SISTEMA AVANÇADO DE IRRIGAÇÃO DE IoT: 17 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

- por Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Passo 1:

Na operação diária relacionada com a rega, as plantas são a prática cultural mais importante e a tarefa mais trabalhosa. Não importa o clima, seja muito quente e frio ou muito seco e úmido, é crucial controlar a quantidade de água que chega às plantas. Portanto, será eficaz usar uma ideia de sistema de rega automática de plantas que rega as plantas quando elas precisam. Um aspecto importante deste projeto é: “quando e quanto água”. Este método é empregado para monitorar o nível de umidade do solo continuamente e para decidir se a rega é necessária ou não, e quanta água é necessária no solo da planta. Em sua forma mais básica, o sistema é programado de tal forma que o sensor de umidade do solo detecta o nível de umidade da planta em um determinado momento, se o nível de umidade do sensor for menor do que o valor especificado de limite que é predefinido de acordo com a planta particular do que a quantidade desejada de água é fornecida à planta até que seu nível de umidade atinja o valor limite predefinido. O sistema envolve um sensor de umidade e temperatura que rastreia a atmosfera atual do sistema e tem influência quando ocorre a rega. A válvula solenóide irá controlar o fluxo de água no sistema, quando o Arduino lê o valor do sensor de umidade ele aciona a válvula solenóide de acordo com a condição desejada.. Além disso, o sistema relata seus estados atuais e envia a mensagem de lembrete sobre a irrigação de plantas e recebe SMS do destinatário. Toda essa notificação pode ser feita por meio do SIM 800L.

Etapa 2: Diagrama de Estrutura

Este sistema requer um Arduino UNO que atua como controlador e servidor de todo o sistema. Neste sistema de irrigação da planta, o sensor de umidade do solo verifica o nível de umidade no solo e, se o nível de umidade estiver baixo, o Arduino liga uma bomba d'água para fornecer água à planta. A bomba de água é desligada automaticamente quando o sistema encontra umidade suficiente no solo. Sempre que o sistema é ligado ou desligado a bomba, uma mensagem é enviada ao usuário via módulo GSM, atualizando o estado da bomba d'água e da umidade do solo. Este sistema é muito útil em Quintas, Jardins, Casa, etc. Este sistema é totalmente automatizado e não necessita de intervenção humana.

Etapa 3: Hardware usado: Arduino UNO

O Arduino UNO é uma placa de microcontrolador de código aberto baseada no microcontrolador Microchip ATmega328P e desenvolvida pela Arduino.cc. A placa é equipada com conjuntos de pinos de entrada / saída (E / S) digitais e analógicas que podem ter interface com várias placas de expansão (blindagens) e outros circuitos. A placa possui 14 pinos digitais, 6 pinos analógicos e programáveis com o IDE Arduino (Integrated Development Environment) através de um cabo USB tipo B. Ele pode ser alimentado pelo cabo USB ou por uma bateria externa de 9 volts, embora aceite tensões entre 7 e 20 volts.

Etapa 4: SIM 800L

O SIM800L é um módulo celular em miniatura que permite a transmissão GPRS, envio e recebimento de SMS e realização e recebimento de chamadas de voz. Baixo custo, pegada pequena e suporte a frequência de banda quádrupla tornam este módulo a solução perfeita para qualquer projeto que requeira conectividade de longo alcance.

Etapa 5: Sensor de umidade do solo

Os sensores de umidade do solo medem o conteúdo volumétrico de água no solo. Uma vez que a medição gravimétrica direta da umidade livre do solo requer a remoção, secagem e pesagem de uma amostra, os sensores de umidade do solo medem o conteúdo volumétrico de água indiretamente usando alguma outra propriedade do solo, como resistência elétrica, constante dielétrica ou interação com nêutrons, como um proxy para o teor de umidade.

Etapa 6: Sensor de Temperatura e Umidade

O DHT11 é um sensor digital básico de temperatura e umidade de baixo custo. Ele usa um sensor de umidade capacitivo e um termistor para medir o ar circundante e emite um sinal digital no pino de dados (não são necessários pinos de entrada analógica). É bastante simples de usar, mas requer um tempo cuidadoso para coletar dados.

