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11/08/2022

IRRIGAÇÃO OPÇÃO 1 - ARDUINO COM SENSOR DE UMIDADE, POTENCIÔMETRO E DISPLAY


O projeto de irrigação, utilizando o Arduino, é uma excelente oportunidade para as escolas trabalharem  Cultura Maker, Pensamento Computacional e Robótica. No caso de "irrigação de hortas" existe um grande potencial para a interdisciplinaridade, por exemplo: 

  • Biologia - abordar o desenvolvimento e classificação das plantas;
  • Matemática -  trabalhar os custos de produção e consumo de água;
  • Física - explicar o funcionamento do equipamento e conceitos relacionados à eletricidade;
  • História - discutir a evolução da agricultura ao longo dos anos;
  • Química - pesquisar as características do PH do solo (escala de acidez do solo) e os efeitos da poluição (chuva ácida).

"Vídeo explicativo em produção..."


Assista ao seguinte vídeo com o nosso protótipo:


MATERIAIS SUGERIDOS

Quant. Materiais
1 Arduino Uno R3

kit iniciante (~R$150,00)
Kit iniciante (~R$170,00)
1 Display TM1637 - 4 dígitos (~R$8,00) (OPCIONAL. Utilizado para exibir o valor de referência inicial modificado pelo potenciômetro.)

1 Potenciômetro 10kΩ (~R$3,00) e botão (~R$1,50) 

1
Sensor umidade do solo anticorrosivo (~R$40,00) ou simples (R$8,00) (com módulo que possua saída analógica). Infelizmente o sensor simples é quase que descartável oxida muito rápido.

Outra opção de baixo custo é a construção do seu próprio sensor conforme descrito em https://mundoprojetado.com.br/medindo-a-umidade-do-solo/ . Neste caso recomendo deixar o sensor mais superficial e de 30 em 30 dias fazer uma limpeza dos contatos.

1 Protoboard 400 pontos (~R$9,00) ou menor (OPCIONAL, pois os fios podem ser emendados)

1 Módulo relé 1 canal 5V 10A (~R$8,00)

1 Válvula solenoide (~R$35,00) de máquina de lavar  (110V) *ATENÇÃO: LER O TÓPICO DE SEGURANÇA.

1 Plugue macho 2 polos (para ligar na tomada)

2 metros Fio 2,5 mm² (preferencialmente 1 metro de cada cor) ou um cabo com dois fios de 1 metro.
1 Fonte bivolt 9V / 1A para Arduino (Plugue P4) (~R$25,00)
2 terminal fêmea 6mm (para plugar na válvula solenoide)


2 Plugue engate rápido para mangueira (1 para torneira e outro para a válvula solenoide)

Pluge torneira (~R$4,00) + Engate (~R$4,00)
*
Os seguintes materiais dependerão da área, do que será plantado e o esquema de irrigação escolhido:
- Caixa de proteção para colocar o Arduino (Veja uma opção com corte à laser);
- Mangueira e conectores;
- Gotejadores / Aspersores.


ESQUEMA DE LIGAÇÃO

Clique na imagem para abrir o PDF com o esquema.

CÓDIGO (Sugestão):

Clique aqui e baixe a sugestão de código.

Em resumo, nesse código, o potenciômetro regula um número que varia de 0 a 100 que é exibido no display de quatro dígitos. O referido número é uma referência que é comparada com os valores vindos do sensor de umidade do solo (a umidade do solo, mediante código, foi convertida para um número entre 0 e 110). Quando o valor do sensor de umidade é menor que o número exibido no visor, a irrigação é iniciada pelo acionamento do relê que, por sua vez, liga a válvula solenoide e libera o fluxo de água. A irrigação fica acionada até que o valor do sensor de umidade atinja o valor do visor mais 10.
Neste processo é calculada a média de 50 leituras, tanto do potenciômetro quanto do sensor de umidade, para depois tomar as decisões. Assim, evita oscilações e acionamentos equivocados.
Observe que é apenas uma sugestão de código e que, dentro do possível, é melhor que o grupo de estudantes construa a sua própria lógica e ajuste conforme o desenvolvimento do protótipo.

O comando "#include <TM1637.h>", dentro do código, funcionará ao instalar a biblioteca "Grove 4-Digital Display" no menu "Ferramentas" - "Gerenciar Bibliotecas..." (Menu presente na IDE do Arduino que pode ser baixada em: https://www.arduino.cc/en/software).
Biblioteca para o visor de quatro dígitos.

SEGURANÇA
  1. Recomenda-se atenção especial para a montagem da válvula solenoide que opera em 127 VCA (voltagem em corrente alternada) por conta de choques elétricos. SEMPRE EFETUAR AS LIGAÇÕES COM A ENERGIA DESLIGADA;
  2. Deixar todo equipamento PROTEGIDO DA ÁGUA (chuva ou irrigação);
  3. Na dúvida procure orientações de profissionais qualificados.


Arquivo vetorial para cortadoras à laser clique aqui
O vídeo, a seguir, exibe o referido arquivo na cortadora à laser Sculpfun S9 e a caixa finalizada:
Sculpfun S9 na Amazon

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