Exemplo Formatação TCC 2 (Sem 2-13 - Filipe Freire Diniz)

(1)

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

FILIPE FREIRE DINIZ

SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADO

Manaus 2013

(2)

FILIPE FREIRE DINIZ

SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADO

Monografia desenvolvida durante a disciplina de Projeto Final de curso II e apresentada à banca avaliadora do Curso de Tecnologia em Automação Industrial da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Estado do Amazonas como pré-requisito para a obtenção do título de Tecnólogo em Automação Industrial.

Orientador: Profº Fábio de Souza Cardoso, Me

Manaus 2013

(3)

Universidade do Estado do Amazonas – UEA Escola Superior de Tecnologia - EST

Reitor:

Dr. Cleinaldo de Almeida Costa

Vice-Reitor:

Prof. Dr. Raimundo de Jesus Teixeira Barradas

Diretor da Escola Superior de Tecnologia:

Cleto Cavalcante de Souza Leal

Coordenador do Curso de Tecnologia em Automação Industrial:

Roberto Higino Pereira da Silva

Banca Avaliadora composta por: Data da defesa: 16/12/2013

Prof. Fábio de Souza Cardoso, Me (Orientador) Prof. Angilberto Muniz, Me (Avaliador 1) Prof. Jozias Parente, Dr (Avaliador 2)

CIP – Catalogação na Publicação Diniz, Filipe

Sistema de Irrigação Automatizado / Filipe Freire Diniz; [orientado por] Prof. Fábio Cardoso – Manaus: 2013. 38 p.: il.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Tecnologia Eletrônica). Universidade do Estado do Amazonas, 2013.

1. Sensor de umidade do solo. 2. Sensor de chuva. 3. Microcontrolador. 4. Acionamentos. I. Cardoso, Fábio.

(4)

SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADO

Monografia desenvolvida durante a disciplina de Projeto Final II e apresentada à banca avaliadora do Curso de Tecnologia em Automação Industrial, como pré-requisito para a obtenção do título de Tecnólogo em Automação Industrial.

Aprovada em: 12/11/2013.

Área de concentração: Automação e Controle

BANCA EXAMINADORA:

Orientador: Profº. Fábio de Souza Cardoso, Me

Avaliador 1: Professor: Angilberto Muniz, Me

Avaliador 2: Professor Jozias Parente, Dr

Manaus 2013

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Primeiramente aos meus pais, os quais tem me apoiado por todos estes anos com muita dedicação e

companheirismo. E, sem os mesmos eu não existiria... Ao meu filho, pois quero lhe mostrar o quão é

importante estudar, crescer e conquistar algo para si. Pois, só venceremos ou conquistaremos algo com honestidade, foco, persistência e competência.

(6)

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, por ter me abençoado dia após dia com sua infinita misericórdia e por ter me dado o dom da vida.

Agradeço a meus pais, os quais têm me instruído continuamente com todo o seu esforço e dedicação.

Agradeço ao meu professor e Mestre Fábio Cardoso, por toda a sua ajuda durante a minha etapa de desenvolvimento do trabalho.

Agradeço ao professor Angilberto pela ajuda quando ao desenvolvimento do código-fonte.

Agradeço ao meu coordenador de manutenção na empresa que trabalho, Gerdson Tanaka, o qual me disponibilizou tempo e espaço para desenvolver o projeto dentro da empresa, fornecendo assim, o laboratório e os equipamentos de medição.

Agradeço ao meu amigo de trabalho Allan Batista que me ajudou na confecção do lay-out da PCI e muitos outros que se envolveram direta ou indiretamente para me ajudar.

E também agradeço aos meus amigos e colegas que me acompanharam durante todo este período de graduação, e que de uma forma ou outra, sempre contribuíram para que eu chegasse até aqui.

(7)

RESUMO

Neste projeto foi desenvolvido o protótipo de um sistema de irrigação automatizado, que visa atender uma fatia de agricultores de pequeno a médio porte e que muitas vezes não podem investir num sistema como este devido ao custo ser elevado. Portanto, é um projeto bastante funcional, de baixo custo e de fácil manuseio, podendo também ser aplicado em paisagismo, jardinagens, etc. Este sistema possui as funções de: verificar a umidade do solo e detecção de chuva. Caso haja chuva, o sistema detecta e inibe a irrigação pelo período de um dia. Caso o solo esteja úmido, a irrigação também é inibida. O tipo de irrigação adotado foi o de gotejamento, devido ser bastante acessível e de baixo custo. É utilizado um circuito com o microcontrolador PIC18F4550 para automatizar este sistema. Para fazer a medição da umidade do solo e detecção da chuva, foram construídos protótipos de sensor de chuva e umidade do solo, os quais são ligados a entradas analógicas do PIC e assim, o sistema possa ler estes dados e trabalhá-los via software, utilizando a linguagem C. Quanto à programação, foi desenvolvido um código-fonte para este PIC, sendo testado e compilado pelo software CCS, também foi simulado o circuito completo no Isis Schematic para que posteriormente fosse montado a PCI definitiva. Houveram testes com o protótipo desenvolvido e os resultados obtidos mostraram-se bastante satisfatórios, atendendo aos objetivos deste trabalho. Portanto, conclui-se neste projeto que o método utilizado para medir a umidade do solo e para detectar a chuva são válidos e que atendem aos requisitos essenciais de um sistema de irrigação automatizado. Com isto, multiplicar-se-á a produção agrícola, reduzindo os custos no investimento para automatizá-la.

Palavras-chave: sistema de irrigação automatizado. umidade do solo. detecção de chuva. PIC18F4550. sensor de chuva.

(8)

ABSTRACT

In this project was developed the prototype of an automated irrigation system , which aims to meet a slice of farmers from small to medium-sized who can not invest in a system such as this because of the high cost. So it's a very functional design, low cost and easy to use, can also be applied in landscaping, home gardens, etc. This system has the following functions: check the soil moisture and rain detection. If there is a rain, the system detects and inhibits irrigation for a period of some hours. If the soil is moist, irrigation is also inhibited. The type of irrigation used was dripping, due to be quite affordable and it’s a low cost one. It uses a circuit with microcontroller PIC18F4550 to automate the system. To measure soil moisture and rain sensing , prototypes were built of rain sensor and soil moisture , which are connected to the analog inputs of the PIC and so the system can read these data and work them by software , using the C language for programming , we developed a source code for this pic , being tested and compiled by CCS software , was also simulated the full circuit in Isis Schematic and later has done the final PCB . Has been done several tests with the prototype and the results were quite satisfactory , given the objectives of this work . Therefore, this project concludes that the method used to measure soil moisture and to detect rain are valid and meet the essential requirements of an automated irrigation system . With this, it will multiply agricultural production , reducing costs in investment to automate it.

Keywords: automated irrigation system. soil moisture. rain detection. PIC18F4550. rain sensor.

