
– Comprimento do cabo: 2,5m

Observação: Apesar de o sensor ser a prova d'água, ele não pode ser utilizado submerso em líquidos, o seu grau de proteção é suficiente para ambientes externos com presença de umidade, mas não para submersão em líquidos. O módulo que acompanha o sensor não é a prova d'água e deve ser operado sob proteção de umidade externa, para evitar possíveis curtos e danificar o produto.

Subsistema de Controle da Comporta

Motor de Passo

Um motor de passo (ou motor de passo-a-passo) é um tipo de motor elétrico que divide a rotação completa do motor em um número fixo de "passos" discretos. Diferente de motores tradicionais, que giram de forma contínua, o motor de passo avança em incrementos definidos, movendo-se de maneira precisa e controlável em ângulos fixos, o que o torna ideal para aplicações que requerem posicionamento exato.

O motor será usado para controle da abertura e do fechamento da comporta do recipiente, sendo responsável por movimentar a estrutura. De acordo com os requisitos definidos para a estrutura física, o motor deve ser capaz de tracionar uma carga de 2 Kg. Levando em conta esse requisito, o modelo escolhido foi o motor unipolar/bipolar NEMA17, que possui torque de 2 Kgf.cm.

Especificações
- Tamanho: 42,3 mm quadrados x 33 mm, não incluindo o eixo
- Peso: 350 g
- Diâmetro do eixo: 5 milímetros "D"
- Passos por revolução: 200
- Âgulo de passo: 1,8º
- Cada fase suporta: 840 mA a 4 V
- Resistência: 5,75 Ohm por bobina
- Torque: 2,8 kgf.cm
- Indutância: 9,3 mH por bobina

Driver de Motor

Um driver de motor é um dispositivo eletrônico usado para controlar e alimentar motores elétricos em sistemas eletrônicos e mecatrônicos. Ele atua como uma interface entre o microcontrolador, que fornece os sinais de controle, e o motor, que precisa de uma potência maior do que a que o controlador pode fornecer diretamente. Suas principais funções são controlar a direção e a velocidade do motor e atuar como amplificador de potência, transformando sinais de baixa potência (geralmente nível lógico), em sinais de alta potência capaz de controlar o motor.

O A4988 é um módulo driver de motor de passo amplamente utilizado para controlar motores de passo bipolares. Ele permite o controle preciso, oferecendo opções de microstepping (subdivisão de passos), ajuste de corrente e proteção, tornando-o ideal para aplicações que exigem controle suave e preciso. Além disso, oferece uma interface de fácil uso, uma vez que permite o controle a partir de dois sinais principais para definição do passo e da velocidade.

Especificações
- Tensão de operação do Módulo: 3,5 a 5V
- Tensão de operação do motor de passo suportado pelo Módulo: 8 a 35V
- Temperatura de funcionamento do Módulo: -20 ºC a 85 ºC
- Resoluções: full-step, half-step, 1/4-step, 1/8-step e 1/16-step
- Dimensões (CxLxE): 20x12x2mm; (ignorando-se os pinos)
- Peso: 2g

Sensor de Chuva Fc-37 e Módulo de controle YL-83

O sensor de chuva FC-37 e o módulo de controle YL-83 são um conjunto utilizado para detectar a presença de água (chuva) e enviar um sinal que indica a detecção ou não de umidade. Esse conjunto é ideal para aplicações em sistemas onde a detecção de chuva ou umidade pode acionar sistemas de proteção ou notificação.

O sensor de chuva FC-37 é composto por uma placa de circuito impresso que possui uma série de trilhas de metal expostas. Quando gotas de água caem sobre o sensor, a água forma uma ponte entre as trilhas, alterando a resistência elétrica do circuito e, consequentemente, permitindo que o módulo YL-83 detecte a presença de umidade.

O módulo YL-83 é o controlador que acompanha o sensor de chuva FC-37. Ele possui um comparador de tensão que detecta a variação de resistência no sensor FC-37. O YL-83 converte essa variação em um sinal digital e analógico que pode ser lido por microcontroladores.

