M3 - Irrigaçao

Integrantes

• Alice Golva
• Camila Beloti
• Lara Braz

5W2H

What

• 1. Qual o objetivo deste projeto?

O objetivo deste projeto é controlar (pela central de operações) o irrigador de jardim. Essa nova tecnologia proporcionará uma automatização desta tarefa. O irrigador de jardim automatizado poderá proporcionar ao proprietário da casa maior tranquilidade quanto ao cuidado de suas plantas. O proprietário não precisará se preocupar com o horário de irrigação, nem mesmo com a quantidade de água necessitada pelas mesmas. Dessa forma, o irrigador é ligado no momento em que o solo estiver seco (a sua resistência aumenta, dificultando a passagem de corrente, indicando o momento da irrigação). Saber quando irrigar é conhecer a capacidade de retenção de água no solo, de forma a garantir que a água reposta pela irrigação fique armazenada em uma profundidade que possa ser aproveitada pelas raízes das plantas. É preciso que o sistema não extrapole a capacidade de irrigação, pois pode significar perda de ingredientes e nutrientes necessários para o solo.

Who

• 1. Quais elementos fazem parte do sistema?
  • Sensores de temperatura e umidade;
  • Arduino;
  • Interface de comunicação com o usuário (celular, computador, etc).
  • Pivô

Where

• 1. Onde esta aplicação poderá ser usada?

Esta aplicação poderá ser usada em residências que possuem jardim. Uma das vantagens desse projeto é que o proprietário não precisa necessariamente estar em casa ou se preocupar com horários para ligar o irrigador, pois a própria central M2M se encarregará disso. Além disso, o irrigador beneficiará leigos em jardinagem. Será possível determinar uma quantidade de água que determinada espécie de planta necessita para sobreviver. Os principais beneficiados com este projeto são os próprios moradores da casa, que pouparão tempo (pois não precisará reservar um período do dia para aguar as plantas) e também dinheiro (já que o irrigador automatizado trabalhará de forma a economizar a quantidade de água necessária para a sobrevivência das plantas).

How

• 1. Descreva a 1a. funcionalidade?
  • Ligar (à distância) o irrigador de jardim.

• 2. Descreva a 2a. funcionalidade?
  • Desligar (à distância) o irrigador de jardim.

• 3. Descreva a 3a. funcionalidade?
  • Ativar o modo automático. Este acionará sensores (de temperatura e umidade) que foram colocados no jardim para que seja avaliado a necessidade de irrigação.

How much

• 1. Quanto custa cada sensor?
  • Sensor de temperatura do solo pode variar de R$30,00 à R$50,00.
    • Exemplo: Sensor de Temperatura Watermark Modelo: 200TS Preço: R$40,50

• • Sensor de umidade do solo pode variar de R$20,00 à R$40,00.
    • Exemplo: Moisture Sensor Preço: R$24,00

Informações Adicionais

• Para o desenvolvimento do projeto, na parte de levantamento de requisitos, será feita uma entrevista com moradores que possuem interesse no produto, bem como jardineiros e biólogos. Essas pesquisas contribuirão para a eficiência do sistema, pois serão avaliadas as necessidades e as dificuldades encontradas nessa atividade.
• Será criado um exemplo para demonstrar a forma como o irrigador trabalhará. Esse protótipo será controlado pela plataforma Arduino. As funções IDE do Arduino permitem o desenvolvimento de software que possa ser executado pelo dispositivo. Além disso, serão utilizados sensores mais simples de serem manuseados, como o sensor de temperatura (essencial para o funcionamento deste projeto).

Diagrama de Fluxo de Dados - Nível 0

Diagrama de Fluxo de Dados

Diagrama Entidade Relacionamento

Diagrama de Classes

Diagrama de Casos de Uso

Detalhamento Casos de Uso

Diagrama de Estado

Diagrama de Sequência

Protótipo

Funcionamento

Este protótipo possui as funções Ligar o Pivô, Desligar o Pivô e Ativar o Modo Automático. A interface de comunicação entre o usuário e o sistema é um display, dois botões e dois LEDs. Inicialmente, o pivô está desligado. Quando o usuário aperta o botão Ligar, o Arduino processa esta ação e libera tensão para o relé, que ativa a bomba de água, fazendo o pivô aspergir enquanto o botão Desligar não for apertado. Quando isto ocorre, o Arduino para de liberar tensão para o relé, desligando, assim, o pivô. Voltando à situação inicial (pivô desligado), se o botão Modo Automático for apertado, o Arduino processa esta ação e coleta dados do sensor. Se a temperatura ambiente (ou do solo) for menor que 23°C(*), o pivô continua desligado, porém, se a temperatura for igual ou maior que este valor, o pivô é ligado da mesma forma descrita anteriormente. Depois de ligado, o pivô continua aspergindo continuamente, sendo desligado somente quando a temperatura atinge um valor menor que 23°C(*) ou apertando-se novamente o botão Modo Automático.

(*)23°C ou outra temperatura determinada no código

Materiais utilizados

• Arduino;
• Display 16x2;
• Relé;
• Bateria de 9V;
• Bomba d'água de 12V;
• Fonte linear 12V;
• Sensor de temperatura;
• LED's;
• Botões;

Pontos Críticos

Uma das maiores dificuldades encontradas na realização do protótipo foi encontrar os materiais que seriam utilizados. À princípio, o arduíno controlava uma bombinha de água de 220V (através de um relé). Entretanto, esta causava ruídos na tela do display que foi utilizado no projeto. No intuito de amenizar os ruídos, utilizou-se uma bombinha de água de 110V. Com a persistência do erro, utilizou-se uma bombinha de água de 12 V. Com esta bombinha, foi possível apresentar o protótipo sem que o display fosse preenchido por "lixo".

Considerações Finais

Neste protótipo, a interface utilizada, pela qual o usuário controla o sistema de irrigação, foi um display, dois botões e dois leds. Mas, para implementação do projeto, pode-se criar um website ou até mesmo aplicativo para dispositivos móveis, por exemplo Android, visando facilitar ainda mais o acesso pelo usuário. Optamos por utilizar o Arduíno como controlador por ser de fácil acesso, visto que é uma ferramenta open-source e sua linguagem de programação é, basicamente, a linguagem C. Além do mais, seus resultados são bastante satisfatórios para um protótipo a nível acadêmico. A programação é relativamente simples e o código é pequeno (o qual se encontra disponível e comentado abaixo). Utilizamos um sensor de temperatura para que a função Modo Automático fosse executada, ou seja, quando o solo atinge uma determinada temperatura, ou acima desta, o irrigador começa a aspergir. Pode-se observar que, para implementação do projeto, este torna-se ainda mais eficiente com a utilização de um sensor de umidade, juntamente com o de temperatura, para que se avalie também a umidade do solo, para que quando este estiver seco, o irrigador seja ligado, visto que pode ocorrer de a temperatura estar baixa, porém o solo estar seco. Desta forma, o sensor de umidade auxiliaria e aperfeiçoaria ainda mais a irrigação. Pode-se também implementar um temporizador no sistema, no Modo Automático, para que a irrigação possa ser feita em um horário e durante um período pré-determinado pelo usuário, todos os dias ou nos dias em que for necessária a irrigação.

Código

Arquivo:M3IrrigacaoCodigo.pdf