Automatize a sua Horta ou Estufa Agrícola!

Automatize a sua Horta ou Estufa Agrícola!

Pessoal  venho aqui compartilhar um projeto bem interessante para automatizar a sua horta ou estufa agrícola com Arduino.

Basicamente o projeto consiste em coletar a umidade do solo e programar um critério para que seja acionada a irrigação das plantas de maneira automatizada.

O sensor utilizado é o higrômetro para Arduino e basicamente ele entende 3 estados: seco, úmido e encharcado.

No meu meu projeto para o tomate cereja verifiquei que a condição ideal é a "úmida" que na programação que estou usando gira em torno de 85%.

Vale ressaltar que "85%" ficou adequado para o tipo de solo que tenho nos meus vasos de planta. Essa porcentagem vai variar de acordo o tipo de solo.

O projeto também utiliza um sensor para medir a umidade e a temperatura relativa do ar, o DHT11. Neste projeto as leituras do DHT11 não interferem no processo de irrigação, por motivo de não ter sido programada para isso.

Mas se fosse montado para uma estufa eu iria utilizar também como critério de irrigação.

O sistema funciona da seguinte maneira: se a umidade estiver inferior a 85%, o Arduino aciona o solenoide que funciona como uma torneira, liberando a passagem da água para os vasos. Caso a úmidade esteja 85% ou superior, ele não irriga.

Para a montagem deste projeto será necessário os seguintes hardwares:

Arduino

O Arduino é uma placa de prototipagem eletrônica que permite fazer diversos projetos de eletrônica, e as mais interessantes são as de automação. Esta placa da imagem é um Arduino Leonardo. Para o projeto também poderá ser utilizado outros modelos. Se ainda não conhece nada sobre o Arduino e deseja mais informações da uma olhada neste link Placas

Pra o projeto ela serve como um microcontrolador que recebe as informações dos sensores e toma decisões de maneira automatizada.

Sensor Higrômetro

Este é o sensor responsável por fazer a medição de umidade do solo. O Arduino fica o tempo todo "escutando este sensor" aguardando para o critério para a irrigação.

Uma sugestão boa que acabei fazendo aqui é utilizar um pedaço de uns 3 m mais ou menos de cabo RJ-45, aquele cabo azul de rede, no lugar desse cabinho que vem junto com o sensor.  Ele é muito sensível e ocasiona constantemente mau contato. Usei dois fios do cabo é soldei-os nos polos do sensor e liguei-os diretamente ao seu módulo.  

Outra dica é fazer a limpeza deste sensor de 15 em 15 dias para que a leitura da umidade do solo seja mais precisa possível. Eu desligo todo o sistema e uso um pedaço de palha de aço esfregando levemente removendo as oxidações.

Sensor DHT11

Este sensor é responsável por medir a umidade e temperatura relativa do ar. Ele possui uma boa exatidão, com uma distorção de 5% para mais ou pra menos.

Módulo Rele

Este Modulo rele é muito importante pois irá permitir ao Arduino acionar "cargas elétricas". Ele funciona como um interruptor e no projeto usamos ele na função "normalmente aberto" que significa que a corrente elétrica não ira passar até que o Arduino mande um "pulso elétrico" na sua entrada, fazendo o fechamento do rele, acionando o solenoide (a válvula que controla a passagem da água).

Obs: O Arduino de forma alguma pode ser ligado diretamente a uma tensão elétrica alternada. Este módulo tem a função exclusiva de fazer esta "interface". Não sentindo se seguro, peça ajuda de um eletricista profissional para fazer a ligação desta etapa.

 

Módulo RTC (Relógio)

Este módulo é bem interessante pois funciona como um relógio para o nosso projeto. iremos usá-lo para imprimir o tempo no Display LCD 16x2.

Display LCD 16x2 I2C

Este diplay possui 2 linhas e 16 colunas para fazer as impressões das leituras dos sensores, do tempo e a informação se o sistema esta irrigando ou não.

Protoboard

A protoboard é a nossa placa de rascunho que ira nos permitir fazer a montagem do circuito eletrônico, dispensando o ferro de solda neste momento. A grande vantagem dela é que se a ligação der errada é só remontar tudo de novo de maneira muito fácil. Funciona basicamente como um rascunho do projeto definitivo, permitindo modificações a todo momento de maneira muito fácil.
Se quiser conhecer mais como usar uma protoboard, acesse este excelente tutorial do site da Robocore .

Jumper

Jumpers ou Wires como são chamados, são os cabinhos que vamos usar para fazer a ligação de um ponto da protoboard a um sensor, aos pinos do Arduino, ao módulo rele, em fim a qualquer outro componente que iremos utilizar. Existe M/M, M/F e F/F, onde:
M/M : as duas pontas do cabinho tem o pino;
M/F : uma ponta do cabinho tem o pino e outra não;
F/F : as duas pontas não tem o pino.

É sempre bom ter um pouco das três, por motivo de facilitar a montagem do projeto.

Fonte 12V 1A

Para alimentar o sistema é necessário uma fonte 12V de até 1 ampere.

 

 Caixa para abrigar a montagem

 

É interessante abrigar o circuito em uma caixa plástica para proteger contra chuva e umidade. Uma boa dica é usar uma caixa de disjuntor com tampa acrílica, que facilita o monitoramento do display.  Aqui é só uma sugestão e poderá ser usada outras até melhores.

 

Esquema Eletrônico da Montagem

Aqui é uma sugestão da montagem do sistema, podendo variar de acordo com a necessidade de que for montar.

Teste da Montagem Eletrônica

Assista ao vídeo abaixo para ter uma ideia da montagem. Na montagem inicial pra teste usei uma placa Arduino Mega 2560. Isto não muda nada na programação que ira ser compilada na placa. Também não esta o Módulo RTC (relógio), que também não influencia no funcionamento do sistema.

Montagem Hidráulica

Para montagem hidráulica foram utilizadas componentes básicos de horta, como estes:

Válvula Solenoide

Esta peça é utilizada nas máquinas de lavar roupa e possui um preço bem acessível. É encontrada em oficinas e autorizadas de máquinas de lavar. Por exemplo esta da foto paguei R$ 25,00 em uma autorizada. No mercado livre encontrei por menos de R$ 10,00.

Montagem Final

Painel

 

Tubulação de 1/2" e os Microtubos

Na imagem acima mostra como ficou os microtubos conectados nos canos de 1/2" descendo até os vasos para irrigação.

Colocação do Sensor Higrômetro no Vaso

Na figura esta a dica que eu mencionei a repeito de soldar um cabo RJ45 no sensor do solo, para evitar o mau contato na medição.

Os Frutos

Aqui estão os frutos, utilizando o sistema, que por sinal, teve uma produção muito superior quando comparada a primeira que vez que plantei, sem o uso do sistema Na fase de amadurecimento não notei pragas nas folhas e nem nos frutos. Devemos levar em conta que se trata de uma simples amostragem e que pode ter variações se utilizada numa escala maior porém acredito que o um módulo deste sistema possa cubrir uma área de 100 metros quadrados com eficiência.

 

Sugestão de montagem Hidráulica

Assista ao vídeo para ver como montei o meu sistema hidráulico.

Programação do Arduino

Inicialmente faça o download das bibliotecas que utilizo neste projeto para poder funcionar corretamente no momento da compilação.

Procure manter a sua IDE do Arduino sempre atualizada com a última versão
que pode ser baixada aqui neste Link

O código fonte do projeto é resultado de várias pesquisar pela internet e foi modificado para minha necessidade.

Links para download:

Bibliotecas

Código Fonte do projeto

Obrigado pela visita !