Especificações
- Tensão de Operação: 3,3-5V
- Corrente de Saída: 100mA
- Sensibilidade ajustável via potenciômetro
- Saída Digital e Analógica
- Led indicador para tensão
- Led indicador para saída digital
- Comparador LM393
- Dimensões Sensor de Chuva: 5x4 cm
- Dimensões Placa de Controle: 2,1x1,4 cm
- Comprimento Cabo: 20 cm.

Componentes de uso comum a todos os subsistemas

Microcontrolador

O microcontrolador é um circuito integrado compacto, que atua como uma unidade de processamento que integra memória, unidades de entrada/saída (I/O), temporizadores e interfaces de comunicação em um único chip, ideal para controle de sistemas dedicados com funções específicas.

Com as devidas instruções definidas através das lógicas de programação, o microcontrolador é basicamente a "inteligência" do sistema eletrônico, responsável por gerenciar o seu funcionamento, realizando o processamento de informações obtidas através de sensores externos, ou de outros sistemas micrcontrolados, e controlando o acionamento ou atuação de outros dispositivos conectados a ele.

Para operação dos subsistemas de Controle da Comporta, Estação Meteorológica, Monitoramento da Direção e Velocidade do Vento e de Monitoramento do Recipiente, foi escolhida a utilização do microcontrolador ATmega328, através da placa de desenvolvimento Arduino Nano, pelas seguintes justificativas:

Justificativas Microcontrolador Arduino Nano

• Conversores ADC com níveis de tensão até 5V: Os conversores ADC (sigla em inglês para Conversores Analógico-Digital) com resolução de 10 bits do Arduino Nano aceita tensões de 0 a 5V, proporcionando maiores precisões para medir sinais analógicos de sensores.

• Tamanho Compacto: Com as dimensões de apenas 43x18x19 mm, o Arduino Nano é ideal para projetos embarcados e de espaço limitado, facilitando sua integração em PCBs.

• Eficiência energética: O Arduino Nano possui consumo de energia relativamente baixo, o que o torna uma boa opção para sistemas que precisam ser eficientes em termos de energia, especialmente se for alimentado por bateria ou por um sistema de energia renovável, como energia solar.

• Suporte a comunicação I2C, SPI e UART: O Arduino Nano possui suporte para os principais protocolos de comunicação utilizado pelos sensores utilizados nos subsistemas

• Programação simples e versátil: A IDE do Arduino é muito intuitiva e conta com uma vasta quantidade de bibliotecas utilizadas para facilitar a integração com vários sensores, displays e outros módulos.

Especificações Técnicas do Arduino Nano

Especificações
– Microcontrolador: ATmega328
– Tensão de operação(nível lógico): 5V
– Tensão de entrada: 7-12V(Recomendada), 6-20V(Limite)
– Pinos I/O digitais: 14 (6 oferecem saída PWM)
– Pinos de entrada analógica: 8
– Corrente DC nos pinos: 40mA
– Memória FLASH: 32KB (2KB utilizado pelo gerenciador de boot)
– SRAM: 2KB
– EPROM: 1KB
– Velocidade do clock: 16 MHz
– Dimensões: 43 x 18 x 19mm
– Peso 6g

Para o subsistema de transmissão, que será utilizado para envio de dados captadados pelos outros subsistemas, foi definido que seria utilizada a comunicação via Wi-Fi, utilizando o protocolo *Message Queuing Telemetry Transport* (MQTT). Tendo em vista este requisito, foi escolhida a utilização do microcontrolador ESP32 para o subsistema. A ESP32 possui antenas integradas para a utilização de Wi-Fi de 2.4 GHz e *Bluetooth Low Energy* (BLE), atendendo as especificações necessárias do projeto.

