Sistema De Irrigação Automático Para Plantas

A irrigação é uma das tecnologias mais utilizadas por agricultores pois esta atividade independe da ocorrência de chuvas, garante uma safra uniforme, reduz a falha humana, minimiza o consumo de água(utilizando apenas quando necessário) e minimiza os riscos de perda devido à ausência de um elemento imprescindível para o desenvolvimento das plantas: a água.

Dentre as tecnologias disponíveis, o Arduino foi selecionado para este protótipo pois a partir dele podemos desenvolver um sistema preciso, capaz de realizar as mesmas funções que um equipamento de alta tecnologia, entretanto com um baixo custo, possibilitando o uso por agricultores de pequeno e grande porte.

Step 1: Placa Uno R3 Arduino

O Arduino Uno R3 é a placa Arduino mais vendida e usada atualmente, apresenta uma ótima quantidade de portas e um ótimo preço.

Especificações Uno R3:

Microcontrolador: ATmega328 (datasheet)
Tensão de Operação: 5V
Tensão de Entrada: 7-12V
Portas Digitais: 14 (6 podem ser usadas como PWM)
Portas Analógicas: 6
Corrente Pinos I/O: 40mA
Corrente Pinos 3,3V: 50mA
Memória Flash: 32KB (0,5KB usado no bootloader)
SRAM: 2KB
EEPROM: 1KB
Velocidade do Clock: 16MHz

Step 2: O Sensor De Umidade HR202

O sensor de umidade HR202 é um sensor resistivo utilizado para fazer medições de umidade.

Este sensor possui uma grande capacidade de absorção e uma ótima performance a longo prazo.

Especificações:

Modelo: HR202L (Datasheet)
Faixa de medição de umidade: 20 a 95% UR
Temperatura de operação: 0º a 60ºC
Alimentação: 1.5 VAC
Potência nominal: 0.2 mW
Precisão de umidade de medição: ± 5,0% UR
Frequência de operação: 500 Hz à 2 KHz
Dimensões: 15 x 12 x 5mm (incluindo terminais)

Step 3: Diagrama De Operação

Para o presente projeto, o multímetro e o potenciômetro representam o sensor de umidade que seria utilizado.

Desta forma, a partir da leitura do valor do potenciômetro, deve-se considerar o gráfico que relaciona a operação do potenciômetro com o sensor de umidade.

Conforme podemos observar no gráfico acima, têm-se 3 retas diferentes. Desta forma, a partir da equação da reta e dos pares ordenados iniciais e finais de cada reta, encontrou-se as seguintes equações da reta para a operação do sensor:

Reta 1: x=y/0,3
Reta 2: x=60y-170
Reta 3: x=30y-50

Obs: considerando que a variável que temos está no eixo y, isolou-se a variável que queremos descobrir (umidade no eixo x).

Step 4: Materiais Utilizados

Os materiais utilizados foram

Placa Arduíno R3;
2 (dois) LEDs (um verde e um vermelho);
2 (duas) resistências de 220 Ω;
1 (um) potenciômetro;
1 (um) multímetro;
1 (uma) motor de corrente contínua representando uma bomba d’água;
Kit cabos Jumpers;
Protoboard;

Step 5: O Circuito

O circuito acima, gerado no software Tinkercad, apresenta uma esquematização simples do sistema de irrigação automática de plantas.

Para montar o circuito, deve-se inserir os LEDs, as resistências e o potenciômetro na protoboard. Deve-se conectar o terminal positivo do LED vermelho ao pino 12, o do LED verde ao pino 13 e o do motor cc ao pino 11. Os respectivos terminais negativos devem ser ligados ao negativo da protoboard.

Deve-se conectar o positivo da protoboard ao 5V da Placa de Arduino Uno R3 e o negativo ao GND.

O pino do meio do potenciômetro, responsável pela leitura, deve ser conectado ao positivo do multímetro, que terá seu negativo conectado ao negativo da protoboard.

Por fim, o pino do meio do potenciômetro deve-se também ser ligado ao pino A5 para uma leitura análoga.

Os LEDs são utilizados para indicar se o solo está seco, moderadamente úmido ou úmido.

Quando o LED verde está aceso, significa que o solo está úmido, e, portanto, a bomba de irrigação deve ser mantida desligada.

Quando o LED pisca vermelho, significa que o solo está moderadamente úmido, e, portanto, a bomba de irrigação deve ser mantida desligada.

Quando o LED vermelho está aceso, significa que o solo está seco e deve-se ligar a bomba para irrigar as plantas.

Step 6: O Código

Na hora de elaborar o código, deve-se primeiramente definir as variáveis, configurar os pinos e abrir a porta serial.

Em seguida, o loop representa a ação desde a leitura do potenciômetro, até ligar/desligar a bomba de irrigação, passando pela obtenção do valor da umidade. A cada leitura, o Arduíno informa ao usuário através do Monitor Serial o percentual de umidade do solo e a recomendação (irrigar ou aguardar).