Monitor Preciso de Pressão Atmosférica: Barômetro Duplo com Arduino UNO e Nano

Componentes Principais

Componente	Quantidade	Observações
Arduino Nano R3	1	Controla display de 3 horas e previsão
Arduino UNO (ATmega328 em placa Vero)	1	Controla barômetro principal e display de 6 horas
Sensor de pressão BMP180 (I2C)	2	Um para cada Arduino
RTC DS3231 (I2C)	1	Relógio de tempo real com bateria
Motores de passo NEMA 17 (1,8°, 1A)	3	Para os três ponteiros
Drivers A4988	3	Microstepping 1/16
Displays LCD 20x4 I2C	2	Um para cada Arduino
Fonte 12V 1A + conversor LM2596 (5V) + AMS1117 (3,3V)	1 conjunto	Alimentação de motores e sensores
LEDs 3mm (vermelho, verde, amarelo, azul, branco)	vários	Indicadores de faixa estendida e previsão
Caixa estilo relógio (12") ou moldura dupla	1	Design clássico ou moderno

Visão Geral do Projeto

Este barômetro de alta precisão exibe a pressão atmosférica em três mostradores analógicos acionados por motores de passo:

1. Mostrador Principal (12") – Pressão ao nível do mar em hPa, atualizado a cada 10 minutos.
2. Mostrador de 6 Horas – Variação de pressão nas últimas 6 horas.
3. Mostrador de 3 Horas – Variação nas últimas 3 horas (resolução 0,5 hPa), usado para previsão meteorológica.

Todos os mostradores possuem faixa estendida (±5 hPa além da escala normal) indicada por LEDs. O mostrador de 3 horas aciona 8 LEDs de previsão (seca, chuva, tempestade, etc.) baseados na pressão atual e sua tendência.

Dois LCDs 20x4 internos mostram dados numéricos, hora (UTC) e status.

Funcionamento Detalhado

Comparação com Barômetro Analógico Convencional

Barômetros analógicos tradicionais apenas indicam tendência (subindo/descendo) e exigem ajuste manual de ponteiro de referência. Este projeto automatiza o registro contínuo de variações em 3h e 6h, eliminando a necessidade de anotações manuais.

Faixa Estendida e LEDs de Alerta

• LED Verde: leitura ≤ -5 hPa (faixa negativa estendida)
• LED Vermelho: leitura ≥ +5 hPa (faixa positiva estendida)
• Ambos acesos: leitura fora da faixa estendida (±9 hPa) – some 10 ao valor indicado.

Exemplo: se o mostrador de 3h marcar -1 com ambos LEDs acesos, a variação real é -11 hPa.

Algoritmo de Previsão do Tempo (baseado em pressão e tendência de 3h)

Pressão Atual	Tendência 3h	Previsão (LEDs)
< 1009 hPa	Subindo/estável (≥ 0)	Limpo / Esfriando (Clear + Change)
< 1009 hPa	Descendo devagar (-1.5 a 0)	Chuva / Ameaça (Rain + Threat)
< 1009 hPa	Descendo rápido (< -1.5)	Tempestade / Ameaça (Storm + Threat)
1009–1022 hPa	Estável (-1.5 a +1.5)	Sem mudança / Justo (Fair + No Change)
1009–1022 hPa	Subindo rápido (> +1.5)	Melhorando (Clear)
1009–1022 hPa	Descendo rápido (< -1.5)	Chuva / Neve (Rain + Threat)
> 1022 hPa	Subindo/estável (≥ 0)	Seco (Dry)
> 1022 hPa	Descendo devagar (-1.5 a 0)	Justo (Fair)
> 1022 hPa	Descendo rápido (< -1.5)	Mudança (Change)

Construção Mecânica

Mostrador (Dial)

1. Chapa de alumínio 1,5 mm, pintada (primer + cor + verniz fosco).
2. Decalque em papel transferência aquática (water‑slide) para escalas e números.
3. Furos de 3 mm para LEDs; furos maiores para eixos dos motores.

Ponteiros

Feitos a partir de ponteiros de relógio de quartzo (segundos), adaptados com Blu‑Tack nos eixos dos motores de passo (não use cola permanente).

Caixa

Duas opções:

• Clássica: Caixa de relógio de parede 12" (comprada no eBay "case only"), dobradiça frontal, fundo em madeira.
• Moderna: Duas molduras 30×30 cm coladas verso a verso, com caixa traseira de madeira 50 mm de profundidade, montada com dobradiças de 270° para acesso traseiro.

Eletrônica e Firmware

Arduino UNO (Barômetro Principal + 6h)

• Lê BMP180 a cada 10 min (minutos 0,10,20,30,40,50).
• Calcula pressão ao nível do mar (altitude fixa 118 m).
• Armazena últimas 8 leituras horárias para calcular variação de 6h.
• Controla motor do mostrador principal e do mostrador de 6h via drivers A4988 (1/16 passo).
• RTC DS3231 fornece base de tempo (UTC) e pulso de 1h para o Arduino Nano.
• Interface de calibração via potenciômetro e botões na placa Vero (ajuste de hora, ponteiros).

Arduino Nano (3h + Previsão)

• Recebe pulso de 1h do UNO (pino 13 → pino 3 do Nano).
• Lê seu próprio BMP180 (altitude 125 m).
• Armazena últimas 5 leituras horárias para variação de 3h.
• Controla motor do mostrador de 3h e 8 LEDs de previsão.
• Botões dedicados para ajuste fino do ponteiro de 3h.

Principais Bibliotecas

• SFE_BMP180 (sensor pressão)
• AccelStepper (controle motores de passo)
• LiquidCrystal_I2C (LCDs)
• Wire (I2C)

Códigos Fonte

• BarometerA4988_23.ino – UNO: barômetro principal, display 6h, RTC, calibração.
• BarometerA4988_3hour__21.ino – Nano: display 3h, previsão, LEDs.

Ambos os arquivos estão incluídos na seção Code do projeto original (código truncado acima; baixe para versão completa).

Esquemático

Esquema completo (imagem) mostra conexões I2C (BMP180, RTC, LCDs), drivers A4988 (STEP/DIR, VREF), alimentação 12V→5V→3,3V, LEDs e botões de ajuste.

Vídeo Time‑Lapse

Disponível no projeto original (4K) mostrando radar de chuva e reação do barômetro prevendo tempestade.

Projeto avançado para entusiastas de meteorologia e mecânica de precisão!