(9)

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Sensor Rain-Clik Hunter ... 13

Figura 2 – Discos higroscópicos ... 14

Figura 3 – Sensor de umidade do solo ... 15

Figura 4 – Relé comum (diagrama interno) ... 16

Figura 5 – Comutações do relé ... 17

Figura 6 – Acionamento de um motor com relé ... 18

Figura 7 – Visão da haste interna da solenóide ... 19

Figura 8 – Gotejador ... 20

Figura 9 – Mangueira perfurada para irrigação ... 20

Figura 10 – O microcontrolador PIC 18F4550 ... 21

Figura 11 – Placa SAN_USB ... 22

Figura 12 – Diagrama em blocos inicial ... 23

Figura 13 – Montagem do sensor de umidade (testes). ... 25

Figura 14 – Esquema eletrônico de ligação dos sensores. ... 26

Figura 15 – Dispositivo para detectar chuvas ... 27

Figura 16 – Diagrama eletrônico completo ... 30

Figura 17 – O kit microcontrolado ... 31

Figura 18 – Ligação da solenóide ... 34

Figura 19 – Esquema básico de ligação das mangueiras e tubulações. ... 34

Figura 20 – Simulação do sensor de chuvas com o sensor protótipo. ... 36

Figura 21 – Kit final juntamente com os 2 sensores. ... 37

(10)

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Monitoramento da umidade do solo ... 25 Tabela 2 – Variáveis do sistema ... 33

(11)

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ... 10

1 REFERENCIAL TEÓRICO ... 12

1.1 DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS ESPECÍFICOS ... 12

1.1.1 Sensores de chuva ... 12

1.1.2 Sensores de umidade ... 15

1.1.3 Relés de contato ... 16

1.1.4 Transistores de chaveamento ... Erro! Indicador não definido. 1.3 DISPOSITIVOS PARA IRRIGAÇAO ... 18

1.3.1 Válvulas solenóides ... 18

1.3.2 Gotejadores ... 19

1.4 A PLACA DE CONTROLE MICROCONTROLADA ... 21

2 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO... 23

2.1 DIAGRAMA EM BLOCOS DO SISTEMA ... 23

2.2 COMO DETECTAR A UMIDADE DO SOLO ... 24

2.2 COMO DETECTAR A CHUVA ... 27

2.3 DEFINIÇAO DA LÓGICA PARA O CÓDIGO-FONTE DO PIC ... 28

3 REALIZAÇÃO DO PROJETO ... 29

3.1 MATERIAIS UTILIZADOS ... 29

3.2 DESENVOLVIMENTO DO DIAGRAMA ELETRÔNICO ... 30

3.2.1 Montagem da fonte DC ... 31

3.2.2 Desenvolvimento da placa de controle ... 31

3.2.3 Desenvolvimento da lógica para os sensores ... 32

3.3 PROGRAMAÇÃO DA PLACA DE CONTROLE ... 33

3.4 LIGAÇÃO DA SOLENÓIDE E DAS MANGUEIRAS ... 33

4 TESTES E RESULTADOS OBTIDOS ... 35

4.1 TESTES DOS SENSORES ... 35

4.2 TESTES DO CÓDIGO-FONTE ... 36

4.3 TESTES DO CIRCUITO ... 38

CONCLUSÃO ... 39

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 40

APÊNDICE A – FLUXOGRAMA DA LÓGICA ... 42

(12)

INTRODUÇÃO

Sendo a água fonte de vida para todos os seres vivos, um recurso natural essencial e que com o passar dos tempos sua escassez tende a aumentar, é um fator de grande importância neste trabalho e que a partir deste foi criado este tema: sistema de irrigação automatizado. Em se tratando das plantas, cada espécie requer uma quantidade necessária de água para a sua sobrevivência, dependendo do seu porte, da região e o clima onde esta se encontra (1) .

Para uma planta obter água, é necessário que a mesma seja fornecida pelas chuvas ou outro meio de tal maneira que penetre no solo tornando-o úmido, e que assim, as raízes desta planta possam absorvê-la. Este processo é denominado irrigação (2).

O clima é o fator que determina a quantidade necessária de água para cada irrigação. Entretanto, numa região chuvosa, não será necessário irrigar, pois a tendência do nível de umidade do solo é ser mantido, devido ao baixo índice de evaporação da água. Por outro lado, numa região com poucas chuvas e com um clima tropical, a irrigação é essencial, pois o índice de evaporação é elevado (3).

Após analisar estes fatores anteriormente comentados, o homem precisa escolher o correto tipo de irrigação a ser adotado e a quantidade de água utilizada. Existem diversos tipos de irrigação, os principais são aspersão, gotejamento e por sulcos. Podendo ser automatizados ou não, dependendo da necessidade do agricultor, do porte da agricultura e da capacidade de investimento.

Atualmente existem sistemas de irrigação bastante avançados e eficazes que podem solucionar muitos problemas, porém exige-se certo capital de investimento, item que agricultores ou paisagistas de pequeno ou médio porte não podem ou não dispõem de capital para fazê-lo. Por exemplo, não há necessidade de se investir num sistema de irrigação para suprir uma pequena área, um pequeno jardim por exemplo.

Com o objetivo de atender os agricultores ou paisagistas da faixa de pequeno a médio porte, foi desenvolvido este projeto de irrigação automatizado de baixo custo, devido ao baixo consumo de água e energia elétrica, onde o mesmo é capaz de verificar o nível de umidade do solo e a detecção de chuvas. Estes dados foram tomados neste projeto como primordiais num sistema de irrigação, baseado na consulta de outros projetos e equipamentos

(13)

já existentes no mercado agrônomo. Pois a água empregada para este fim é utilizada de modo econômico e exato, evitando desperdícios (4).

A grande maioria dos sistemas de irrigação é programável apenas por tempo de ciclo. Portanto, o agricultor escolhe a hora do dia em que se quer irrigar, por exemplo: todos os dias às 6h da manhã. Isto funciona, porém, o mesmo não tem condições ou atributos que possam garantir que o solo está úmido e que precisa ser interrompida a irrigação num dado momento. Ou ainda, se nesta hora programada estiver chovendo, esta irrigação não é interrompida. Se este agricultor quiser que o sistema tenha estas características, o mesmo deverá investir em sensores para aprimorar o seu sistema. Pois, de acordo com a pesquisa feita neste trabalho, os preços são um tanto elevados para um agricultor de médio porte.

Este sistema possui as funções de verificar a umidade do solo e a detecção de chuvas. Caso haja chuva, o sistema a detecta e inibe a irrigação por um tempo programável. Este tempo pode ser programado durante a compilação do software, ou pode ser posteriormente alterado pelo usuário do sistema, pois foi construído com esta finalidade. Para detectar a umidade do solo são utilizadas duas plaquetas de cobre que são instaladas na região radicular da planta a fim de medir a resistividade elétrica do solo. De acordo com a quantidade de água presente no solo, é dado um valor de resistência que pode ser medida pela placa controladora. Mais detalhes quanto à construção destes dispositivos de medição e como foi feita esta medição são abordados no capítulo desenvolvimento de projeto.

Para ordenação dos assuntos a serem abordados de forma clara e objetiva, este trabalho está estruturado em quatro capítulos, além das referências e anexos.

