Imagine que a placa do seu Ar-condicionado está com defeito, o que fazer agora? Saiba que você só precisa de um ESP32 e alguns outros módulos quando combinados com a Cultura Maker podem facilmente solucionar este problema e ainda por cima dar um upgrade no seu aparelho, tornando possível utilizá-lo por meio de uma Página Web.
Para tornar isso possível, usaremos um microcontrolador chamado NodeMCU ESP32 . Esse microcontrolador irá se comunicar com o ar-condicionado e receber comandos através da internet, já que ele possui nativamente acesso a Rede WiFi e bluetooth para fácil integração com dispositivos móveis.
O objetivo do projeto é fazer com que esse microcontrolador se comporte como se fosse a placa eletrônica tradicional do ar-condicionado, ou seja, realizando todas as funções de controle, como ligar, desligar, ajustar a temperatura e a velocidade do ventilador.
Dessa forma, ao acessar a Página Web pelo computador ou smartphone, podemos enviar os comandos para o microcontrolador, que, por sua vez, envia essas instruções ao ar-condicionado. Com isso, podemos controlar o ar-condicionado remotamente, sem depender do controle físico. Isso torna a experiência de uso mais prática e conveniente, além de oferecer a possibilidade de programar ou automatizar algumas funções do ar-condicionado de acordo com nossas preferências.
Antes de prosseguir, vamos precisar aprender algumas coisas importantes que vão ser necessárias para fazer as devidas conexões com a Rede Mundial de Computadores.
Endereço IP
O que é Endereço IP?
Um endereço IP (Internet Protocol) é um conjunto numérico único atribuído a cada dispositivo conectado a uma rede de computadores que utiliza o protocolo IP para comunicação. Esses dispositivos podem ser computadores, smartphones, tablets, servidores, impressoras de rede e qualquer outro dispositivo que esteja conectado à Internet ou a uma rede local.
Qual a função do Endereço IP?
O endereço IP é essencial para identificar e localizar cada dispositivo na rede, permitindo que os pacotes de dados sejam corretamente enviados e recebidos entre eles. Ele funciona como um sistema de endereçamento, similar ao sistema de endereços postais, mas para a comunicação na internet.
IP Privado
O endereço IP “192.168.xxx.xxx” é um exemplo de endereço IP privado, pertencente à faixa de endereços reservados para uso em redes locais. Especificamente, pertence ao chamado bloco de endereços IP privados da classe C.
Nesse padrão de endereçamento, os dois primeiros octetos (192.168) são fixos e identificam a rede local, enquanto os dois últimos octetos (xxx.xxx) podem variar entre 0 e 255. Cada número no último octeto representa um endereço IP específico dentro da rede.
- Octeto: um octeto refere-se a um grupo de 8 bits que compõe cada um dos quatro números separados por pontos em um endereço IPv4. Cada octeto pode representar um valor decimal entre 0 e 255.
Esses endereços não são roteáveis pela Internet pública, o que significa que eles não são diretamente acessíveis a partir da web externa, proporcionando uma camada de segurança adicional para dispositivos e computadores dentro da rede local. São utilizados para permitir a comunicação entre os dispositivos dentro da mesma rede local.
Histerese
Histerese é um termo que vem da física e é amplamente utilizado em diversos campos, incluindo engenharia e eletrônica. Na sua essência, histerese se refere a uma propriedade de um sistema que causa uma resposta não linear a uma mudança em sua entrada. Em outras palavras, a resposta do sistema depende não apenas do valor atual da entrada, mas também do histórico desta entrada.
No contexto de um sistema com relés, a histerese é aplicada para evitar a ativação e desativação repetitiva dos relés em um intervalo curto de tempo. Isso é particularmente útil para evitar problemas de “cintilação” ou “piscar” quando a entrada está próxima de um valor limiar.
- Limiar: limite inferior de (algo); momento inicial ou que dá início a alguma coisa; começo.
