O Projeto Arduino de Irrigação Automática nos mostra que sempre existe algo escondido que nos arranca um sorriso e nos deixa impressionado. Conhecimento nunca é de mais e desbravar nossas capacidades com Arduino se torna cada vez mais prazeroso.
Encontramos diversos projetos que possibilitam piscar LEDs, exibir informações em displays, verificar dados referentes a líquidos e gases, porém não nos auxiliam na aplicação em projetos para o nosso cotidiano. Pensando nisto, desenvolvemos o Projeto Arduino de Irrigação Automática para plantas, um projeto de aplicação que verifica informações do solo e determina o momento ideal para irrigação.
Projeto Arduino de Irrigação Automática Montado
Este Projeto Arduino de Irrigação Automática via Arduino possibilita cuidar da sua planta de forma autônoma, eliminando qualquer risco de falta ou excesso de água e proporcionando saúde e beleza para sua planta. Melhor do que saber quando sua planta precisa de água é saber que não precisa se preocupar, pois ela estará sempre com a quantia certa de água, sempre bem cuidada.
Considerado uma excelente opção para quem esta iniciando no mundo Maker, o Projeto Arduino de Irrigação Automática é um projeto com baixo custo e total funcionalidade. Podendo ser facilmente ampliado e utilizado como base para projetos ainda maiores, através do Sensor de Umidade do Solo podemos adaptar e reinventar, uma habilidade fundamental para quem está iniciando e querendo aprender.
Equipamentos Utilizados no Projeto Arduino de Irrigação:
– 1 Arduino Uno R3 + Cabo USB;
– 1 Sensor de Umidade de Solo para Arduino;
– 1 Mini Bomba de Água (d’água) para Arduino RS-385;
– 1 Módulo Relé 5V 10A 1 Canal com Optoacoplador;
– 1 Fonte de Alimentação Chaveada 12VDC 1A;
– 1 Fonte de Alimentação para Arduino 9VDC 1A;
– 1 Adaptador Fêmea com Bornes para plug P4 (2,1×5,5mm);
– ½ Metro de Fio Paralelo 0,5mm;
– 1,5 Metros de Mangueira para Aquário;
– Jumpers.
Aplicação e Funcionamento
O Projeto Arduino de Irrigação Automática foi desenvolvido com o intuito de ser um projeto focado em sua funcionalidade e acabamento. Um projeto feito para agradar tanto hobbistas quanto projetistas que desejam um nível de acabamento superior aos seus projetos.
Dentre os equipamentos que vamos utilizar no Projeto Arduino de Irrigação Automática podemos destacar dois que não utilizamos com tanta frequência em nossos projetos: o Módulo Sensor de Umidade do Solo e a Mini Bomba de Água RS-385. Dois produtos importantes e fundamentais para o desenvolvimento deste projeto.
Módulo Sensor de Umidade do Solo + Sonda
Este equipamento, comumente vendido em forma de Kit conta com duas partes, uma sonda de análise do solo e um módulo para leitura de dados baseado no Chip LM393. Juntos, estes equipamentos são capazes de verificar e informar ao microcontrolador utilizado, a umidade do solo, proporcionando via código as mais diversificadas ações ao mesmo.
Diferenciando-se de muitos sensores, este equipamento possui a capacidade de oferecer saída tanto digital quanto analógica, contendo um pino D0 digital e um A0 analógico. No pino D0 obtemos uma variação digital de 0 ou 1, ou seja, umidade presente ou não, enquanto que no pino A0 conseguimos um monitoramento mais preciso com maior variação.
Sensor de Umidade do Solo
Junto da placa temos alguns componentes que nos auxiliam durante a sua utilização, são eles: um um LED de indicação de alimentação e outro de alerta para sinal digital, outro componente é o trimpot, equipamento que possibilita o ajuste da sensibilidade.
O princípio de funcionamento deste equipamento baseia-se em suas hastes (sondas) que apresentam uma variação em sua resistência elétrica na presença de líquidos e elementos condutivos variando de acordo com suas capacidade de condução. Teoricamente, esta resistência quando chega a 0 (zero) e estabelece um contato direto entre as hastes, gera um curto (resistência = 0).
Haste do Sensor de Umidade do Solo instalada na Planta
A utilização deste equipamento é bastante simplificada e flexível, se adaptando em diversos projetos como este que desenvolvemos, possibilitando sua melhor funcionalidade. Para o Projeto Arduino de Irrigação Automática vamos utilizar uma leitura analógica que indicará o momento em que a umidade estiver em um nível mediano e impossibilitando a falta ou o excesso de água.
Mini Bomba de Água RS-385
A Mini Bomba de Água terá um papel bastante importante no Projeto Arduino de Irrigação Automática, será responsável por deslocar a água do reservatório de espera até a planta sempre que necessário. Para acionar a Bomba de Água e garantir o seu funcionamento apenas quando necessário utilizaremos um módulo relé, responsável por ligar e desligar o nosso equipamento, veja:
Esquema de Ligação da Mini Bomba de Água com Arduino
Devido à falta de controle de fluxo, a Mini Bomba de Água te seu acionamento controlado via delay (tempo), o qual determina a quantia de água deslocada. Outra característica deste modelo é o alto fluxo de deslocamento de água, o que implica em um baixo intervalo de acionamento para fornecer água suficiente à planta.
Mesmo com uma fonte de alimentação variável de 9 a 15V, o recomendado para funcionamento da Mini Bomba é de 12V, tensões diferentes influenciam diretamente na quantia de água deslocada. A Mini Bomba de Água RS-385 é um equipamento de grande eficiência bastante empregado em sistemas de irrigação e automação residencial.