Especificações Técnicas da ESP32

Especificações
– Microcontrolador: ESP32
– Tensão de operação(nível lógico): 3.3V
– Tensão de entrada: 5V(Recomendada), 5-12V(Limite)
– Pinos I/O digitais: 30
– Corrente DC nos pinos: 12mA
– Memória FLASH: 4M
– SRAM: 520KB
– EPROM: 448KB
– Velocidade do clock: 80-240 MHz
– Dimensões: 51 x 27,5 x 7mm
– Peso 9g

Conversor DC-DC BUCK LM2596

Conversores DC-DC são dispositivos eletrônicos de potência capazes de tranformar um sinal de potência em outro de maior ou menor de tensão. Neste caso, como a tensão necessária para alimentação dos microcontroladores e da maioria dos demais módulos é baixa comparada a energia que será entregue pelas baterias na alimentação, se faz necessário o uso de um conversor DC-DC do tipo BUCK específicamente. O modelo escolhido foi conversor DC-DC BUCK LM2596.

O conversor Buck utiliza um chaveamento rápido, controlado por PWM (modulação por largura de pulso) entre um transistor (geralmente um MOSFET) e um diodo, junto com um indutor e um capacitor, para controlar e suavizar a saída. O transistor alterna entre estados "ligado" e "desligado" em alta velocidade, regulando a quantidade de energia transferida da entrada para a saída. Esse tipo de controle permite uma alta eficiência na conversão de tensão e pouca perda de energia por dissipação de calor.

Justificativas Conversor DC-DC BUCK LM2596

• Estabilidade e precisão da tensão: Conversores DC-DC regulados fornecem uma tensão de saída estável e precisa, necessária para o Arduino Nano e os sensores BME280 e GUVA-S12SD. Isso ajuda a evitar instabilidades no circuito, garantindo leituras precisas dos sensores.

• Redução de peso e espaço: Muitos conversores DC-DC são compactos e leves, ideais para projetos com limitações de espaço, especialmente em estações meteorológicas e dispositivos portáteis. Eles ocupam menos espaço físico e podem ser montados junto com outros componentes de forma eficiente.

Especificações Técnicas Conversor DC-DC BUCK LM2596

Especificações
- Tensão de Entrada: 4.5V a 40V
- Tensão de Saída Ajustável: 1.23V a 37V
- Corrente de Saída: Até 3A
- Eficiência: Até 92%
- Frequência de Operação: 150 kHz
- Ondulação de Saída: Inferior a 30mV
- Precisão de Regulação: ±1.5%
- Proteções contra sobrecorrente, superaquecimento e curto-circuito
- Temperatura de Operação: -40°C a +125°C
Preço R$ 6,72 ~ R$ 25,00

Condicionador de Comunicação RS485

Condicionadores de sinal de comunicação são componentes eletrônicos capazes de converter um sinal de comunicação que estão em um padrão determinado, para outro padrão conhecido.

Se optou pela utilização do circuito transceptor de sinal que condiciona a comunicação para utilização do RS-485, **MAX485**. Este componente converte a comunicação Serial, saída ou entrada do arduino nano, em comunicação diferencial, capaz de reduzir o ruído na comunicação. A utilização do componente se deu pelas seguintes justificativas:

• Tipo de comunicação: Permite comunicação diferencial reduzindo interferências eletromagnéticas e demais ruídos;
• Baixo Consumo de Energia: O transceptor consome pouca energia em operação e possui um modo de "shutdown" que reduz ainda mais o consumo, ideal para dispositivos que operam a bateria ou que precisam de eficiência energética.
• Alta velocidade de transmissão: Permite taxas de transmissão de dados de até 2.5 Mbps, tornando-o adequado para aplicações onde é necessário um fluxo de dados relativamente alto.
• Barramento de comunicação: Pode ser utilizado em redes com até 32 dispositivos conectados em um único barramento, funcionando bem em arquiteturas ponto a ponto ou multidrop (mestre-escravo).

Informações Técnicas do MAX485

Especificações
- Tensão de Operação: 5V
- Taxa de Transmissão: Até 2.5 Mbps
- Consumo de Corrente: 300 µA em modo ativo, 1 µA em modo de espera
- Alcance de Comunicação: Até 1200 metros
- Capacidade de Conexão em Rede: Suporta até 32 dispositivos em um barramento de rede
- Proteções: Contra descarga eletrostática (ESD), curto-circuito e falhas temporárias de linha

Conexões entre módulos

Para realizar a interconexão entre os módulos dos subsistemas, se optou pela utilização de conectores MIKE. Esses conectores podem ter 2 a 6 canais, alguns modelos chegam a ter mais número de canais.