Etapa 7: Sensor de fluxo de água

O sensor de fluxo de água consiste em um corpo de válvula de plástico, um rotor de água e um sensor de efeito Hall. Quando a água flui pelo rotor, o rotor rola. Sua velocidade muda com diferentes taxas de fluxo. O sensor de efeito Hall emite o sinal de pulso correspondente. Este é adequado para detectar fluxo em dispensador de água.

Etapa 8: Retransmissão

Um relé é uma chave operada eletricamente. Muitos relés usam um eletroímã para operar mecanicamente uma chave, mas outros princípios de operação também são usados, como relés de estado sólido. Os relés são usados onde é necessário controlar um circuito por um sinal de baixa potência separado, ou onde vários circuitos devem ser controlados por um sinal.

Etapa 9: LCD (tela de cristal líquido)

LCD significa Tela de Cristal Líquido e permite controlar telas LCD compatíveis com o driver Hitachi HD44780. Existem muitos deles por aí, e geralmente você pode identificá-los pela interface de 16 pinos.

Etapa 10: Bomba de água

Uma bomba é um dispositivo que move fluidos (líquidos ou gases), ou às vezes lama, por ação mecânica. As bombas podem ser classificadas em três grupos principais de acordo com o método que usam para mover o fluido: elevação direta, deslocamento e bombas de gravidade.

As bombas operam por algum mecanismo (normalmente alternativo ou rotativo) e consomem energia para realizar trabalho mecânico movendo o fluido. As bombas operam por meio de muitas fontes de energia, incluindo operação manual, eletricidade, motores ou energia eólica, vêm em muitos tamanhos, desde microscópicos para uso em aplicações médicas até grandes bombas industriais.

Etapa 11: Vantagens

1. Capacidade de economizar água e eficiência no fornecimento de água.

2. Agendamento e conectividade.

(A programação deles pode ser atualizada de qualquer lugar com conexões de internet.)

3. Economizando eletricidade.

(O painel solar também é usado para gerar eletricidade em fazendas agrícolas.)

4. O agricultor pode saber sobre a natureza do campo a qualquer hora e em qualquer lugar.

Etapa 12: Aplicativos

1. Pode ser usado em campos agrícolas, gramados e como sistema de irrigação por gotejamento.

2. Pode ser usado para o processo de cultivo.

3. Pode ser usado para fornecer água na área de plantio do viveiro.

4. Pode ser usado para uma ampla variedade de culturas, pois pode-se personalizar a referência necessária para diferentes tipos de culturas.

5. Pode ser usado para gerenciamento de água de lagoa e transferência de água.

Usamos o dispositivo IoT, ou seja, NodeMCU no diagrama de circuito e também mostramos a placa de circuito impresso (PCB) para o mesmo, você também pode usar o Arduino UNO.

Etapa 13: Diagrama de circuito

Etapa 14: Projeto de PCB para SISTEMA AVANÇADO DE IRRIGAÇÃO DE IoT

Etapa 15: Solicitando os PCBs

Agora temos o design do PCB e é hora de fazer o pedido dos PCBs. Para isso, basta acessar JLCPCB.com e clicar no botão “COBRIR AGORA”.

A JLCPCB também é patrocinadora deste projeto. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), é a maior empresa de protótipos de PCB na China e um fabricante de alta tecnologia especializado em protótipos de PCB rápidos e produção de pequenos lotes de PCB. Você pode solicitar um mínimo de 5 PCBs por apenas $ 2.

Etapa 16:

Para obter o PCB fabricado, carregue o arquivo gerber que você baixou na última etapa. Faça upload do arquivo.zip ou você também pode arrastar e soltar os arquivos gerber.

Depois de enviar o arquivo zip, você verá uma mensagem de sucesso na parte inferior se o arquivo foi enviado com sucesso.

Etapa 17:

Você pode revisar o PCB no visualizador Gerber para ter certeza de que está tudo bem. Você pode visualizar a parte superior e inferior do PCB.

Depois de nos certificarmos de que nosso PCB está bom, agora podemos fazer o pedido a um preço razoável. Você pode pedir 5 PCBs por apenas $ 2, mas se for seu primeiro pedido, você pode obter 10 PCBs por $ 2. Para fazer o pedido, clique no botão “SALVAR NO CARRINHO”.

Minhas PCBs levaram 2 dias para serem fabricadas e chegaram em uma semana usando a opção de entrega da DHL. Os PCBs estavam bem embalados e a qualidade era muito boa.