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Wi-Fi de Longo Alcance com ESP32 T190 + LoRa V2

Fernando K 23 março

Wi-Fi de Longo Alcance com ESP32 T190 + LoRa V2


Olá, queridos alunos. Nesse projeto vamos montar um sistema completo de monitoramento usando dois chips ESP32 com comunicação LoRa na frequência de 915 MHz.

Um deles é o novo ESP32 T190 da Heltec, com display colorido de 1.9” e resolução de 320x170, ideal para exibir gráficos e dados em tempo real.

O outro é o ESP32 LoRa V2, com display OLED monocromático, responsável por coletar dados de temperatura, umidade e qualidade do ar utilizando os sensores AHT21 e ENS160 — esse último, um sensor multigás digital com algoritmos internos para cálculo de TVOC, eCO₂ e AQI.

Links onde encontrar os componentes:


Explicarei como:
• Estabelecer comunicação entre os dois módulos usando LoRa SX1262
• Exibir os dados com gráficos atualizados a cada segundo no display colorido
• Instalar as bibliotecas e configurar tudo na IDE Arduino 2.X

Você verá que é possível criar aplicações robustas e de longo alcance com excelente visualização gráfica — tudo usando componentes acessíveis e sem complicação.

Vamos ao passo a passo.

Antes de iniciar, gostaria de incluir uma parte muito importante que não está presente no vídeo, que é referente a maneira como você poderá desbloquear o número serial do chip.

PDF: Desbloqueando Serial

Objetivos

Este projeto tem como objetivos:
  • Conhecer o SP32-S3 T190 da Heltec, com display colorido de 1.9” (320x170).
  • Instalar a biblioteca da Heltec no Arduino IDE 2.x
  • Utilizar sensores AHTX21 (temperatura/umidade) e ENS160 (qualidade do ar)
  • Comunicar dois ESP32 via LoRa 915 MHz
  • Exibir os dados graficamente usando o controlador ST7789V2

A montagem é simples: um ESP32 com sensor ENS160 + AHTX21 envia, via LoRa, dados para outro ESP32 com display colorido. O receptor exibe as informações em gráficos atualizados a cada segundo.

Componentes Utilizados


1. ESP32-S3 T190

Módulo com display TFT 1.9”, resolução 320x170, Wi-Fi, BLE e LoRa SX1262. Responsável pela recepção dos dados e exibição gráfica.

2. ESP32 LoRa V2

Módulo com display OLED monocromático, atua como transmissor dos dados via LoRa.

3. Sensor ENS160

Sensor digital multigás que mede TVOC, eCO2 e qualidade do ar. Altamente sensível, reage inclusive à respiração humana.

4. Sensor AHTX21 / AHT

Sensor de temperatura e umidade com comunicação I²C. Precisa ser reidratado após soldagem para maior precisão.

5. Antena 915 MHz

Utilizada em ambos os ESPs para comunicação LoRa.

6. Bateria Li-Ion

Usada no ESP32 T190. O sistema pode funcionar autônomo ou carregando via USB-C.

7. Cabo SH 4 pinos para sensores

Facilita conexão SPI/I²C com sensores QuickLink.

8. Dissipador de calor para ESP32

Ajuda a manter a temperatura abaixo de 70ºC em ambientes quentes.

Principais Características do HT-VMT190

 
• Processador ESP32-S3 dual-core, 240 MHz
• Display colorido TFT LCD 1.9” (320x170, até 262 mil cores)
• Wi-Fi, BLE e LoRa SX1262
• USB-C, PSRAM 8MB, Flash 16MB
• Interface para sensores QuickLink
• Baixíssimo consumo em sono profundo (18μA)
• Bateria com gerenciamento integrado



Principais Características

  •  MCU ESP32-S3R8, suporta Wi-Fi e BLE.
  •  O módulo LoRa é opcional, compatível com Meshtastic.
  •  Baixo consumo de energia, 18uA em sono profundo.
  •  Interface de bateria SH1.25-2 integrada, sistema de gerenciamento de bateria de lítio integrado (gerenciamento de carga e descarga, proteção contra sobrecarga, detecção de energia da bateria, comutação automática de energia USB/bateria).
  •  Função de exibição poderosa, tela TFT-LCD integrada de 1,9 polegadas contém (RGB) 170 X320 pontos e pode exibir até 262 mil cores.
  •  A interface do sensor SH2.0-4P é compatível com sensores da série QuickLink.
  •  Compatível com Arduino, fornecemos frameworks e bibliotecas de desenvolvimento.


Instalação das Bibliotecas




Para compilar os códigos no Arduino IDE 2.x, siga:

Acesse: https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json

Copie este link para o campo "URLs Adicionais" em Preferências.