Capítulo 1 – Referencial Teórico: Tem a finalidade de descrever os conceitos fundamentais das tecnologias envolvidas neste projeto, sensores e o microcontrolador do circuito de controle.

Capítulo 2 – Metodologia de desenvolvimento: Tem a finalidade de descrever quais foram os passos necessários para ser dado o início deste projeto e embasar o leitor dos métodos que foram utilizados para se obter os resultados.

Capítulo 3 – Realização do projeto: Tem a finalidade de descrever detalhadamente o desenvolvimento passo-a-passo do circuito eletrônico e do sistema completo.

Capítulo 4 – Resultados Obtidos: Tem a finalidade de descrever os testes realizados e os resultados obtidos decorrentes dos testes com os sensores, testes do protótipo e testes de campo, gerando subsídios para a conclusão que é apresentada no final deste trabalho.

(14)

1 REFERENCIAL TEÓRICO

Este capítulo exibe toda a fonte de conhecimento teórico necessária para compreender o trabalho em questão. O mesmo está estruturado em três etapas:

a) Dispositivos eletrônicos específicos; b) Dispositivos hidráulicos específicos; c) O microcontrolador empregado.

Os tipos de irrigação mais comuns são: Irrigação por gotejamento, por aspersão, por micro-aspersão e por sulcos. Neste trabalho não é falado com detalhes os tipos de irrigação, pois foge do contexto desta pesquisa, porém, todos os métodos podem ser automatizados ou semi-automatizados, e esta escolha cabe somente ao proprietário do sistema.

Nos próximos capítulos são descritos os componentes utilizados, e a funcionalidade de cada um deles, para que o leitor possa adquirir uma total compreensão deste trabalho desde a sua metodologia até a conclusão do mesmo.

1.1 DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS ESPECÍFICOS

Para compreender este sistema, faz-se necessário conhecer alguns dos tipos de sensores empregados, bem como seus atuadores específicos. Estes sensores são aqueles que irão detectar a presença de chuvas, e o nível de umidade do solo. Neste capítulo também é mostrado todos os componentes eletrônicos utilizados.

1.1.1 Sensores de chuva

Para evitar que um sistema de irrigação continue ativado durante a chuva, o que seria desnecessário e seriam gerados prejuízos, é necessário fazer o uso de sensores específicos para tal finalidade. Pois não será necessário ativar o sistema durante a chuva ou após a mesma.

Para isso, é preciso conhecer as características deste sensor e seu funcionamento. Neste trabalho, foi implantado um sensor em forma de protótipo e será discutido durante as etapas de desenvolvimento de projeto.

(15)

Portanto, para estudo e compreensão deste trabalho, foi escolhido como referência o sensor Rain-Clik (Figura 1) do fabricante Hunter Industries, esta é uma empresa americana especializada em desenvolver sensores e produtos para irrigação.

Figura 1 – Sensor Rain-Clik Hunter

A maioria dos dispositivos sensores de chuva trabalha com a acumulação de uma quantidade definida de água da chuva para que a partir disto, um interruptor seja ativado, interrompendo o ciclo de irrigação no controlador. E nesse "tempo de acumulação", o sistema irá permitir a passagem de água desnecessariamente. Isso pode parecer ruim e prejudicial para os órgãos que zelam por uma conservação consciente, empresas e residências, etc. Mas, com a tecnologia incorporada de resposta rápida (Quick Response), o Hunter Rain-Clik e o Wireless

Rain-Clik podem comandar um controlador para desligar justamente quando começar a

chover, dependendo do seu ajuste de sensibilidade. E esta resposta pode ser via cabo ou

wireless, dependendo do modelo escolhido pelo usuário do sistema. Este sensor pode ser

montado sobre um beiral ou qualquer superfície plana vertical, como uma parede ou muro, o que permite uma fácil instalação deste dispositivo (5).

Veja abaixo algumas das informações relevantes deste sensor:

• Conexões: “Normalmente Aberto” ou “ Normalmente Fechado";

• Tempo para desabilitar irrigação: entre 2 a 5 minutos por possuir o modo “Quick

Response”;

(16)

• Tempo para resetar sensor quando se está totalmente molhado: 3 dias aprox. sob um clima ensolarado;

• É um sensor certificado pela UL (Underwriter Laboratories);

• Potência de comutação 24 VAC/ 3A;

• Freqüência de operação do sistema: 433 MHz;

• Alcance de comunicação de aprox. 243m em linha (no modelo Wireless);

• Tensão de alimentação: 24 VAC (vinda do controlador);

O custo deste sensor é em torno de R$ 150,00 e analisando as especificações fornecidas no site deste fabricante, pôde ser visto que este sensor possui internamente discos que absorvem água e se expandem (discos higroscópicos). Estes discos expandem até 50% do seu tamanho após absorverem água. Veja esquematicamente como os discos higroscópicos se expandem (Figura 2) (6).

Figura 2 – Discos higroscópicos

Como estes discos que estão montados em paralelo, após se expandirem, é acionada mecanicamente uma chave interna, e então o sinal de saída é ativado. Contudo, pode ser ajustada a sensibilidade deste sensor de acordo com a intensidade pluviométrica do local, pois devido a diversidade climática que varia para cada região, podem ocorrer chuvas rápidas ou longas(7).

(17)

1.1.2 Sensores de umidade

A definição de umidade do solo é descrita teoricamente como a porcentagem de água em razão do volume de terra presente em uma amostra de solo. A parte líquida do solo constitui-se essencialmente de água, contendo sais minerais dissolvidos e materiais orgânicos solúveis (8).

Os principais sensores de umidade são classificados por três princípios físicos: Os capacitivos, os resistivos e os de condutividade térmica.

Quando for necessário selecionar um sensor de umidade devem-se considerar os fatores de precisão, calibração, estabilidade nos resultados, resistência aos contaminantes físicos e químicos, o tamanho e a relação custo-benefício.

Caso o sensor de umidade seja capacitivo, o mais utilizado, ele é composto de um condensador cujo dielétrico é um polímero higroscópico. A constante dielétrica da água é aproximadamente 80, uma forte variação da capacidade é obtida com a variação do conteúdo de umidade desse polímero. As vantagens particulares desse tipo de sensor são a boa linearidade e a insensibilidade às variações de temperatura (9).

Para explicar o princípio de funcionamento de um sensor de umidade do solo, foi adotado o sensor do fabricante Hu-Infinito como exemplo (Figura 3). O preço deste sensor está em um valor estimado que pode variar de R$ 100,00 a R$150,00 sem incluir o valor de frete.

Figura 3 – Sensor de umidade do solo

Discorrendo de forma sucinta sobre este sensor, baseado em informações do fabricante, ele é composto por duas hastes resinadas que as protegem da oxidação e três pinos, sendo um o VCC (que pode ser ligado em 5V), outro o GND e por último o SIG que é o pino

(18)

de sinal analógico. Estas hastes são imersas no solo, as quais fazem o papel de dois eletrodos que em contato com o solo permitem a circulação de uma corrente, possibilitando a leitura do nível de umidade por comparação com a resistência. Quanto mais água no solo, mais fácil fica a condução de corrente entre as hastes, devido a baixa resistência, fazendo com que o sinal do sensor se aproxime de 5V. Enquanto que em um solo seco a condutividade é baixa, devido a alta resistência, resultando em um sinal no sensor próximo de 0V (10).

