Desen ol imen o de Soluções Sus en á eis e Tecnológicas:
P oje os A duino pa a Aplicações Ambien ais Cien í icas e
Educacionais.
Ma eus M. B. Ribei o1
,Wesley M. L. da Sil a2
INPE, Cachoei a Paulis a, SP
Rosema y A. O. Lima3
,An onio M. V. Campos4
INPE, Cachoei a Paulis a,SP
Resumo
O p esen e a igo desc e e o desen ol imen o e um caso de es e em uma es ação me eo ológica de
baixo cus o u ilizando componen es como o mic ocon olado ESP32 e senso es de baixo cus o HTU21D
(umidade e empe a u a) e o BMP280 (p essão). O p incipal obje i o é o e ece uma solução de baixo
cus o e p ecisa pa a a cole a de dados me eo ológicos, buscando aplicações em ambien es educacionais
e de pesquisa. A me odologia incluiu a cons ução de um da alogge com módulos RTC e SD Ca d, e
a ins alação da es ação em um ab igo me eo ológico pa a compa a seus dados com os de uma es ação
p o issional. Os esul ados demons a am que a es ação de baixo cus o ap esen ou uma co elação in-
e essan e com a de e e ência pa a empe a u a e p essão, mas com uma di e ença no á el nos dados
de umidade, que a ingiu alo es supe sa u ados. As análises das di e enças en e as es ações indica am
alo es médios de 0,13°C pa a empe a u a, 8,26%UR pa a umidade e -0,48 hPa pa a p essão. O es udo
conclui que a es ação de baixo cus o pode se uma e amen a p omisso a pa a análises climá icas e se e
como base pa a u u os ap imo amen os e p oje os educacionais.
1 In odução
No a ual con ex o climá ico e ambien al, pode se pe cebe mudanças climá icas cada ez mais acen u-
adas, na me eo ologia e em ou as á eas de es udos ambien ais as es ações me eo ológicas são e amen as
indispensá eis pa a ge a dados e pos e io men e analisá-los iden i icando quais o am as mudanças no meio
ambien e, po ém uma das di iculdades encon adas ao u iliza es ações me eo ológicas é o cus o ele ado e
o di ícil acesso, assim se o nando uma e amen a de di ícil acesso em algumas ins i uições.
Visando iden i ica uma al e na i a que pudesse soluciona essa complicação oi p opos o o desen ol-
imen o de uma es ação me eo ológica de baixo cus o, u ilizando placas como A duino e/ou Esp-32, e
aplicando nas escolas e ou as ins i uições a a és do P og ama Educação, uma inicia i a no CPTEC-INPE
pa a desen ol e e compa ilha as es ações me eo ológicas de baixo cus o.
2 Me odologia
Com a solução de baixo cus o, inicialmen e o am ealizados es es em uma placa A duino Uno, onde
o baixo limi e de memó ia não pe mi ia a cons ução de um da alogge comple o, assim, oi escolhido o
1[email p o ec ed]
2wesley[email p o ec ed]
3 osema y[email p o ec ed]
4[email p o ec ed]
2
Esp-32 como placa p incipal. Jun amen e com o con olado , o am escolhidos senso es de baixo cus o,
como o BMP 280 pa a a e i p essão local e p essão e e en e ao ní el do ma onde de aco do com seu
ab ican e com a aixa de 300 a 1100 hPa com a p ecisão de ± 0.12 hPa[1], e o senso HTU21D pa a a e i
a empe a u a en e -40 e +125ºC, com p ecisão de ±0.3ºC e a umidade ela i a do a de 0 a 100%UR, com
p ecisão de ±2%UR[3].
Em conjun o com os senso es que cap u am dados das a iá eis climá icas, o am emp egados módulos
ao ESP-32, sendo um deles o RTC (Relógio de Tempo Real), que é esponsá el po a mazena e exibi
as in o mações de da a e ho a. Embo a o mic ocon olado possua um RTC in e no, es e não se e elou
e icaz, ap esen ando alhas na ausência de uma ede disponí el. Também um módulo SD ca d oi u ilizado
pa a a mazena odos os dados a e idos pela es ação de baixo cus o, pe mi indo assim egis os em longos
pe íodos sem a necessidade de uma ede Wi i.
Dessa o ma, a cons ução de um da alogge com um mic ocon olado que unciona como cé eb o
ealizando as unções p og amadas, o SD Ca d como um HD, onde odos os dados se ão a mazenados e
po im, um modulo RTC sepa ado, com obus ez pa a que não haja alhas ao equisi a dados de dia e
ho a, p o eção con a queda de ene gia e abalhando de o ma sem depende de uma conexão com ede,
pe mi indo ins ala a es ação em locais dis an es de acesso à ede.
Buscando compa a os dados da es ação me eo ológica de baixo cus o com os dados de um modelo de
es ação p o issional, oi ins alado um ab igo me eo ológico ao lado da es ação de compa ação no p édio
do CPTEC – INPE em Cachoei a Paulis a, assim, pe mi indo mensu a os dados no ambien e ex e io sem
iscos de danos po adiação sola , chu a e ou os.
