Projeto IoT com Raspberry Pi Pico e ThingSpeak

Este projeto utiliza um Raspberry Pi Pico para monitorar dois botões, a posição de um joystick e a temperatura interna do microcontrolador. Os dados são enviados periodicamente para a nuvem (ThingSpeak), permitindo visualização em tempo real por meio de gráficos e painéis personalizados.

🧩 Funcionalidades

• Leitura dos botões (GPIO 5 e 6): Captura o estado (pressionado/solto).
• Leitura do joystick (ADC 0 e 1): Interpretação de direção (rosa dos ventos).
• Leitura da temperatura interna (ADC 4): Conversão para °C.
• Envio de dados para o ThingSpeak(versão nuvem): Via requisição HTTP GET a cada 15 segundos.
• Servidor Web local (versão local): Exibição dos dados em HTML via rede local a cada 1 segundo.
• Exemplo de aplicação real: Simulação de monitoramento industrial.

🔌 Pinos Utilizados

Função	Pino do Pico
Botão A	GPIO 5
Botão B	GPIO 6
Joystick X	ADC 1 (GPIO 27)
Joystick Y	ADC 0 (GPIO 26)
Sensor de Temperatura	ADC 4
LED Indicador	GPIO 20

🌐 Configuração de Rede

⚠️ Importante: Antes de compilar, edite o código e preencha suas informações de Wi-Fi e chave da API do ThingSpeak:

#define WIFI_SSID           "SEU_SSID_AQUI"
#define WIFI_PASSWORD       "SUA_SENHA_AQUI"
#define THINGSPEAK_API_KEY  "SUA_API_KEY_AQUI"
#define THINGSPEAK_HOST     "api.thingspeak.com"

🧭 Mapeamento da Rosa dos Ventos com o Joystick

O joystick retorna valores analógicos nos eixos X e Y, de 0 a 4095. Esses valores são mapeados para direções de uma rosa dos ventos, com base em limites definidos no código.

🎯 Direções possíveis

         Norte
           ↑
  Noroeste ↑↑↑ Nordeste
           ↑
Oeste ←── Centro ──→ Leste
           ↓
  Sudoeste ↓↓↓ Sudeste
           ↓
         Sul

📊 Faixas de valores (exemplo)

Direção	X	Y
Norte	~2000	>3500
Sul	~2000	<1000
Leste	>3500	~2000
Oeste	<1000	~2000
Nordeste	>3000	>3000
Noroeste	<1000	>3000
Sudeste	>3000	<1000
Sudoeste	<1000	<1000
Centro	1800–2300	1800–2300

⚙️ Ajuste os limites conforme o comportamento real do seu joystick.

☁️ Envio para ThingSpeak

Os dados dos sensores são enviados a cada 15 segundos (limite da conta gratuita no ThingSpeak) usando uma requisição HTTP GET.

🧾 Exemplo de requisição:

GET /update?api_key=SUA_API_KEY&field1=BOTAO_A&field2=BOTAO_B&field3=TEMP&field4=JOY_X&field5=JOY_Y HTTP/1.1
Host: api.thingspeak.com
Connection: close

🖥️ Como Rodar o Projeto

✅ Pré-requisitos

• SDK do Raspberry Pi Pico configurado
• Pilha LWIP funcional
• Acesso à internet via Wi-Fi

⚙️ Configuração

Edite no código:

#define WIFI_SSID "SEU_SSID"
#define WIFI_PASSWORD "SUA_SENHA"
#define THINGSPEAK_API_KEY "SUA_CHAVE_THINGSPEAK"

🧪 Compilação

mkdir build
cd build
cmake ..
make

🚀 Upload para o Pico

• Use o picotool, ou
• Copie o arquivo .uf2 gerado para o Raspberry Pi Pico via USB

📡 Visualização

• Acesse ThingSpeak
• Veja os campos atualizados em tempo real com:
  • Botões A e B (pressionado ou solto)
  • Temperatura em °C
  • Eixos X e Y do joystick

💡 Aplicações Reais

Este projeto pode ser usado em:

• 🏭 Monitoramento remoto de máquinas e ambientes
• 🧪 Testes educacionais com sensores e IoT
• 🚀 Prototipagem de sistemas embarcados

🧠 Ideia do Projeto

O projeto nasceu com o objetivo de explorar o uso do Raspberry Pi Pico (BitDogLab) em aplicações de IoT. A proposta era:

• Monitorar botões físicos e joystick
• Medir a temperatura interna
• Exibir os dados via servidor local
• Como desafio extra: enviar os dados para a nuvem foi escolhido o (ThingSpeak) por ser grátis e fácil de usar

Além da leitura bruta dos sensores, foi implementado um sistema de interpretação de direção (rosa dos ventos) com o joystick, e visualizações gráficas em tempo real.

O código foi escrito todo em C, sem bibliotecas de alto nível, utilizando diretamente o SDK oficial do RP2040 e a pilha TCP/IP LWIP.

🌐 Visualização Local com Página HTML

A primeira versão do projeto implementa um servidor local. A cada 1 segundo, os dados dos sensores são atualizados e exibidos em uma página HTML acessível via navegador.

Sensores Monitorados:

• 🟢 Botões físicos (estado pressionado ou solto)
• 🌡️ Temperatura interna (°C)
• 🎮 Joystick (X, Y e direção interpretada)

Resultado:

☁️ Integração com o ThingSpeak

A segunda versão envia os dados para a nuvem usando o serviço ThingSpeak. A cada 15 segundos, os sensores são lidos e os dados são enviados via HTTP GET.

Campos Enviados:

• field1: Botão A
• field2: Botão B
• field3: Temperatura
• field4: Eixo X do Joystick
• field5: Eixo Y do Joystick

Resultados:

• 📈 Temperatura em tempo real
• 🧭 Direção do joystick com rosa dos ventos (via Math Visualization)
• 🔴 Estado dos botões em gráfico digital

🏭 Aplicação Simulada: Monitoramento Industrial

Este projeto pode simular um sistema de monitoramento remoto de máquinas industriais:

• ⚙️ Botões = estados da máquina (ligado/desligado, emergência)
• 🌡️ Temperatura = sobreaquecimento
• 🎮 Joystick = controle ou ajuste remoto

Benefícios:

• Visualização em tempo real
• Sem necessidade de hardware adicional
• Possível integração com alertas e dashboards

✅ Resultados Finais

O projeto atendeu todos os objetivos e desafios:

✔️ Conexão estável à rede Wi-Fi
✔️ Visualização dos dados localmente (HTML)
✔️ Integração com a nuvem (ThingSpeak)
✔️ Conversão da entrada do joystick para rosa dos ventos
✔️ Gráficos em tempo real

Resultado: um sistema de IoT completo, funcional e com potencial de uso real.

Contato

📧 Email: jonielmendes237@gmail.com 🔗 LinkedIn: linkedin.com/in/joniel-mendes