1.1.3 Relés de contato

São dispositivos comutadores eletromecânicos que possuem uma bobina e contatos de comutação (ver Figura 4). Quando a corrente de acionamento é aplicada à sua bobina, pode-se abrir, fechar ou comutar os contatos de saída do mesmo, controlando assim, o acionamento de um circuito externo ou uma carga (11).

Figura 4 – Relé comum (diagrama interno)

A bobina situada internamente ao relé é um eletroímã, pois ao sofrer a passagem da corrente elétrica é criado um campo magnético. Este campo tem força de atração suficiente para atrair o contato móvel e quando o mesmo é desligado o contato móvel retorna a posição de origem devido à força de contração da mola, veja Figura 5.

(19)

Figura 5 – Comutações do relé

Ao observar a figura anterior, foi visto que o contato de saída poderá abrir ou fechar, dependendo do tipo de relé empregado no projeto. Os relés podem ser do tipo NA ou NF, ou seja, normalmente aberto e normalmente fechado. Isto é uma característica física do relé que mesmo ele estando desligado, sempre possui um contato NA ou NF. (12)

As características do relé que determinam a sua utilização numa aplicação prática, portanto, devem-se compreender suas características para escolher o tipo ideal a ser utilizado. A bobina de um relé é enrolada com um fio esmaltado cuja espessura e números de voltas são determinados pelas condições em que se deseja fazer sua energização. A intensidade do campo magnético produzido e, a força com que a armadura é atraída depende tanto da intensidade da corrente que circula pela bobina como do número de voltas que ela contém.

A aplicação mais imediata de um relé com contato simples é no controle de um circuito externo ligando ou desligando-o. Uma das características do relé é que ele pode ser energizado com correntes muito pequenas em relação à corrente que o circuito controlado exige para funcionar. Pois a corrente fornecida diretamente por um transistor de baixa potência não conseguiria controlar um motor ou uma lâmpada, pois a corrente que passa pela carga em questão é maior do que a corrente que o transistor pode suportar, assim, precisa-se ativar um relé e através dele controlar a carga de alta potência, ver Figura 6 (13).

(20)

Figura 6 – Acionamento de um motor com relé

Outra característica importante dos relés é a isolação entre o circuito de controle em relação ao circuito que está sendo controlado. Isto significa que não há passagem de qualquer corrente do circuito que ativa o relé para o circuito que ele controla. (14)

1.3 DISPOSITIVOS PARA IRRIGAÇAO

1.3.1 Válvulas solenóides

A válvula solenóide possui uma bobina que é formada por um fio enrolado através de um cilindro. Quando uma corrente elétrica passa por este fio, ela gera uma força no centro da bobina solenóide, fazendo com que o êmbolo da válvula seja acionado, criando assim o sistema de abertura e fechamento.

Outra parte que compõe a válvula é o corpo. Este, por sua vez, possui um dispositivo que permite a passagem de um fluído ou não, quando sua haste é acionada pela força da bobina. Esta força é que faz o pino ser puxado para o centro da bobina, permitindo a passagem do fluído, fazendo nesse caso, a permissão ou não da passagem de água.

O processo de fechamento da válvula solenóide ocorre quando a bobina deixa de ser alimentada eletricamente, e a mola exerce uma força contrária, retornado o embolo à posição inicial, veja a Figura 7 para maiores esclarecimentos.

(21)

Figura 7 – Visão da haste interna da solenóide

A válvula solenóide utilizada para esse fim deve ser específica para sistemas de irrigação. As quais são constituídas de plástico de alta qualidade, resistente à corrosão e a radiação UV, sua vedação é feita de borracha sintética e as partes metálicas são construídas em material resistente à ferrugem, tem-se como exemplo o latão.

Todas estas características contribuem para que este dispositivo tenha uma boa durabilidade e seja resistente aos desgastes, visto que deverão estar expostos ao clima natural.

Atendendo a todos estes pré-requisitos, foram adotadas as válvulas da Emicol Componentes (15).

1.3.2 Gotejadores

Este tipo de dispositivo (Figura 8) é comumente encontrado em jardins, mas também pode ser aplicado no cultivo hortas, ou outras plantas de pequeno a médio porte, adequando-o para cada tipo de cultura, pois algumas culturas requerem mais vazão de água, outras não.

Ele é alimentado por mangueiras específicas para irrigação e transforma o fluxo da água em gotas. É um dispositivo mecânico utilizado em sistemas de irrigação com a finalidade de umedecer o solo pela liberação de gotas de água.

(22)

Figura 8 – Gotejador

São peças construídas para permitir uma redução da pressão da água e diminuir a vazão a alguns litros por hora, de modo que a água atinja a planta em forma de gotas. Em geral, operam com vazão de 0,5 a 1,5 Litros/h. Para obtenção de vazões tão pequenas é necessário que a saída do gotejador tenha diâmetro igualmente pequeno e padronizado. Por isto é necessário utilizar um filtro na entrada das tubulações ou mangueiras onde estão conectados os gotejadores, para evitar entupimentos dos furos. O processo de fabricação dos gotejadores deve ser bastante preciso, caso contrário, as pequenas variações nas dimensões de cada peça podem acarretar grandes mudanças de vazões. (16)

Há também mangueiras destinadas à irrigação por gotejamento, com furos milimétricos permitindo a passagem de água somente por gotas.

(23)

1.4 A PLACA DE CONTROLE MICROCONTROLADA

Para que seja compreendido este capítulo, faz-se a definição de microcontrolador: é um sistema computacional completo, no qual está incluso uma CPU (Central Processor Unit), memória de dados e programa, um sistema de clock, portas de I/O (Input/Output), e seus periféricos. (17)

O PIC 18F4550 é um microcontrolador da família de 16 bits fabricado pela

Microchip Technology que é compatível com USB 2.0, é um componente de alta tecnologia e

com baixo consumo de potencia. Enumeram-se então suas principais características:

• 1 Kbyte de acesso dual da RAM através da porta USB;

• Velocidade mínima de 1.5 Mb/s e velocidade máxima 12 Mb/s pela porta USB;

• Memória EEPROM (256 bytes) e SRAM (2048 bytes) internas;

• 4 temporizadores/contadores (timer 0, 1, 2 e 3);

• Conversor A/D de 10 bits suportando até 13 canais e 3 interrupções externas;

• Pode funcionar com alimentação de 2.0V a 5.0V;

• Corrente de consumo Sink/Source de 25 mA.

Com base nesta gama de qualidades que este microcontrolador possui, o mesmo foi adotado para o projeto em questão. Veja a Figura 10 onde é visto a descrição de cada pino de entrada e saída deste microcontrolador.

