Descrição 

Com o desenvolvimento do projeto espera-se construir um modelo de estrutura que seja possível armazenar um ou mais tipos de planta. A partir dos dados coletados via sensores que medirão algumas das principais condições responsáveis pelo desenvolvimento das plantas, dependendo de cada espécie o sistema deverá saber qual delas precisa de maior iluminação, por exemplo. A partir disso um sistema para iluminá-las irá ser acionado.

O Jardim Autônomo é um projeto 3P que será desenvolvido pelos membros Alessandra Nazi Uliana e Pedro Destri.

Os projetos 3P (Programa de Projetos Pessoais) são iniciativa interna do grupo PET-MA, que tem como objetivo fomentar a liberdade de escolha dos membros para trazerem algo de útil ao grupo. A ideia é que ambos aperfeiçoem seus conhecimentos na área de controle e automação de processos, bem como em coleta e análise de dados.

Ao final do projeto, espera-se obter um produto automatizado, o qual seja capaz de possibilitar o cultivo indoor e de alertar o usuário quando é necessária a ação manual, como por exemplo a reposição de água no reservatório.

Membros
  • Alessandra Nazi Uliana
  • Pedro Destri
Informações
  • 08/2017 – Em andamento
  • Progresso

    95%

Andamento do Projeto

A primeira parte do projeto foi finalizada. Essa etapa consistiu na especificação das funcionalidades do produto, bem como nas ferramentas que seriam necessárias para tais funcionalidades. Assim, foram definidos sensores, atuadores e um esboço de como seria a estrutura física, além da disposição de cada parte (controle, hídrica, iluminação). Após tal definição, foi feito um levantamento e um orçamento dos componentes que se encontravam disponíveis x componentes necessários para aquisição, para, no final das contas, fazer a compra dos itens faltantes.

Nessa fase também foram escolhidos os meios que seria possível controlar todo o sistema, optando-se assim por um microcontrolador. O circuito esquemático da placa de controle foi iniciado, junto com os códigos de programação que serão o coração da estrutura. Concomitante a isso, foram definidos alguns componentes e a estrutura de alimentação do sistema, a partir dos requisitos do microcontrolador e dos atuadores escolhidos (como lâmpada e bomba de irrigação).

Após a montagem do esquemático do circuito e definição dos componentes, foi criado o design da PCI (Placa de circuito impresso) no software Proteus e a placa foi montada utilizando os componentes. Além disso, o código do projeto foi desenvolvido e simulado.

Além da confecção da PCI, os membros também criaram um sensor de umidade, visto que os sensores de baixo custo disponíveis no mercado estão sujeitos a oxidação. Para contornar esse problema, o sensor desenvolvido utiliza uma estrutura feita com impressora 3D para suporte de duas hastes metálicas, que ficam em contato com o solo. Estas hastes metálicas são feitas de material inoxidável e as conexões elétricas com ela estão isoladas do meio externo, prevenindo contato de partes não protegidas com a umidade.

Para detectar a umidade do solo, é aplicada uma diferença de tensão entre as duas hastes metálicas. Considerando o solo como uma resistência, é feito um divisor de tensão com uma resistência conhecida e medida a queda de tensão  que essa resistência causa. Quanto mais úmido o solo, menor é a resistividade do mesmo.

Na última etapa do projeto os membros do construíram a estrutura física do projeto, realizaram a instrumentação necessária e fizeram os ajustes finais no código.  A estrutura física possui um tanque para armazenar a água utilizada para irrigar a planta, um vaso onde as plantas serão colocadas, um compartimento para colocar a bomba e um compartimento para o circuito elétrico. Além disso, há uma haste por cima da estrutura física onde há uma fita LED que ilumina as plantas.

A estrutura completa conta com 3 sensores de luminosidade, um sensor de umidade que é colocado no solo onde a planta está e um sensor de nível, que detecta se o tanque de água está vazio. A estrutura também conta com um display LCD que informa o usuário sobre o status da planta.

O funcionamento do jardim se divide em duas principais funções: Irrigação e iluminação. A irrigação é realizada toda vez que é detectado, através do sinal do sensor de umidade, que a umidade do solo da está baixa. Vale ressaltar que, a irrigação só é realizada caso o tanque tenha água, caso contrário o usuário é notificado através do display da necessidade de encher o tanque.

A iluminação funciona de maneira um pouco diferente. Caso  a planta esteja em um período do dia onde ela deve estar recebendo iluminação (durante o dia), e ela não está recebendo luminosidade suficiente, é acionada a iluminação artificial. Caso a planta esteja recebendo iluminação suficiente, a iluminação artificial não é acionada. Durante o período do onde a planta não necessita receber iluminação (durante a noite) a planta não é iluminada, independente do valor lido nos sensores de luminosidade.