Este é um tutorial simples sobre como fazer a interface do sensor de água da chuva ou de nível de umidade do solo com o módulo WiFi nodemcu esp8266-12e. Monitorar o status do seu jardim por WiFi ganha o título de projeto de jardim inteligente. Monitoraremos a composição do nível de chuva e umidade do solo. O usuário pode ver o status de seu jardim agora em seu desktop ou celular. Sensor de nível de umidade simples e popular é usado no projeto.
Sensor de nível de umidade da água
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O sensor é composto por duas pernas. Sensor funciona com fonte de alimentação de 3,3 volts a 5 volts. Em cada perna é colado um material condutor, normalmente níquel ou cobre. Uma energia elétrica é fornecida através das pernas. Uma perna está conectada a + da fonte de alimentação e a outra perna está conectada a – da fonte. Ambas as pernas estão separadas uma da outra. Em condições normais, nenhuma carga flui pelas pernas porque o circuito está aberto. Assim que inserimos as pernas no solo, a umidade no solo diminui a resistência entre as pernas e dependendo do nível de umidade a tensão flui entre o circuito completo. Se a composição da umidade for alta, a resistência entre as pernas será baixa e mais voltagem passará pelas pernas. Se o nível de umidade for baixo, pouca voltagem fluirá pelas pernas.
Outro módulo fornecido com as pernas é o circuito de controle de tensão. Ele abriga uma resistência variável e um amplificador operacional lm393. |
Possui quatro pinos. Dois pinos de alimentação e dois pinos de saída do sensor. Os pinos de saída do sensor são
- A0 – Pino de saída analógica. Emite tensão analógica que corresponde ao nível de umidade do solo ou à detecção de chuva de água. Para qual finalidade o sensor é usado.
- D0 -Sinal digital de saída. Definimos o valor limite pelo resistor variável presente na placa de controle do sensor. Agora, quando o nível de umidade aumenta ou diminui, o valor limite do pino digital torna-se alto.
Vou usar os dois pinos de saída no projeto. Normalmente muitos tutoriais na internet usam apenas um pino de saída e deixam o outro vazio. De A0 vou medir o nível de umidade do solo. Um valor limite é definido e D0 é usado para gerar alerta sempre que o valor do sensor atinge o limite.
Diagrama de circuito do projeto
O Nodemcu funciona com 3,3 volts e o sensor de vazamento de água da chuva com umidade do solo também funciona entre 3,3 a 5 volts. Portanto, podemos alimentar o mesmo circuito usando a mesma fonte de energia. O sensor de vazamento de água também pode ser alimentado com potência de saída nodemcu. O canal analógico 0 do nodemcu está conectado ao A0 saída do sensor de água da chuva. O pino digital nº 13 do nodemcu está conectado ao D0 saída do sensor de nível de umidade do solo.
Sensor de umidade do solo de água de chuva com módulo wi-fi nodemcu
Chegando ao código. Vamos relembrar a funcionalidade do projeto. Sempre que um usuário digitar um determinado IP no navegador de seu desktop ou celular, será exibida uma página que contém o status do nível de umidade ou detecção de água pluvial. Tanto o nodemcu quanto o celular/desktop no qual se deseja ver o status devem estar conectados à mesma rede WiFi. Se alguém estiver em outra rede a página não será exibida. Nodemcu está funcionando como servidor. Ele está servindo uma página da web, portanto o servidor e o cliente devem estar na mesma rede para se comunicarem corretamente. Primeiro, insira o SSID e a senha da rede à qual deseja que seu nodemcu esteja conectado.
const char* ssid = “Seu SSID”;
const char* senha = “Sua senha Wifi”;
Em seguida, são definidos o canal analógico e os pinos digitais do nodemcu, que são usados para ler os dados de saída do sensor de água pluvial. Na função de configuração o WiFi é ligado e um IP é solicitado a ser atribuído pelo roteador ao qual estamos conectando nosso nodemcu. Quando o IP completo é atribuído com sucesso, o nodemcu inicia seu servidor e exibe o endereço do servidor no monitor serial do arduino ide. Na função loop estou aguardando a solicitação do cliente quando chega uma solicitação calculo o valor analógico, converto para porcentagem, verifico se o limite foi atingido e passo esse valor para a página. Nodemcu envia de volta a página ao cliente e fecha a conexão.
No código, o título e o botão visíveis são devido ao código html presente no código ide do nodemcu arduino.
O resultado final será algo como abaixo
Sensor de chuva de água e umidade do solo Nodemcu sobre monitoramento WiFi
Sempre que o botão “Atualizar nível de umidade” for pressionado, os valores instantâneos do sensor serão exibidos na página web.
Limitações
A condutância de cobre e níquel do sensor de solo desaparecerá em breve, aproximadamente em 3 meses. Tudo no solo é comido pelas bactérias do solo ou sofre uma reação química com o conteúdo do solo. O mesmo acontece com as pernas do sensor de solo. Eles perdem sua condutância com muita facilidade e em poucos meses. Pode ser necessário substituir o sensor a cada 3 meses. Outra limitação é que o usuário precisa atualizar a página (pressione o botão atualizar nível de umidade) toda vez que precisar ver o valor atualizado. A página pode ser atualizada automaticamente usando node js em vez de HTML relaod.
Trabalho futuro
Pode-se estender o projeto acima ativando uma válvula de água sempre que o nível de umidade do solo estiver baixo. Desta forma pode-se regar automaticamente as plantas do jardim. A única coisa que precisa ser modificada é acionar um relé com nodemcu ao qual você pode conectar uma válvula. Um projeto de demonstração de interface e controle de retransmissão via WiFi com nodemcu está abaixo. Você usa o código do projeto de relé com este tutorial e pode construir um projeto de jardim inteligente.
Limitações
A condutância de cobre e níquel do sensor de solo desaparecerá em breve, aproximadamente em 3 meses. Tudo no solo é comido pelas bactérias do solo ou sofre uma reação química com o conteúdo do solo. O mesmo acontece com as pernas do sensor de solo. Eles perdem sua condutância com muita facilidade e em poucos meses. Pode ser necessário substituir o sensor a cada 3 meses. Outra limitação é que o usuário precisa atualizar a página (pressione o botão atualizar nível de umidade) toda vez que precisar ver o valor atualizado. A página pode ser atualizada automaticamente usando node js em vez de HTML relaod.
Trabalho futuro
Pode-se estender o projeto acima ativando uma válvula de água sempre que o nível de umidade do solo estiver baixo. Desta forma pode-se regar automaticamente as plantas do jardim. A única coisa que precisa ser modificada é acionar um relé com nodemcu ao qual você pode conectar uma válvula. Um projeto de demonstração de interface e controle de retransmissão via WiFi com nodemcu está abaixo. Você usa o código do projeto de relé com este tutorial e pode construir um projeto de jardim inteligente.
Baixe o código do projeto. A pasta contém o arquivo .ino do projeto Arduino ide. Por favor, forneça-nos seus comentários sobre o projeto. Escreva suas dúvidas e comentários na seção de comentários abaixo.
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