(24)

Para utilizar qualquer microcontrolador, o projetista necessita conhecer de lógica de programação para desenvolver um código-fonte e assim gerar um arquivo para gravar no PIC. Para programá-lo, é preciso de um compilador, um simulador de circuito, neste caso o Proteus e um kit de gravação do software. Os microcontroladores PIC utilizam programas em linguagem C, Assembly e Basic. (18) Neste projeto, foi utilizada a linguagem C.

O kit microcontrolado é composto por uma placa do fabricante SAN_USB, situado em Fortaleza/CE (Figura 11) onde a mesma é composta por um microcontrolador 18F4550, um cristal de 20 MHz, protoboard e um display LCD de 16x2 (Colunas x Linhas).

Figura 11 – Placa SAN_USB

Com este kit, o desenvolvedor não precisa se ocupar em montar um hardware adequado para configurar o PIC. Pois o mesmo já vem totalmente montado em uma placa de circuito impresso com os ports de entrada e saída do microcontrolador livres, prontos para serem ligados a uma placa externa ou protoboard, como mostra a figura anterior. Cabe então ao projetista somente desenvolver o código-fonte, e as ligações com o circuito externo.

(25)

2 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO

O trabalho apresentado é uma pesquisa aplicada, e tem como objetivo a realização de pesquisa experimental que é embasado em um material bibliográfico, de laboratório e de campo. São aplicados os procedimentos técnicos de pesquisa bibliográfica e experimental. É utilizado o método de abordagem hipotético-dedutivo e o método de procedimento monográfico em sua elaboração. Para coleta de dados é utilizada a observação direta intensiva e documentação indireta, e a análise e interpretação de seus dados qualitativos, ocorre globalmente.

Para que seja obtida uma maior compreensão das etapas deste projeto, é necessário que se acompanhe os subcapítulos seguintes:

a) Diagrama em blocos do sistema; b) Como detectar a umidade do solo; c) Como detectar a chuva;

d) Definição da lógica para o código-fonte do PIC;

2.1 DIAGRAMA EM BLOCOS DO SISTEMA

Conforme foi dito anteriormente, este sistema precisa detectar a umidade do solo e a presença de chuvas. Também vai ser acionada uma válvula solenóide como elemento de saída deste sistema automatizado. Este sistema possui uma placa de controle microcontrolada, portanto, chega-se ao desenho do diagrama em blocos inicial (Figura 12).

(26)

2.2 COMO DETECTAR A UMIDADE DO SOLO

Como foi dito anteriormente, para que seja detectada a umidade do solo foi feito um protótipo deste sensor. O sensor de umidade baseia-se na propriedade da resistência elétrica que o solo apresenta de acordo com um determinado nível de umidade, pois quanto maior a quantidade de água no solo, maior o nível de condutância do mesmo.

Contudo, a água não é um condutor perfeito de eletricidade, mas isto se aplica somente a água pura, sem impurezas, aquela encontrada em laboratório. Mas a água encanada ou até mesmo a água mineral, possuem sais minerais que as tornam condutoras, pois estes sais dissociam-se e formam íons+ e íons- e estes por sua vez, tornam a água condutora de eletricidade.

De acordo com um artigo publicado no site Cientec a umidade do solo se define por:

Porcentagem de umidade em base úmida:

Porcentagem de umidade em base seca: (IRRIGAÇÃO)

E por fim a transformaçao na umidade relativa:

TRANSFORMAÇÃO:

Portanto, a umidade do solo é o cálculo da massa ou volume de água presente na amostra de solo em questão. E, com base nisto, foi feito um experimento para testar a umidade do solo com o auxílio de um multímetro e medindo a resistência elétrica apresentada, de acordo com o nível de umidade que o mesmo apresenta. (19)

Primeiramente foi feito a separação das proporções de água e terra, feito a medição da massa das partes (pesagem) e feito a mistura em uma recipiente de plástico. No caso, totalizando-as em quatro amostras, a saber:

nº Amostra Condição da Amostra

CONTEÚDO

Terra Preta Água

1 Seca 2 Kg 0,5 Litro

2 Meio Úmida 2 Kg 1,0 Litro

3 Umedecida 2 Kg 1,5 Litro

4 Alagada 2 Kg 2,0 Litros

(27)

Posteriormente foi realizada a mediçao da resistencia elétrica de cada amostra e chegou-se à tabela de valores denominada Tabela 2. Para que este valor fosse tomado de forma padrão, afim de evitar erros de medição posteriores, foi atribuído uma distancia de 5cm entre as pontas de prova, o que depois passaria a ser utilizado os condutores de cobre.

Medição de resistência elétrica presente no solo, através da amostragem em um recipiente com terra preta e água, misturados proporcionalmente.

Condição da amostra Resistência da amostra (Ra) Média de Ra (Ω) Ra (Ω)

Seca De 1,0 MΩ a 2,5MΩ 1750000 1,75MΩ

Meio Úmida De 35KΩ a 40KΩ 37500 37,5KΩ

Úmidecida De 25KΩ a 30KΩ 27500 27,5KΩ

Alagada De 5KΩ a 7,5KΩ 6250 7KΩ

Tabela 2 – Monitoramento da umidade do solo

Com estas informações adquiridas, pôde ser implementado via microcontrolador PIC a leitura destes valores em um A/D. Entretanto, o PIC não foi programado para ler o valor de resistência do solo.

Partindo do experimento, que foi realizado nas tabelas anteriores, pôde-se perceber que a resistência está variando de acordo com o nível de umidade. Neste caso, foi aplicado uma tensão de +5VDC em um dos terminais de cobre e o outro é somente leitura. Ambos os terminais de cobre estão imersos na terra preta da amostragem, conforme mostra a Figura 13.

(28)

Também foi mantido a distancia de 5cm entre os dois fios de cobre e checado novas medições, agora vendo a resposta pelo AD de 10 bits, resumidamente o circuito deste sensor é esquematicamente mostrado na Figura 14.

Figura 14 – Esquema eletrônico de ligação dos sensores.

Com as etapas anteriores concluídas, faz-se o teste embarcando o código-fonte na placa SAN_USB, utilizando cabo USB e o software de gravação do fabricante do kit. Depois que a placa estiver com o código-fonte embarcado, são feitos novos testes até que o sistema esteja pronto para ser enviado ao campo.

Estes testes são feitos para que possa ser calibrado via software o valor correto de medição da umidade e assim gravar os valores nos testes internos do mesmo, ajustando os ranges adequados e os alarmes de bloqueio de irrigação. Maiores detalhes sobre o código-fonte, seus testes e condições lógicas encontram-se no apêndice, no final deste trabalho.

(29)

2.2 COMO DETECTAR A CHUVA

Para que haja detecção de chuvas, foi utilizado um recipiente de plástico setado de forma que consiga acumular água e foram introduzidos dois pedaços de fio de cobre “nu” que servem como sensor para detectar o momento que este recipiente vai sendo preenchido com o nível de água. Os contatos 1 e 2 são ligados ao circuito do microcontrolador, ver Figura 15.

No software do microcontrolador, há um teste para detectar o contato desta chave. Este teste é baseado no princípio de condução que a água possui, pois num recipiente vazio o contato entre as plaquetas de cobre é infinito, comporta-se como “contato aberto” semelhante ao experimento do tópico anterior. Portanto, o valor lido pelo AD do PIC é nulo, pois não há resistência nenhuma entre os dois condutores de cobre.