Em Gerenciador de Placas, busque por Heltec ESP32 Boards e instale.



Para o sensor ENS160, instale a biblioteca oficial: https://github.com/sciosense/ens16x-arduino






Sensores

ENS160

  • Sensor multigás com 4 elementos. Calcula automaticamente:
  • TVOC
  • CO2 equivalente
  • AQI (Air Quality Index)
  • Compensa temperatura e umidade
  • Suporta I²C e SPI. Ideal para ambientes com solda, oficinas ou controle de exposição a gases.
O ENS160 é uma solução digital de sensor multi-gás, baseada na tecnologia de óxido metálico (MOX) com quatro elementos sensores. O controle independente da placa aquecida permite a detecção de uma ampla gama de compostos orgânicos voláteis (VOCs), incluindo etanol, tolueno, hidrogênio e gases oxidantes, com sensibilidade superior.

O ENS160 suporta algoritmos inteligentes para processar as medições brutas dos sensores no próprio chip. Esses algoritmos calculam equivalentes de CO₂, TVOC, índices de qualidade do ar (AQIs) e realizam compensação de umidade e temperatura, além de gerenciamento da linha de base, tudo no chip. As medições brutas do sensor podem ser lidas para personalização adicional.

O dispositivo encapsulado em LGA inclui interfaces escravas SPI e I²C para se comunicar com um processador host principal. O ENS160 é uma tecnologia comprovada e livre de manutenção, projetada para alto volume e confiabilidade.

ATH21B

  • Sensor de temperatura e umidade.
  • Requer reidratação após soldagem
  • Coloque em ambiente com UR > 75% por 12h
  • Alternativamente: UR > 40% por 2 dias
É proibido utilizar soldagem por refluxo (reflow) ou por onda (wave) para este componente. A soldagem manual deve ser feita em menos de 5 segundos, a uma temperatura máxima de 300 °C.

Observação: Após a soldagem, o ATH21B precisa ser armazenado em condições de umidade relativa acima de 75% por mais de 12 horas para garantir a reidratação do polímero. Caso contrário, o sinal de saída do sensor sofrerá desvio.

Alternativamente, o sensor pode ser colocado em um ambiente natural (umidade relativa acima de 40%) por mais de 2 dias para reidratá-lo. O uso de solda de baixa temperatura (por exemplo, 180 °C) pode reduzir o tempo de hidratação.

Não utilize o sensor em ambientes com gases corrosivos ou em contato com água condensada.

Controlador ST7789V2 

O ST7789V2 é um controlador/driver de chip único para TFT-LCD de 262K cores, tipo gráfico. Ele consiste em 720 circuitos de linha de fonte e 320 circuitos de linha de porta. Este chip pode se conectar diretamente a um microprocessador externo e aceita interface paralela de 8 bits/9 bits/16 bits/18 bits.

Os dados de exibição podem ser armazenados na RAM de dados de exibição no chip de 240x320x18 bits. Ele pode executar a operação de leitura/gravação de RAM de dados de exibição sem nenhum relógio de operação externo para minimizar o consumo de energia.

Além disso, devido ao circuito de alimentação integrado necessário para acionar o cristal líquido; é possível fazer um sistema de exibição com o menor número de componentes



Esquemático do ESP32 T190



O ESP32 T190 já vem com todo o circuito necessário integrado, o que facilita a prototipagem:

O módulo LoRa SX1262 é conectado via SPI ao ESP32-S3

O display TFT de 1.9" é controlado pelo ST7789V2 em modo SPI

Um chip AW9364 aciona os LEDs de fundo com controle PWM

O conector QuickLink permite fácil conexão de sensores via I²C

A alimentação via USB-C é protegida por diodos e resistores adequados

O circuito também possui leitura inteligente da tensão da bateria (VBAT)

Esse nível de integração é o que torna o T190 uma placa ideal para projetos robustos com exibição gráfica, LoRa e alimentação autônoma.


Montagem do Sistema

O ESP32 V2 (transmissor) é conectado ao sensor ENS160 + AHTX21 via I²C:

SDA: GPIO 33

SCL: GPIO 32

Alimentação: 3.3V

O ESP32 T190 (receptor) recebe os dados LoRa e exibe no display. Os dados são acumulados em arrays e exibidos graficamente com três curvas (temperatura, umidade e qualidade do ar).


Os arquivos estão divididos em dois códigos:

senderLora.ino  — Responsável pela leitura dos sensores e envio via LoRa

receiverLora.ino — Responsável por receber os dados e exibir no display colorido

Os códigos estão 100% comentados linha por linha. Você pode baixar o pacote completo (códigos, imagens e PDF) no link abaixo:










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