Ao aplicar o conceito de histerese em relés, está garantido que eles (relés) não sejam ativados e desativados repetidamente em um intervalo curto de tempo, proporcionando maior estabilidade ao sistema.
Sensor DS18b20
O DS18B20 é um sensor de temperatura digital de alta precisão. Projetado para medir a temperatura ambiente ou de outros dispositivos. Cada DS18B20 possui um endereço único de 64 bits, o que significa que você pode conectar vários sensores no mesmo barramento e identificar cada um deles separadamente.
Como basicamente funciona um Ar-Condicionado?
O ar-condicionado é um aparelho que controla a temperatura e a umidade do ar em um ambiente fechado usando um ciclo de refrigeração. O gás refrigerante é comprimido e aquecido, passando por uma mudança de estado de gás para líquido no condensador, onde libera calor para o ambiente externo. Em seguida, o refrigerante de baixa pressão é expandido, causando uma mudança de estado líquido para gás e resultando em uma rápida queda de temperatura. Esse refrigerante frio absorve calor do ar ambiente no evaporador e, ao circular o ar resfriado e desumidificado, proporciona uma sensação de ar fresco e agradável no ambiente. O ciclo se repete para manter a temperatura desejada, regulada por um termostato.
Esquemático Projeto Placa de Ar-Condicionado com Esp32
O esquema de montagem é relativamente simples, consiste em 2 sensores de temperatura DS18b20 ligados em paralelo (um para medir a temperatura do ambiente e o outro para medir a temperatura do evaporador), e também 5 relés (1 relé controla o funcionamento do compressor, 1 relé controla o estado do ar-condicionado e 3 relés controlam respectivamente as velocidades 1, 2 e 3 do ventilador interno).
Esquema de Montagem do Projeto Placa de Ar-Condicionado com Esp32
Html e Css
Para criar a página web, utilizamos a linguagem de marcação HTML em conjunto com o CSS para estruturar e estilizar o conteúdo visual. Essas duas linguagens permitem definir a aparência da página, como cores, fontes e layout.
Aparência da Página Web (Apenas Html e Css)
- Obs: Passe o mouse por cima dos símbolos para visualizar sua função.
Código de Programação
Atenção! Devido ao tamanho extenso do código de programação do Projeto Placa de Ar-Condicionado com Esp32, ele está hospedado no GitHub. Para acessar o código, basta acessar o link abaixo.
Clique aqui para ser redirecionado ao código da programação deste projeto!
Como funciona o Código
O código completo é extenso e inclui muitas funcionalidades e detalhes de controle do ar condicionado. Ele interage com os pinos do ESP32, lê as temperaturas do sensor e fornece uma interface básica para controle do ar condicionado via Wi-Fi usando um navegador.
Utilizando 3 bibliotecas, sendo elas a “WiFi.h” para conexão à rede Wi-Fi e as bibliotecas “OneWire” e “DallasTemperature” para ler a temperatura dos sensores 18b20. O sistema permite controlar a temperatura desejada e a velocidade do ventilador, além de alternar entre os modos quente e frio.
Download Bibliotecas e Código de Programação
O código verifica se há algum cliente (por exemplo, um navegador) conectado ao ESP32. Se houver, ele enviará uma resposta HTTP com o conteúdo HTML de uma página da web para controlar o ar condicionado.
Cabe ressaltar que para que o código funcione corretamente, é necessário ter os componentes físicos (ESP32, relés, sensores de temperatura, etc.) conectados corretamente ao hardware. Além disso, você precisará configurar sua rede Wi-Fi com o nome (SSID) e senha corretos no código, para que o ESP32 possa se conectar à rede Wi-Fi e receber os comandos do cliente. Faça essas alterações no seguinte trecho:
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77 78 |
const char *ssid = "NOME DO SEU WIFI"; const char *password = "SENHA DO SEU WIFI"; |
Como fazer alterações no código
Antes de alterar o código precisamos entender como ele está estruturado.