O princípio de medição deste sensor é idêntico ao do sensor de umidade do solo, portanto utiliza o mesmo material e mesma ligação eletrônica. A única diferença entre eles é o

range de leitura, que é maior devido a ter sua referência de leitura somente pela detecção da

água, e não sólidos orgânicos juntamente com líquidos, como no caso do sensor de umidade. Maiores detalhes a respeito do desenvolvimento do software e o uso deste dispositivo são comentados no item “desenvolvimento de projeto”.

(30)

2.3 DEFINIÇAO DA LÓGICA PARA O CÓDIGO-FONTE DO PIC

Para que seja elaborado qualquer tipo de software, é preciso que sejam tomados os passos iniciais para elaboração do mesmo. Estes passos iniciais envolvem: a definição da lógica, o tipo de controle, se haverá teste de variáveis, loop de sinal, se vai ser preciso gravar algum dado na memória, as variáveis de saída do sistema, a interface IHM que vai ser empregada, entretanto, muitos detalhes para serem estudados na elaboração de um software. Portanto, para elaborar o código-fonte do PIC, também foram tomados todos estes passos iniciais, caso este critério não fosse obedecido, dificultaria a criação deste código-fonte.

Para gerar o código-fonte em um microcontrolador, é preciso utilizar uma linguagem do nível de máquina para ser gravada no PIC, portanto, neste trabalho foi adotada a linguagem C. O compilador empregado é o CCS, um dos compiladores mais adequados para esta linguagem de microcontroladores PIC. O mesmo é uma ferramenta poderosa para desenvolvedores e que ao mesmo tempo possui a simplicidade de um compilador para iniciantes ou hobbystas.

Foram tomadas duas variáveis de entrada, o sensor de chuva e o de umidade, ambas não são variáveis digitais e sim analógicas, que podem assumir qualquer valor no domínio do tempo. A variável de saída é a ativação da válvula solenóide, que é do tipo digital, ou seja, somente liga ou desliga.

É preciso que exista uma rotina de relógio neste código-fonte, pois o usuário do sistema deve monitorar o momento da irrigação, podendo posteriormente alterá-lo de acordo com a sua necessidade.

A IHM (Interface Homem-Máquina) empregada é um LCD (Display de Cristal Líquido). Neste LCD deve ser exibido as horas e os valores das duas variáveis de entrada. Estas variáveis são monitoradas continuamente e exibidas em tempo real para que o usuário esteja informado das condições reais do campo.

A partir destas informações é gerado um fluxograma para melhor compreensão do texto falado e para que esta lógica possa gerar um código-fonte adequado e que obedeça as regras de teste das variáveis. Este fluxograma encontra-se no apêndice, no final deste trabalho.

(31)

3 REALIZAÇÃO DO PROJETO

Este capítulo apresenta a realização do projeto em questão. Foram realizados cálculos e simulações com o software Proteus Lab Design na versão 7.10 com base no

datasheet (28) do microcontrolador PIC18F4550 da Microchip.

São apresentados neste capítulo os seguintes tópicos: a) Materiais utilizados neste projeto;

b) Desenvolvimento do diagrama eletrônico; c) Programação da placa de controle.

3.1 MATERIAIS UTILIZADOS

Durante a montagem do circuito eletrônico, foi preciso utilizar:

• 1 kit do microcontrolador PIC;

• 1 display LCD;

• Cabos flat para ligação do LCD;

• 4 resistores de 220Ω;

• 2 resistores de 10KΩ;

• 7 diodos LEDs;

• 3 diodos retificadores;

• 3 chaves push-botton;

• 6 metros de cabo 0,75mm x 2 vias;

• 1 PCI de fenolite;

Para o circuito do atuador, foi utilizado:

• 1 Relé de 5V;

• 1 transistor BC337;

• 3 diodos retificadores;

• 2 fusíveis de proteção para o relé e a válvula solenóide;

• 1 chave liga-desliga para a operação manual; Para a parte hidráulica foi utilizado:

• 4 metros de mangueira comum;

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3.2 DESENVOLVIMENTO DO DIAGRAMA ELETRÔNICO

Para um melhor entendimento de como foi desenvolvido este circuito, utilizou-se o simulador de circuitos Proteus, utilizando o PIC16F877 (Figura 16). Foi utilizado este PIC somente para simulações de funcionamento do código-fonte, pois não conseguiu-se simular com o PIC18F4550 nesta versão do Proteus, o qual trava o PIC e o mesmo não responde às funções compiladas no compilador CCS.

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3.2.1 A fonte DC

A fonte DC é composta por um carregador de bateria para celular. Esta fonte foi adotada devido a carga deste circuito de controle ser baixa e esta fonte pode fornecer 9V/500mA. Em paralelo com a fonte, foi inserido um regulador de tensão 7805 para que a tensão fornecida ao PIC seja regulada em 5V fixo.

De acordo com o datasheet do fabricante do regulador 7805, a tensão mínima de entrada neste componente é de 7V, para que o mesmo possa ter uma saída de tensão regulada em 5V/1A . Pois se for aplicada uma tensão de entrada inferior a 7V, o regulador não mantém 5V na saída devido à potencia da tensão de entrada não ser suficiente.

3.2.2 Desenvolvimento da placa de controle

Para ser desenvolvida a placa de controle, foi adotado o PIC16F877 devido à sua semelhança com o PIC18F4550 quanto ao posicionamento dos pinos e muita semelhança de hardware interno entre os mesmos. Foi empregado o Timer 0 para controlar o tempo entre as funções no software. Porém, para que seja feito uma programação correta e que a mesma funcione, é preciso primeiramente configurar o seu hardware.

Porém o tempo dedicado à configuração do hardware foi poupado, devido ao kit deste fabricante já vir completo em uma PCI (ver Figura 17)

.Figura 17

(34)

Figura 17 – O kit microcontrolado

Precisou-se somente adicionar os itens que são utilizados no sistema de irrigação, ou seja, as variáveis de saída do PIC. E para que isto ocorra, foi feito uma modificação desta placa onde a mesma foi montada sobre outra para que possa ser aproveitado cada pino de saída do PIC, onde os mesmos foram ligados aos borns, veja a Figura 18.

Figura 18 – Kit microcontrolado modificado

3.2.3 Desenvolvimento da lógica para os sensores

Conforme foi visto no capítulo anterior, o sensor de umidade e o de chuva funcionam de forma semelhante a duas chaves mecânicas, ambas irão fechar ou abrir um contato durante o funcionamento do sistema. Portanto, para serem feitos os testes e a programação do microcontrolador, foram utilizadas duas chaves micro-switches para poder testar a lógica de programação. Estas chaves estão nomeadas como “UMD” e “CHV” no circuito de simulação. Foi utilizado resistores de pull-down de 100Ω para manter o valor mínimo dos sensores de umidade e chuva sempre em 0.0 Volt, evitando erros de medição e flutuação de valores.

