🌡️ Thermostat

Termostato digital com display OLED, calibração automática, limite ajustável e alarme sonoro

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📋 Descrição

O Thermostat é um termostato digital completo com interface gráfica em display OLED. Ele lê um potenciômetro como sensor de temperatura simulado (facilmente substituível por um sensor real como NTC/DHT11), processa as leituras com média de 60 amostras ao longo de 60 segundos e exibe a temperatura atual ao lado do limite configurável pelo usuário.

Quando a temperatura medida atinge ou ultrapassa o limite, o sistema dispara um alarme visual (caixa invertida com "MAX" no display) e sonoro (buzzer com padrão de bip não-bloqueante), sem travar a interface.

O projeto foi otimizado com três técnicas de performance simultâneas: amostragem de 1 Hz para precisão, display a 15 FPS para fluidez visual, e buzzer não-bloqueante para resposta rápida ao alarme.

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⚙️ Componentes Utilizados

Quantidade	Componente	Especificação
1x	Arduino Uno ou Nano	Microcontrolador ATmega328P
1x	Display OLED SSD1306	128×64 px, interface I2C
2x	Potenciômetro	10kΩ linear
1x	Buzzer piezoelétrico passivo	Conectado ao pino D8
—	Jumper wires	Macho-macho
1x	Protoboard	—

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🔌 Pinagem

Potenciômetro de Temperatura (A0):

• Pino central → A0
• Extremidade esquerda → GND
• Extremidade direita → 5V
• Faixa: 0–1023 ADC mapeado para 0–50°C

Potenciômetro de Limite (A1):

• Mesma ligação — ajusta o limite de 0 a 50°C instantaneamente

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💻 Como Funciona

Fase de Calibração (primeiros 60 segundos)

Ao ligar, o sistema entra em uma fase de calibração obrigatória. Durante 60 segundos, o Arduino:

1. Coleta 1 leitura/segundo do sensor (A0)
2. Acumula as leituras em acumuladorLeituras
3. Exibe no display o progresso com um cabeçalho "CALIBRANDO Xs" e uma barra de progresso animada

if (contadorSegundos >= 60) {
  long media = acumuladorLeituras / 60;      // média das 60 amostras
  temperatura_exibida = map(media, 0, 1023, 0, 50);  // converte para °C
  sistemaPronto = true;
}

A calibração por média elimina leituras ruidosas e garante um valor estável logo na primeira exibição.

Display Principal

Após a calibração, o display exibe dois painéis lado a lado:

Painel esquerdo (84×46 px): temperatura atual em fonte grande com símbolo °C
Painel direito (42×46 px): limite configurado com rótulo "MAX"

Quando o alarme está ativo, o painel direito inverte para fundo sólido com texto branco e exibe um ícone piscante de som.

Sistema de FPS Limitado (15 FPS)

Para não sobrecarregar o barramento I2C — que bloquearia a leitura dos sensores — o display só é redesenhado a cada 66ms (~15 FPS):

if (millis() - ultimoFrame >= 66) {
  ultimoFrame = millis();
  u8g2.firstPage();
  do { draw(); } while (u8g2.nextPage());
}

A biblioteca U8g2 usa um buffer de página (_2_ no nome do construtor), que divide o display em faixas horizontais e envia cada faixa separadamente — reduzindo o uso de RAM em comparação com o buffer completo (_F_), que exigiria ~1KB apenas para o framebuffer.

Alarme Não-Bloqueante

O buzzer usa millis() para criar um padrão de bip sem delay():

Estado	Duração
Bip ligado (tone(8, 2000))	100ms
Bip desligado (noTone(8))	1000ms

if (estadoBuzzer) {
  if (tempoAtual - tempoAnteriorBuzzer >= 100) {
    estadoBuzzer = false;
    noTone(pino_BUZZER);
  }
} else {
  if (tempoAtual - tempoAnteriorBuzzer >= 1000) {
    estadoBuzzer = true;
    tone(pino_BUZZER, 2000);
  }
}

Isso permite que o display e os sensores continuem funcionando normalmente durante o alarme.

Leitura do Limite (Sempre Instantânea)

O potenciômetro de limite (A1) é lido em todo ciclo do loop, sem amostragem, para que o usuário veja a alteração refletida imediatamente no display — melhor experiência de usuário ao girar o knob.

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🗂️ Estrutura dos Arquivos

thermostat/
├── README.md                          # Esta documentação
└── sketch_thermostat/
    └── sketch_thermostat.ino          # Código completo do projeto

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📦 Bibliotecas Necessárias

Instale via Arduino IDE → Tools → Manage Libraries:

Biblioteca	Autor	Uso
U8g2	Oliver Kraus	Driver universal para displays OLED/LCD, inclui fontes e gráficos
Wire	Arduino (built-in)	Comunicação I2C

Por que U8g2 e não Adafruit SSD1306? A U8g2 oferece suporte a modo de buffer de página (menor uso de RAM), uma biblioteca de fontes muito mais rica (u8g2_font_fur20_tf para a temperatura grande, u8g2_font_8x13B_tr para os rótulos) e funções de desenho mais completas como drawRBox() (retângulo com bordas arredondadas) e drawRFrame().

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🚀 Como Usar

1. Instale a biblioteca U8g2 via Library Manager.
2. Monte o circuito conforme a pinagem acima.
3. Abra o sketch: sketch_thermostat/sketch_thermostat.ino no Arduino IDE.
4. Selecione a placa: Tools → Board → Arduino Uno (ou Nano).
5. Selecione a porta: Tools → Port → COMx.
6. Faça upload: Ctrl+U.
7. Aguarde os 60 segundos da fase de calibração — a barra de progresso indica o avanço.
8. Após a calibração, gire o potenciômetro A0 para simular variação de temperatura.
9. Gire o potenciômetro A1 para ajustar o limite de alarme.
10. Quando a temperatura simulada atingir o limite, o buzzer bipa e o display exibe o alarme "MAX".

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🔧 Substituindo o Potenciômetro por Sensor Real

Para usar um sensor real (ex: NTC 10kΩ ou DHT11), substitua a leitura de A0:

NTC em divisor de tensão:

// Substitui: int leituraInstantanea = analogRead(pino_POT_AMBIENTE);
// Por:
int leituraInstantanea = analogRead(A0);
float tensao = leituraInstantanea * (5.0 / 1023.0);
float resistencia = 10000.0 * (5.0 / tensao - 1.0);
// Aplicar equação de Steinhart-Hart para converter resistência em °C

DHT11/DHT22:

#include <DHT.h>
DHT dht(A0, DHT11);
float leituraInstantanea = dht.readTemperature() * (1023.0 / 50.0); // normaliza para escala 0-1023

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📐 Detalhes Técnicos

Parâmetro	Valor
Faixa de temperatura exibida	0–50°C
Taxa de amostragem do sensor	1 Hz (1 leitura/segundo)
Período de calibração	60 segundos
FPS do display	~15 FPS (66ms/frame)
Frequência do bip de alarme	2000 Hz
Padrão do bip	100ms ON / 1000ms OFF
Velocidade do barramento I2C	400 kHz (fast mode)
Buffer do display U8g2	Modo página (_2_)

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Desenvolvido por Felipe Grolla