Como fazer um sistema de irrigação automática usando o Arduino: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Neste Instructables, vou mostrar a você como construir e implementar um sistema de irrigação automática que pode detectar o conteúdo de água no solo e irrigar automaticamente seu jardim. Este sistema pode ser programado para diferentes necessidades de cultivo e variações sazonais. Este sistema é mais adequado para a técnica de irrigação por gotejamento. Também testei o sistema para diferentes condições de solo e disponibilidade de água.

Assista ao vídeo vinculado para fácil compreensão.

Este sistema irá ajudá-lo a irrigar seu jardim de fundo ou seu jardim interno automaticamente e você não precisa se preocupar em regar suas plantas favoritas em sua agenda lotada.

Arduino UNO é o cérebro deste sistema e todos os sensores e dispositivos de exibição são controlados por ele. Um sensor de umidade é usado para ler o conteúdo de umidade do solo. Um LCD é fornecido para monitorar o status do solo, a temperatura ambiente e o status do abastecimento de água (bomba d'água).

Etapa 1: Materiais necessários

1. Arduino UNO
2. Sensor de umidade do solo (com driver LM393)
3. Sensor de temperatura LM 35
4. Display LCD 16x2
5. Interruptor de nível de água
6. Alto falante
7. Relé 5V
8. BC547 ou transistores NPN semelhantes
9. Resistores (consulte o diagrama de circuito)
10. Potenciômetro (10Kohm)
11. LED 5mm
12. Diodo 1N4007
13. Tiras de terminais e terminais de parafuso
14. PCB / placa de ensaio
15. Ferramentas básicas e kit de solda

Etapa 2: construir o circuito

Este circuito pode ser construído na placa de ensaio ou em um PCB. Para uma tentativa temporária, você pode construir isso na placa de ensaio. Consulte o diagrama do circuito para obter detalhes. Faça a conexão conforme mencionado abaixo.

PINOS ARDUINO

0 _ N / C

1 _ N / C

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ N / C

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ N / C

9_SPEAKER

10 _ N / C

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _ + Vcc

LCD-3 _ LCD_BRIGHTNESS

* Um bug relatado para leituras de temperatura instáveis. Evite o sensor de temperatura. Vou atualizar o código assim que for resolvido.

Etapa 3: Princípio de funcionamento do circuito

Os valores do Sensor de Umidade do Solo dependem da resistência do solo. O driver LM393 é um comparador diferencial duplo que compara a tensão do sensor com a tensão de alimentação fixa de 5 V.

O valor deste sensor varia de 0 a 1023. 0 sendo a condição mais úmida e 1023 sendo a condição muito seca.

O LM35 é um sensor de temperatura de circuito integrado de precisão, cuja tensão de saída é linearmente proporcional à temperatura Celsius. O LM35 opera de -55˚ a + 120˚C.

O Interruptor de nível de água contém um Interruptor Magnético Reed rodeado por um íman flutuante. Quando a água está disponível, ela conduz.

O Arduino lê o status do solo usando o Sensor de Umidade do Solo. Se o solo estiver SECO, ele realiza as seguintes operações….

1) Verifica a disponibilidade de água usando um sensor de nível de água.

2) Se houver água disponível, a bomba é LIGADA e automaticamente DESLIGADA quando uma quantidade suficiente de água é fornecida. A bomba é acionada por um circuito acionador de relé.

3) Se a água não estiver disponível, você será notificado com um som.

Para quaisquer outras condições, a bomba permanece desligada e o status do solo (seco, úmido, encharcado), a temperatura e o status da bomba são exibidos na tela LCD.

Etapa 4: Código Arduino

Procedimento

• Conecte o Arduino ao seu computador.
• Baixe o código em anexo e abra-o.
• Selecione sua porta COM e sua placa Arduino na opção Ferramentas.
• Clique no botão Upload.

Depois que o código for carregado, abra o monitor serial que exibe os valores do sensor de umidade do solo variando de 0 a 1023. Teste o sensor para diferentes condições de solo e anote o valor do sensor para a condição de solo mais apropriada e edite os valores no código para sua aplicação. Se você deseja alterar a sensibilidade do sensor para diferentes condições do solo, altere os valores das 3 condições comentadas no Código.

_

A temperatura é calculada usando a seguinte fórmula X = ((valor do sensor) * 1023,0) / 5000

Temperatura em Celsius = (X / 10)

Etapa 5: Implementação e Teste

As etapas a seguir podem ser seguidas para testar o projeto.

1) Conecte o Arduino à fonte de alimentação (5V) via USB ou fonte de alimentação externa.

2) Enterre o sensor de umidade no solo. Melhor posicionar o sensor próximo às raízes das plantas para medições precisas. Nota: Os terminais de fiação não são à prova d'água.

3) Conecte a bomba de água ao relé (terminais N / O e comum) e ligue a rede elétrica. Consulte o circuito para detalhes de conexão e pinagem.

AVISO: ALTAS TENSÕES. ENTENDA A FIAÇÃO ANTES DE PROSSEGUIR

4) O sensor de temperatura pode ser colocado no próprio PCB ou no solo. Não mergulhe o sensor na água.

5) O potenciômetro pode ser variado para ajustar o brilho do LCD.

6) Coloque o sensor de nível de água no recipiente / tanque de água.

Eu implementei isso na minha horta e coloquei o sensor perto de uma das plantas. Além disso, coloquei a bomba e o sensor de nível de água em um balde de água. No vídeo, você pode ver que quando eu coloco o sensor de nível de água na água, a Bomba é ligada até que o solo fique úmido.

Embora funcione perfeitamente, existem pequenos bugs e melhorias que podem ser feitas neste projeto. Um bug foi relatado para leituras de temperatura instáveis quando os dois sensores trabalham juntos. Vou atualizar se o bug for resolvido.

Outras melhorias que os usuários podem implementar:

• Adicione o recurso IOT para análise de dados e controle remoto.
• Integre com irrigação por gotejamento e vários sensores em diferentes locais no campo.
• Improvise sobre o desempenho do sensor para que ele possa ser implementado em solo profundo.
• Use sensores de temperatura mais confiáveis.
• Controle de umidade e controle de temperatura para estufas.
• Análise do conteúdo mineral da água e da concentração de fertilizantes.

Se tiver dúvidas ou sugestões, não hesite em me contactar na secção de comentários. Se você construiu isso, por favor me avise na seção de comentários.

Obrigado

HS Sandesh

(Canal do Tecnocrata no Youtube)