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3.3 PROGRAMAÇÃO DA PLACA DE CONTROLE

Para compreender a lógica deste sistema, foi feito o levantamento de cada variável de entrada e saída que vai ser ativada no programa:

ENTRADAS TIPO QTD

Sensor de umidade Analógica 1 Sensor de chuva Analógica 1

SAÍDAS

Válvula Solenóide Digital 1 Indicador Chuva Digital 1 Indicador Umidade Digital 1

Total de variáveis E/ S 5

Tabela 3 – Variáveis do sistema

Com estes dados, e o circuito previamente montado, facilita a etapa de programação do microcontrolador. Pois o projetista precisa primeiramente estabelecer um bom hardware, para em seguida adequar um software para a PCI em questão.

3.4 LIGAÇÃO DA SOLENÓIDE E DAS MANGUEIRAS

Para ligar a solenóide, precisou-se empregar um relé para chavear a mesma. Pois a bobina da válvula é de 127V e precisa ser ativada pelo circuito do PIC que é de apenas 5V. A solenóide foi ligada como mostra a Figura 19.

(36)

Figura 19 – Ligação da solenóide

Foi preciso utilizar este circuito para chavear o relé o qual liga a válvula solenóide. Pois a potencia de saída do PIC(5V/25mA) não é suficiente para ligar a bobina do relé.

Após ligar a solenóide a seu respect/.€ivo comando, é preciso instalar as mangueiras perfuradas diretamente sobre o solo, como mostra a figura Figura 20

(37)

4 TESTES E RESULTADOS OBTIDOS

Este capítulo trata de todos os resultados obtidos, desde a implementação do projeto até a sua conclusão. Os resultados obtidos dividem-se em três itens, a saber:

a) Testes dos sensores; b) Teste do código-fonte; c) Teste do circuito;

4.1 TESTES DOS SENSORES

Para se chegar ao trabalho de ser criado o sensor de umidade e o de chuva, foi feito testes apenas medindo o valor de resistencia em uma amostragem de solo disposta em uma caixa de areia utilizando duas plaquetas condutoras de cobre como pontas de prova, para evitar oxidações futuras.

E, de acordo com o nível de água presente no solo, pôde-se perceber que o valor de resistência medida é inversamente proporcional ao nível de umidade, pois quanto maior a quantidade de água presente no solo maior a sua condutividade e portanto, menor a resistência elétrica medida. A partir disto, foi montada uma tabela de resistências, fator já comentado anteriormente na Metodologia de desenvolvimento.

Aplicando esta informação ao PIC, foi aplicado em um dos terminais +5VDC e a outra plaqueta foi ligada na entrada analógica do PIC, para que a partir disto possa ser medido o valor de tensão no conversor A/D. A partir daí, foi medido os valores e exibidos no LCD, sendo que o código-fonte era trabalhado simultaneamente para que fosse obtida a faixa correta de solo seco, úmido e alagado, a montagem deste teste encontra-se na Figura 21.

No teste do sensor de chuva, percebeu-se que se houver água entre as plaquetas, temos o nível máximo na entrada do A/D, que é 1023. Portanto, este valor não será interessante para o usuário do sistema, com isso, foi feito o cálculo de uma função linear do 1˚grau e esta equação foi inserida no código-fonte. Veja abaixo um trecho do código-fonte: ...

void ler_sensor() //função que é chamada pelo programa principal.

{ set_adc_channel(1); // configura para ler variável pelo A/D canal 1 (pino A1). delay_us(20); // delay para evitar erros de leitura iniciais.

rain = read_adc()*0.09778; //função para converter os valores no A/D. break; } //volta para o programa principal.

.... ....

(38)

Figura 21 – Simulação do sensor de chuvas com o sensor protótipo.

Conforme figura anterior, pôde ser visto o relógio no canto superior esquerdo. No lado direito do display LCD estão as duas variáveis que são: umidade do solo (representada pela letra “U”) e a detecção de chuvas, abaixo de “U” que é representado pela letra “C”.

Portanto, pôde ser visto que na presença de água o programa acusa 100%

4.2 TESTES DO CÓDIGO-FONTE

Para que fosse realizada esta etapa de testes no código-fonte, foi feito de forma inicial somente com simulação via Proteus (Isis Schematic) integrado com o compilador CCS. Para a validação deste software, foi utilizado como entrada somente chaves push-botton que serviram para efeito de simulação das variáveis de entrada do sistema, e que posteriormente pudesse ser utilizado as entradas reais, no caso os sensores de umidade e chuva.

(39)

A razão de ter sido adotado o método de simulação com chaves push botton, foi para eliminar as dúvidas quanto à construção do protótipo do sistema. Pois poderia surgir a pergunta: A causa desta falha de medição é devido ao sensor ou ao código-fonte? No entanto, com este método de uso de chaves tornou a etapa de testes do código-fonte mais fácil, pois pôde ser testado as variáveis de entrada e saída somente pela simulação de chaves e leds.

Após este teste inicial ter sido concluído, foi feito testes no kit microcontrolado utilizando-se os sensores reais do sistema(ver Figura 22). Onde por fim, mostrou um resultado satisfatório e que atende aos requisitos iniciais dos objetivos deste trabalho.

(40)

4.3 TESTES DO CIRCUITO

Após as etapas anteriores serem concluídas, estaria faltando testar somente o circuito de saída, que é composto por um relé e uma válvula solenóide, conforme mostra a Figura 23.

Figura 23 – Montagem do kit juntamente com a solenóide

Posteriormente, foi testado se a potência de saída da porta do PIC seria capaz de chavear o relé e assim ativar a solenóide. Testes aprovados e concluídos com sucesso.

(41)

CONCLUSÃO

Este trabalho teve o intuito de desonvolver um controlador para sistema de irrigação automatizado baseado na leitura dos sensores de umidade do solo e de chuva, sem o uso de sensores comerciais, apenas protótipos dos mesmos.

Foi apresentado um breve recapitulamento dos conceitos que dizem a respeito da resistencia elétrica e a condutividade da água impura, os quais foram primordiais para a elaboração deste projeto, pois sem estes conceitos, não seria possível desenvolver este trabalho.

A única água que não possui nenhuma propriedade condutora é a água destilada, e a água da chuva chega muito próximo da mesma, porém a água que vem da chuva, após ser retida por telhados, calhas, incorporada com a poeira e etc, sofre um processo químico e consequentemente leva impurezas consigo, o que a torna parcialmente condutora. Foi feito testes com recipientes de água e quanto maior a quantidade de sal presente na água mais condutora esta se torna, sendo que não foi preciso salinizar a água, apenas aproveitando a água vinda das chuvas. A partir disto, foi elaborada a idéia de desenvolver os sensores e o sistema de controle de irrigação como um todo.

Portanto, o usuário não precisa investir um elevado preço na compra de sensores, timers e controladores que já estão disponíveis mercado para este fim, usando o sistema deste trabalho, o seu principal custo, foi na aquisição do kit microcontrolado ( em torno de R$100,00), uma válvula solenóide (em torno de R$50,00) e alguns metros de mangueiras e cabos de ligação. Levando isto para uma projeção de custos que chega ao máximo de R$ 400,00. Isto já incluindo as taxas de frete, Sedex, etc.