Para o sistema eletrônico deste projeto, serão utilizados os de 5 conexões, normalmente da seguinte forma:

• +VCC (Positivo da Bateria/controlador);
• -VCC (Negativo da Bateria/Controlador);
• Canal A (Comunicação RS485);
• Canal B (Comunicação RS485);
• GND ou REFF (A referência geral do sistema, para evitar ruído);

A utilização de conectores Mike se justificam por:

• Robustez e Confiabilidade: Resistentes a vibrações, corrosão e clima adverso, ideais para ambientes externos.
• Facilidade Modular: Permitem conexões e desconexões rápidas, facilitando a manutenção e substituição de módulos.
• Compatibilidade Elétrica Segura: Asseguram conexões estáveis e confiáveis para sinais e alimentação.
• Compactação e Organização: Otimizam o espaço e mantêm o sistema organizado em montagens embarcadas.

Conexão Dentro dos módulos

Para realizar conexão entre os conectores MIKE, presos na caixa do módulo, e entre o sistema dentro de cada módulo, optou-se pela utilização de conectores MOLEX-KK.

A utilização dos conectores MOLEX-KK se justificam por:

• Confiabilidade e Resistência: Conectores Molex KK são robustos, garantindo conexões firmes e duráveis para ambientes embarcados.
• Facilidade de Montagem e Manutenção: Permitem conexões rápidas e seguras, facilitando substituições sem solda direta.
• Compatibilidade com Placas Perfuradas e PCBs: São ideais para protótipos e montagem em placas perfuradas, proporcionando organização e simplificação no design.
• Custo-Benefício: Oferecem uma solução econômica e confiável para projetos com demandas de baixo custo e alta estabilidade.

Soquetes e Barras de pinos

Para montagem dos CIs e módulos nas placas, se utilizarão soquetes que são conectores que permitem inserir chips ou módulos em uma PCB sem soldá-los diretamente, oferecendo encaixe firme e removível para circuitos integrados.

Essa utilização decisão se dá pelos seguintes motivos:

• Evita Soldagens Diretas: Soquetes permitem fácil substituição de CIs e microcontroladores sem necessidade de dessoldagem, facilitando a manutenção e prototipagem.
• Redução de Danos por Calor: A utilização de soquetes evita danos aos componentes durante soldagens, preservando sua integridade.
• Maior Vida Útil da PCB e dos Componentes: Soquetes reduzem o desgaste de componentes e das trilhas da PCB, prolongando sua vida útil.
• Possibilidade de Atualização de CIs e Microcontroladores: Facilita a atualização de componentes sem reconstruir a placa, simplificando modificações no sistema.
• Testes e Prototipagem: Soquetes permitem testar diferentes CIs facilmente, sem danificar a PCB, ideal para desenvolvimento e protótipos.

Versionamento

Versão	Data	Modificação	Autor
1.0	04/11/2024	Documento inicial criado.	Matheus Félix
1.1	04/11/2024	Inclusão do controle de versões.	Matheus Félix
1.2	23/11/2024	Inclusão da descrição de hardware relacionada ao subsistema de monitoramento do vento.	Pedro Zago
1.3	23/11/2024	Inclusão da descrição de hardware relacionada ao subsistema da estação meteorológica.	Pablo Santos
1.4	23/11/2024	Inclusão da descrição de hardware relacionada ao subsistema de transmissão.	Tiago Caixeta
1.5	23/11/2024	Inclusão da descrição de hardware relacionada ao subsistema de monitoramento do recipiente.	Matheus Félix
1.6	23/11/2024	Inclusão da descrição de hardware relacionada ao subsistema de controle da comporta.	Matheus Félix
1.7	24/11/2024	Revisão do arquivo.	Matheus Félix
1.8	25/11/2024	Ajustes finais do arquivo.	Matheus Félix
1.9	04/12/2024	Ajustes no texto.	Pablo Santos