Figu a 1. Local de es es en e a Es ação de Baixo Cus o com a es ação Romio o
3 Resul ados
Após alguns es es, hou e a p imei a alha e e en e ao RTC, quando u ilizado apenas o RTC p óp ios
do mic ocon olado o qual depende do p o ocolo Ne wo k Time P o ocol (NTP) e há a necessidade de
ede, sendo essa a azão da p imei a alha, oi iden i icado o e o e adiciona um modulo elógio p óp io,
podemos pe cebe com os g á icos da Figu a 1, o es e que du ou quinze dias mos ando que os dados da
es ação de baixo cus o se man i e am com uma cu a p óxima a es ação de compa ação, onde pode se
isualizado a di e ença en e ambas na Figu a 3.
3
Figu a 2. G á icos de Compa ações
Figu a 3. G á ico esul an e da di e ença en e a es ação de compa ação e a es ação de baixo cus o
Figu a 4. Tabela com as es a ís icas das di e enças en e as es ações
Analisando as di e enças en e as es ações, ap esen adas na Figu a 4, indicam uma di e ença média na
empe a u a de ap oximadamen e 0,13°C e na p essão de -0,48 hPa, com des ios pad ão de 1,81 e 0,76,
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espec i amen e, na umidade ela i a do a , a es ação de baixo cus o supe es imou 20,9%UR em um pico e
subes imou 31,7%UR, endo em média 8,26%UR de di e ença.
Figu a 5. Dados Isolados da Es ação de Baixo Cus o
Figu a 6. Dados Isolados da Es ação de Compa ação Romio o
Compa ando os dados isolados ap esen ados na Figu a 5 e Figu a 6, a obse ação p incipal icou na
umidade que em alguns pon os passou de 100% chegando a 119%UR, o que é um alo o a do ideal,
mos ando que o senso supe sa u ou a medida em alguns momen os, onde algumas possibilidades podem
explica , como uma alha na calib ação do senso ou em seu uncionamen o, ou a possibilidade é o ab igo
não possui a pa e in e io abe a, podendo acumula umidade e o na os alo es menos p ecisos po não
pe mi i um luxo maio de a e umidade, di icul ando o acumulo ou di e ença nas empe a u as eais [2].
4 Discussão
Com o es udo ealizado, é possí el conside a que o desen ol imen o de uma es ação me eo ológica
p incipalmen e quando le ado a aplicações em ambien es ins i ucionais como já ei o pelo P og ama Edu-
cação do INPE, pode se um g ande aliado em dissemina conhecimen os e aplicações na á ea de Me eo o-
logia, P og amação e Ele ônica.
5 Conclusão
A es ação me eo ológica de baixo cus o, ci ada ao deco e do a igo, mos ou-se uma e amen a e icaz
e acessí el pa a a cole a de dados me eo ológicos. A análise compa a i a com uma es ação p o issional
mos ou um desempenho in e essan e pa a as medições de empe a u a e p essão, com des ios médios e
des ios pad ão acei á eis. A p incipal limi ação obse ada oi a di e gência signi ica i a nos dados de umi-
dade, que chegou a egis a alo es acima do espe ado, indicando a necessidade de u u as in es igações
sob e a calib ação do senso ou es es di e si icados em busca de ou os possí eis esul ados.
A implemen ação de uma solução de da alogge com RTC ex e no e SD ca d p o ou se essencial pa a
um bom uncionamen o do sis ema, pe mi indo uma cole a con ínua de dados sem conexão com a in e -
ne . O p oje o busca alida a iabilidade de es ações de baixo cus o pa a o uso em ins i uições de ensino
e pesquisa, con ibuindo pa a a disseminação de conhecimen os em me eo ologia, ele ônica e p og ama-
ção. A pesquisa ambém suge e um caminho pa a o ap imo amen o con ínuo dos senso es e componen es,
incen i ando o desen ol imen o de no os p oje os na á ea.
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Re e ências
[1] B. BMP280 BOSH. BMP280 Digi al P essu e Senso . Online. Acessado em 20/09/2025, h ps:
//make he o.com/img/ iles/download/BMP280-Da ashee .pd .
[2] Ismael Luiz Hoppe, Amanda Comasse o Iensse, João Paulo Delapasse Simioni e Cássio A hu Woll-
mann. “Compa ação en e um ab igo me eo ológico de baixo cus o e a es ação me eo ológica o icial
no INMET”. Em: Anais do Cong esso de Me eo ologia (2015). Acei o.
[3] TE Connec i i y L d. HTU21D(F) RH/T SENSOR IC Digi al Rela i e Humidi y senso wi h Tem-
pe a u e ou pu . Online. Acessado em 20/09/2025, h ps : / / www . allda ashee . com /
da ashee -pd / iew/880699/TEC/HTU21D.h ml.
