Tutorial : Irrigação automatizada com arduino

O projeto é um sistema simples, usando Arduino para automatizar a irrigação de uma pequena horta. O sistema de automação controla uma bomba d’água a qual fornece água para a horta de acordo com parâmetros pré-estabelecidos no desenvolvimento do projeto, além de fazer o controle da umidade do solo.

Este trabalho objetiva fornecer um sistema complementar, facilitando e
possivelmente melhorando o controle do cultivo. Ainda oferece monitoramento à distância, baixo custo de aquisição e instalação, se tornando uma opção viável para o produtor de pequenas culturas e até mesmo para sistemas de jardinagem.

Para isso, são necessários alguns elementos neste sistema:

• Projeto e desenvolvimento de uma lógica de controle e programação de todo
o sistema de irrigação.
• Construção de um sistema físico (Hardware) para realizar todas as tarefas;
• Desenvolvimento de um sistema virtual de visualização, monitoramento e
administração de toda a estrutura, softwares.
• Integração entre esses elementos e modularização, de forma a garantir uma
rápida manutenção do sistema. 

MATERIAIS UTILIZADOS

Arduino

Válvula solenoide

Sensor de umidade do solo

Módulo RELÉ 5V 10A

Cabo de tomada

Cabo USB

Notebook para programação

FUNCIONAMENTO

O funcionamento do projeto de irrigação pode ser dividido em quatro partes, que são: a ligação da válvula solenoide no Arduino, a ligação do sensor de umidade do solo no arduino, a programação para funcionar, e a encanação que na verdade é de acordo com o que cada um vai cultivar.

Uma válvula ao receber corrente pode abrir ou fechar dependendo da aplicação. O procedimento de abertura ocorre enquanto houver fornecimento de corrente, quando a corrente for cortada à válvula se fecha. Nesse caso ela fecha quando ela é normalmente fechada, mas ela também pode ser normalmente aberta, ou seja, numa falta de energia ou quando ela for desligada, ela ficará aberta. Dependendo da aplicação as duas situações podem ser muito útil. Importante também informar que como foi experimentado e pesquisado, a válvula só funciona com uma certa pressão, mesmo ela estando aberta ela precisa de uma pressão que pode ser a da água normal que é distribuída para as residências, o inverso também pode não atingir o objetivo esperado, ou seja quando a pressão é muito elevada ela mesmo estando fechada ela continua aberta por causa dessa pressão que está excedendo o que é suportado.

Agora que já conhece um pouco sobre a válvula, vamos para as ligações, por ser ligada em 220 volts ou 110 volts, a válvula tem que ser ligada a parte, ou seja a ligação não pode ser direta nas portas do Arduino como será o sensor de umidade. Além dessa tomada é preciso de um módulo relé, que no projeto foi usado o de 5v e 10 A, essa placa serve basicamente para desligar ou ligar nesse caso a válvula, mas também poderia ser uma luz ou até uma bomba de aquário que também serve para irrigar hortas pequenas.

O funcionamento da válvula consiste, nas saída que temos NA (normalmente aberto), NF (normalmente fechado) e o comum, que é onde coloca o fio neutro que vem da tomada, após isso coloca outro fio saindo do NA para um dos pinos da válvula solenoide ( que não há diferença do positivo e negativo), já o fase da tomada vai direto para o outro pino da válvula solenoide, ou seja é o mesmo esquema do acendimento de uma lâmpada que é mais comum, assim a alimentação nas saída varia de acordo com a programação, assim desliga para o lado da NF e liga para o lado do NA. Tem uma luz na placa módulo relé que indica quando está ligada ou não.

O sensor funciona a partir de duas hastes que a através do contato com água ela aumenta a condutividade, ou seja assim aumentando o sinal que chega assim cadê vez mais próximo ao 5v que é o limite do sensor, que também pode ser ligado com 3,3v, e o menor contato sendo o inverso, chegando mais próximo ao 0v. Este sensor tem duas opções de ser ligado, pode de ser digital ou analógico, a diferença é que o digital trabalha só com 0 ou 1, e o analógico trabalha com uma maior precisão que é de 0 a 1023, esta medida podendo ser ajustável no potenciômetro do módulo do sensor, que de certa forma calibra o intervalo do valor da umidade do solo.

A ligação do sensor é simples já que ele já é totalmente adaptado para o Arduino, dois fios ou melhor jumper vão do sensor para o módulo, e depois temos 4 pinos de saída que são o VCC, GND, DO E AO, portanto primeiramente o GND vai para a outra porta GND do arduino que sobrou, o VCC que é o de alimentação conecta na porta 3,3v do Arduino já que ele pode ser usado entre 3,3v e 5,5v e a outra é o analógico, AO que vai para a porta A0 da placa Arduino, assim o O0, não é necessário para este caso já que queremos como dito acima uma maior precisão.