Estrutura do código:
- 001 à 005 – Inclusão das Bibliotecas utilizadas
- 007 à 085 – Definição de constantes e variáveis
- 087 à 122 – Inicializações, definições e conexões antes do loop principal
- 126 à 142 – Servidor WiFi aguarda clientes, lê e imprime os dados recebidos via porta serial
- 157 à 189 – Estilo da página (CSS)
- 195 à 383 – Estrutura HTML da página e condições
- 397 à 449 – Aguarda e verifica Isso se o cliente fez uma solicitação para ativar algo
- 475 à 499 – Configuração do sensor de temperatura e recolhimento de informação
- 461 à 670 – Condições para tratar a ativação e desativação do sistema (quente/frio e ligado/desligado)
- 502 à 559 – Condições para tratamento das velocidades do ventilador
- 562 à 596 – Tratamento das temperaturas do evaporador e do ambiente no estado frio
- 598 à 630 – Tratamento das temperaturas do evaporador e do ambiente no estado quente
- 632 à 671 – Controle de Atualização dos estados dos relés de saída
- 673 à 754 – Função
varLigaDesliga()para controlar a ativação e desativação do sistema - 756 à 789 – Função
inversao()para tratar inversões de estado sem desligar o sistema
Agora que sabemos como nosso código está estruturado podemos fazer alterações nele.
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- Caso queira alterar a estrutura do código HTML e seu estilo (CSS), altere entre as linhas 157 à 383. O código HTML e CSS devem estar dentro da função
client.print(" ");
Exemplo:
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1 |
client.print("<div><h1>Exemplo</h1></div>"); |
- Caso queira alterar ou incrementar solicitações possíveis ao cliente altere entre as linhas 397 à 449.
- Caso queira alterar as incrementar funções do código altere entre as linhas 461 à 789.
Perguntas e Respostas
Quais são os benefícios de utilizar esse sistema em vez do controle remoto tradicional?
O sistema web oferece conveniência e flexibilidade, permitindo controlar o ar-condicionado de qualquer lugar através de um computador ou smartphone. Além disso, é possível programar funções automáticas para melhorar a experiência de uso. É uma opção viável para quem não quer comprar uma placa tradicional para seu dispositivo.
Como é possível acessar a plataforma web para controlar o ar-condicionado remotamente?
Para acessar a plataforma web, basta utilizar um computador ou smartphone conectado à internet. A partir do navegador, acessando o endereço de IP fornecido pelo Monitor Serial ao executar a aplicação, você poderá interagir com a página web criada no projeto, enviando os comandos de controle para o microcontrolador ESP32.
É possível implementar essa solução em diferentes modelos de ar-condicionado?
Sim, desde que o ar-condicionado possua um sistema de controle eletrônico compatível, é possível adaptar essa solução para diferentes modelos, marcas e capacidades do aparelho.
Posso alterar o código para criar novas funções e/ou estilizar o código de outra maneira?
Sim! Você pode alterar o código da maneira que desejar. Utilize a criatividade para alterar o código criando novas funções, novos estilos ou novos leyouts. Se precisar de ajuda para fazer alterações no seu código visite a seção Como fazer alterações no código.
Conclusão
O uso do microcontrolador ESP32 para substituir a placa tradicional de um Ar-Condicionado e tornar possível de controla-lo de forma remota através de um site é uma solução inovadora e prática que oferece diversas vantagens aos usuários.
No geral, o uso do microcontrolador ESP32 para controle remoto do ar-condicionado através de um site representa um avanço significativo na automação residencial, oferecendo maior praticidade, conforto e personalização aos usuários, e pode ser um passo importante rumo a um ambiente mais conectado e eficiente.
E aí, O que achou deste projeto? Este projeto me trouxe diversos aprendizados e espero que estes aprendizados sejam transmitidos a você por meio deste artigo.
Deixe seu comentário abaixo e compartilhe comigo as suas experiências. Até a Próxima!