Esquema de Ligação do Projeto Arduino de Irrigação
Com um esquema de ligação bastante simplificado, o Projeto Arduino de Irrigação Automática se destaca em sua funcionalidade, proporcionando uma aplicação direta ao cotidiano e possibilitando melhorias e adaptações para a sua automação residencial.
Como base para a interpretação dos dados e posterior ação, utilizamos um Arduino Uno, uma placa microcontroladora bastante conhecida e de fácil manuseio que possibilita diversos projetos. No Projeto Arduino de Irrigação Automática em especial utilizamos o Arduino atribuído a um Sensor de Umidade, um Módulo Relé e uma Mini Bomba d’água, juntos estes equipamentos proporcionam a leitura e a resposta necessária para atingirmos nosso objetivo.
Esquema de Ligação do Projeto Arduino de Irrigação Automática
Diferenciando-se dos demais projetos que encontramos na internet, o presente esquema de ligação utiliza-se de um pino digital como alimentação 5V e exclui a necessidade uma protoboard. Este procedimento possibilita ao Projeto Arduino de Irrigação Automática utilizar-se de um pino digital em nível alto em vez dos tradicionais pinos de alimentação, um procedimento que torna o projeto mais simples e exclui a necessidade de uma protoboard.
O Sensor de Umidade utilizado no Projeto Arduino de Irrigação Automática possui pinos de saída tanto digital quanto analógico, porém optamos pela utilização do sinal analógico. Esta escolha nos oportuniza uma faixa maior de verificação com valores mais precisos e uma melhor configuração via software.
O módulo relé será responsável por acionar a Mini Bomba de Água, um procedimento relativamente simples, porém vale observar que a alimentação nominal é da mesma é de 12V. Desta maneira, é necessária a inclusão de uma fonte de alimentação compatível para fornecer sua capacidade básica de funcionamento.
DICA IMPORTANTE: Para evitar cortar o conector P4 da fonte de alimentação e possibilitar maior organização ao Projeto Arduino de Irrigação Automática, recomendamos a utilização de um Adaptador Fêmea com Bornes para Plug P4. Este produto você encontra acima em nossa lista de Equipamentos Utilizados.
Código de Funcionamento do Projeto Arduino de Irrigação
O código de funcionamento do Projeto Arduino de Irrigação Automática é bastante simples, porém possui algumas propriedades vistas pela primeira vez em nossos projetos, uma delas é a declaração do pino digital em HIGH para alimentação.
Para facilitar ainda mais, o Projeto Arduino de Irrigação Automática não necessita de biblioteca e todas as suas variáveis são utilizadas de maneira direta através de relações numéricas, como a relação de porcentagem utilizada. O código está totalmente comentado e em condições de esclarecer qualquer dúvida quanto às suas variáveis, veja:
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Durante o projeto observamos que a percentagem de acionamento não poderia tomar como padrão os 100% teoricamente estipulados devidos ao fato de que a resistência entre as hastes possuem algumas características próprias. Dentre elas podemos destacar as propriedades condutivas da água que não geram um curto e sofrem interferência da terra neste processo.
Levando em consideração estas observações analisamos a resistividade do solo e através de testes determinamos que a percentagem ideal ficaria em torno de 45 a 50%, uma umidade significativa. Observamos também, que a umidade máxima em percentagem é de aproximadamente 65% em nosso projeto e para melhor funcionamento recomendamos a análise de resistividade da água através das hastes do sensor de umidade.
Com isto, temos um projeto extremamente simples, de fácil compreensão, desenvolvimento e adaptação, basta por a mão na massa e executá-lo da maneira que melhor preferir.
Conclusão
Desenvolver um Projeto Arduino de Irrigação Automática é uma atividade simples e dá fácil compreensão para quem está iniciando, o que terna este projeto um excelente material de aprendizado. Além disto, pode ser desenvolvido e melhorado por quem já tem maior experiência na área e deseja um sistema de automação residencial completo.
Com as devidas adaptações o Projeto Arduino de Irrigação Automática desenvolvido neste artigo pode ser utilizado em hortas inteiras, em gramados enormes e em todo tipo de plantação interna e externa.
Dentre as alterações possíveis, podemos destacar a troca da mini bomba d’água por uma válvula solenoide, a inclusão de mais sensores de umidade e um módulo relé com mais canais para contrle. Cada melhoria será desenvolvida tendo em vista o tamanho do projeto que almeja realizar ou o nível do projeto que deseja alcançar.
Outra opção para quem deseja adaptações mais sofisticadas e um trabalho com mais qualidade é conferir a nossa categoria Irrigação por Gotejamento (https://www.usinainfo.com.br/irrigacao-por-gotejamento-614) uma linha completa de produtos por gotejamento.
Além da linha Arduino que foi utilizada como base para o desenvolvimento do Projeto Arduino de Irrigação Automática, pode-se optar por produtos como o ESP32, ESP8266, Raspberry e demais equipamentos microcontroladores. O número de possibilidades não possui limite, a única coisa que limita seu projeto é você mesmo!
Não se esqueça de deixar o seu comentário logo abaixo compartilhando as suas experiências e dificuldade, dando sugestões e auxiliando quem também deseja fazer o mesmo que você!
Nota de correção: O módulo do sensor poderia ter sido alimentado direto com 5V, não teria a necessidade de usar um pino digital 7. Como esse sensor, quando usado por muito tempo acaba oxidando seus pinos, e para aumentar sua vida útil, o ideal seria alimentar ele com 5V somente quando for fazer a leitura da umidade. O código não foi implementado com essa função, mas o ideal seria desligar a alimentação do sensor (pino7) e ligar somente no momento da leitura, fazendo as leituras somente de hora e hora, por exemplo.