Leia Sensores Analógicos no Raspberry Pi Pico com Velxio

Introdução

Bem-vindo a mais um tutorial prático no blog da Velxio! Hoje, vamos mergulhar no ADC (Conversor Analógico-Digital) do Raspberry Pi Pico. O Pico é uma placa pequena e poderosa, e um de seus recursos mais interessantes é a capacidade de ler tensões analógicas — perfeito para sensores, potenciômetros e muito mais. Neste exemplo, vamos ler três sinais analógicos externos de potenciômetros e também capturar o valor do sensor de temperatura interno. Tudo isso roda diretamente no seu navegador com a simulação precisa com SPICE da Velxio.

Explicação do Circuito

Vamos analisar o circuito. Temos um Raspberry Pi Pico (a variante Nano RP2040 na Velxio) conectado a dois potenciômetros e um LED.

Componentes

• Raspberry Pi Pico (Nano RP2040): O cérebro da operação.
• Potenciômetro A0 (pot-a0): Conectado ao GPIO26 (A0). Seu terminal central (SIG) vai para A0, VCC para 3.3V e GND para o terra.
• Potenciômetro A1 (pot-a1): Conectado ao GPIO27 (A1). Mesma ligação: SIG para A1, VCC para 3.3V, GND para o terra.
• LED Vermelho (led-temp): Conectado ao GPIO2 (D2) através de um resistor limitador de corrente (interno ao componente do LED). O ânodo (A) vai para D2, o cátodo (C) para o terra.

Detalhes da Ligação

• A0 (GP26) está conectado ao pino SIG do pot-a0 através de um fio azul (#4488ff).
• A1 (GP27) está conectado ao pino SIG do pot-a1 através de um fio verde (#44cc44).
• D2 (GP2) está conectado ao ânodo do LED vermelho através de um fio vermelho (#ff4444).
• Ambos os potenciômetros compartilham o barramento de 3.3V (fios vermelhos) e o terra (fios pretos) do Pico.
• O cátodo do LED está conectado ao terra.

Observação: Os pinos ADC do Pico suportam até 3.3V, então usamos a fonte de 3.3V. Os potenciômetros atuam como divisores de tensão, fornecendo uma tensão variável de 0 a 3.3V em seu terminal central.

Explicação do Código

Agora vamos examinar o código. Ele está escrito em C++ no estilo Arduino para o Raspberry Pi Pico.

// Raspberry Pi Pico — Teste de Leitura ADC
// Lê valores analógicos de A0-A2 (GPIO26-28) e do sensor de temperatura interno

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(500);
  Serial.println("=== Leitura ADC do Pico ===");
  Serial.println("A0=GP26  A1=GP27  A2=GP28  Temp=interno");
  Serial.println("Resolução de 12 bits (0-4095), ref. 3.3V");
  Serial.println();

  analogReadResolution(12);
}

void loop() {
  int a0 = analogRead(A0);
  int a1 = analogRead(A1);
  int a2 = analogRead(A2);

  // Sensor de temperatura interno no canal 4
  // T = 27 - (V - 0.706) / 0.001721
  int tempRaw = analogRead(A3); // Canal 4 mapeado para A3 pelo núcleo do Pico
  float voltage = tempRaw * 3.3f / 4095.0f;
  float tempC = 27.0f - (voltage - 0.706f) / 0.001721f;

  Serial.print("A0: "); Serial.print(a0);
  Serial.print("  A1: "); Serial.print(a1);
  Serial.print("  A2: "); Serial.print(a2);
  Serial.print("  Temp: "); Serial.print(tempC, 1); Serial.println(" C");

  delay(1000);
}

Pontos Principais

• analogReadResolution(12): Define o ADC para resolução de 12 bits (0-4095). O ADC do Pico já é de 12 bits por padrão, mas é uma boa prática defini-lo explicitamente.
• analogRead(A0): Lê a tensão no GPIO26 (A0). O núcleo do Pico mapeia A0 para GPIO26, A1 para GPIO27, A2 para GPIO28 e A3 para o sensor de temperatura interno (canal 4).
• Cálculo da Temperatura: O sensor interno gera uma tensão que varia com a temperatura. A fórmula T = 27 - (V - 0.706) / 0.001721 converte a tensão para graus Celsius. A constante 0.706V é a tensão a 27°C, e 0.001721 V/°C é a inclinação.
• Saída Serial: Os resultados são impressos a cada segundo.

Conceitos Principais

• Resolução do ADC: O ADC do Pico é de 12 bits, o que significa que pode representar 4096 níveis discretos de tensão (0 a 4095). A tensão de referência é 3.3V, então cada passo equivale a cerca de 0,8 mV.
• Analógico vs Digital: Potenciômetros fornecem uma tensão contínua; o ADC a converte em um número digital.
• Sensor de Temperatura Interno: Um recurso útil para monitorar a temperatura do chip sem componentes externos.
• Divisor de Tensão: O potenciômetro atua como um divisor de tensão, fornecendo uma fração da tensão de alimentação.

Armadilhas Comuns e Dicas de Depuração

• Mapeamento de Pinos Errado: Lembre-se de que A0 é GPIO26, A1 é GPIO27, A2 é GPIO28 e o sensor de temperatura interno é acessado via A3 (canal 4).
• Pinos Flutuantes: Se o terminal central de um potenciômetro estiver desconectado, a leitura do ADC pode ser aleatória. Sempre garanta uma conexão firme.
• Monitor Serial: Certifique-se de que a taxa de transmissão (baud rate) corresponde (115200). Na Velxio, abra o Monitor Serial na barra de ferramentas do editor.
• LED Não Piscando: O LED neste exemplo não é controlado pelo código; ele está apenas conectado. Para piscá-lo, você precisaria adicionar chamadas digitalWrite(D2, HIGH) e delay().

Extensões Sugeridas

• Adicione um Terceiro Potenciômetro: Conecte um terceiro potenciômetro ao GPIO28 (A2) e leia-o no código.
• Controle o LED: Use a leitura de temperatura para acender o LED quando estiver acima de um limite.
• Plote os Dados: Use o Plotter Serial na Velxio para visualizar as leituras analógicas ao longo do tempo.
• Use Sensores Externos: Substitua os potenciômetros por um resistor dependente de luz (LDR) ou um sensor de temperatura como o LM35.

Experimente Você Mesmo!

Pronto para experimentar? Abra o exemplo ao vivo na Velxio e comece a ajustar o circuito ou o código. Clique no link abaixo para iniciar a simulação diretamente no seu navegador.

Inicie o Exemplo de Leitura ADC do Pico na Velxio

Feliz experimentação!