Do contrário, um sistema de irrigação comercial, precisaria empregar um sensor de nível para detectar a chuva, juntamente com tensiômetros para detectar umidade do solo, ou ainda sensores de umidade do solo apropriados para isto, um controlador apropriado para sistemas de irrigação, etc. Todos estes itens somados, iria finalizar um custo total que pode variar de cinco a dez vezes o custo do sistema de irrigação apresentado neste trabalho, ou seja, totalmente desvantajoso para esta aplicação.

É com muito regozijo que concluo este trabalho, pois temos um sistema de controle de irrigação com baixo custo e elevada eficácia, e isto atende à problemática apresentada no início deste trabalho que é desenvolver um sistema de irrigação eficaz e de baixo custo.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 MENDONÇA, Francisco. Climatologia - Noções Básicas e Climas do Brasil. 1. ed. São Paulo: Oficina de textos, 2008.

2 MENDONÇA, Francisco. Climatologia - Noções Básicas e Climas do Brasil. 1. ed. São Paulo: Oficina de textos, 2008.

3 ZOCOLER, João Luiz; FRIZONNE, José Antônio; SOUZA, Jorge Luiz Moretti.

Planejamento de Irrigação: Análise de decisão de investimento. 1. ed. Brasília: Oficina de textos, 2005.

5 HUNTER INDUSTRIES – Residential & Commercial Irrigation . Disponível em: < http://www.hunterindustries.com / > Acesso em: 20 Ago. 2013.

6 CALEFFI – Hydronic Solutions. Disponível em: < http://www.caleffi.pt> Acesso em: 20 Ago. 2013.

7 HUNTER INDUSTRIES – Residential & Commercial Irrigation . Disponível em: < http://www.hunterindustries.com> Acesso em: 20 Ago. 2013.

9 SQUITTER AMBIENTAL – Monitoramento Ambiental Automático. Disponível em: < http://www.squitter.com.br/> Acesso em: 20 Ago. 2013.

10 Hugney M. Ferreira – “Hu Infinito é o seu limite”. Peças e kits para Arduíno. Disponível em <http://www.huinfinito.com.br/>. Acesso em 18 Dez. 2013.

11 Newton C. Braga – Escrevendo sobre tecnologia para as principais revistas do mundo. Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br> Acesso em: 08 de Abr. 2012..

12 Newton C. Braga – Escrevendo sobre tecnologia para as principais revistas do mundo. Disponível em: < http://www.newtoncbraga.com.br> Acesso em: 08 Abr. 2012.

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15 Emicol Componentes – Catálogo técnico. Informação disponível em: < http://www.emicol.com.br> Acesso em: 26 Mar. 2013

16 Como usar gotejadores – artigo disponível em:

< http://centrodeartigos.com/tudosobre/artigo-15294.html> Acesso em: 27 Ago. 2013. 17 Como usar gotejadores – artigo disponível em:

< http://centrodeartigos.com/tudosobre/artigo-15294.html> Acesso em: 27 Ago. 2013.

19 Cientec – Consultoria e desenvolvimento de sistemas. Disponível em:

< http://cientec.net/cientec/InformacoesTecnicas_Irriga/Solo_UmidadedoSolo.asp> Acesso em: 18 Dez. 2013.

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APÊNDICE B – CÓDIGO-FONTE DO PIC /*

************************************************************************* // UEA - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS//////////////////////////////////// // PROJETO DE TCC 2

// Autor: Filipe Freire Diniz

// Banca avaliadora composta pelos Professores/Mestres: // Angilberto Muniz

// Fabio Cardoso // Josias Parente

************************************************************************ */

#include <SanUSB.h> // biblioteca do kit PIC18F4550 #include <MOD_LCD_SANUSB.c> // biblioteca do LCD

int k; //variável para contar os segundos. int boot; //variavel para dar boot no LCD int sec=0;

int min=0; //variável para contar os minutos. int hora=0; //variável para contar as horas/ int rain_memory=0;

short int led; //variável para monitorar as chuvas.

float umid; //variável para monitorar a umidade, via ADC pino RA2 float rain; //variável para monitorar as chuvas, via ADC pino RA1 #int_timer0

void trata_t0 () {

led = !led; // inverte o led - pisca a cada 0,5 seg k=1; set_timer0(3036 + get_timer0()); output_bit(pin_b7,led); } void msg_ini() { lcd_pos_xy(1,1); printf(lcd_escreve," IRRIGACAO "); lcd_pos_xy(1,2); printf(lcd_escreve," AUTOMATIZADA "); lcd_envia_byte(0,0x0C); //Apaga o cursor break; } void IHM() { if(k==1) {

(46)

while (true) { sec=sec+1; //incrementa de 1 em 1s if (sec>59) // de 0 a 59s { sec=0; min=min+1; }

if(min>59) // espera 60 segundos para ativar b1 = 1 min {

min=0;

hora=hora+1; //passado 60min, incrementa 1 hora }

if(hora>23) //vai contar 23h para incrementar um dia { hora=0; min=0; sec=0; rain_memory=0; } lcd_pos_xy(1,1);

printf(lcd_escreve,"%02u:%02u:%02u U:%4.1f ", hora, min, sec, umid);

lcd_pos_xy(1,2); // Posiciona segunda linha printf(lcd_escreve," C:%4.1f ", rain);

lcd_envia_byte(0,0x0C); //Apaga o cursor break;

}

///////////ajustar as horas manualmente ///////////////////////////////////////////////////// if (input(pin_a5)) // retirado o jump da tecla

{ delay_ms(10); hora=hora+1; } if (input(pin_a4)) { delay_ms(10); min=min+1; } } } void ler_sensor() { set_adc_channel(2); delay_us(20);

(47)

umid = (1023-read_adc())*0.21; set_adc_channel(1); delay_us(20); rain = read_adc(); // irrigar manualmente if (input(pin_a5)) { output_high(pin_b6); delay_ms(1000); } break; }

//////// funcao para ativar solenoide////////////////////////////////////// void ativar_solenoide()

{

while((min>=2)&&(min<=7)&&(sec>=5)&&(hora<=8)) {

output_high(pin_b6); //ligar solenoide enquanto as condições acima forem obedecidas

delay_ms(1000); break; } } // funcao principal//////////////// void main(void) { clock_int_4MHz(); lcd_ini();

enable_interrupts (global); // Possibilita todas interrupcoes enable_interrupts (int_timer0); // Habilita interrupcao do timer 1 setup_timer_0 ( RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_16);

set_timer0(3036 + get_timer0()); // Conta 62.500us x 8 para estourar= 0,5s setup_adc_ports(AN0_TO_AN3); setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); while(true) { if(k==1) { IHM(); k=0; boot = boot +1;

(48)

if (boot<=5) { msg_ini(); } if (boot>5) { ler_sensor(); } if ((umid<=30)&&(rain<=95)&&(rain_memory==0)) { ativar_solenoide(); } } } }