Implantação de sistema IoT para automação residencial e irrigação de jardins

Abstract

A procura por soluções de automação residencial e sistemas de irrigação de jardins está cada vez maior, porém o custo desse tipo de produto é alto e, até o momento, não existe uma solução comercial que integre a automação residencial com o controle de irrigação. Diante desse cenário, construiu-se a ideia de implementar um projeto que integre ambos os sistemas, seja controlado via celular e possua um baixo custo. Inicialmente, foi realizada uma pesquisa que comprova que existe um nicho de mercado para este produto. Então, foi definida a arquitetura do sistema como um todo, que se baseia no conceito de IoT, tendo como objetivo implementar um produto que seja capaz de controlar a irrigação e a iluminação do pátio da casa de praia do aluno. O sistema desenvolvido possui dois microcontroladores, sensores de luminosidade, temperatura e umidade, módulos com relés, válvulas solenoides, aspersores e uma bomba hidráulica, componentes que foram selecionados durante a execução do projeto. Além disso, foram implementados softwares para os microcontroladores, uma interface para celular, uma para computador, um banco de dados para armazenamento das informações e foi selecionado o protocolo MQTT e um broker para a comunicação entre eles. Então, os equipamentos foram instalados no pátio e os parâmetros para os controladores foram obtidos através de testes empíricos. Por fim, foi realizada uma pesquisa com o usuário final do produto, o gramado foi fotografado antes e depois do uso do sistema por 60 dias, foram gerados gráficos com as variáveis relevantes para análise do comportamento dos controladores e foi realizado o cálculo do custo total de implantação e sua comparação com o custo de produtos de irrigação de jardins e de automação residencial existentes no mercado. Uma vez realizadas essas análises, é possível verificar a qualidade do produto obtido, o alto valor agregado da integração de sistemas de irrigação e de automação residencial e o correto comportamento do sistema.

owever, the price to aqcuire this kind of product is still high and there is no product on the market that integrates home automation and irrigation systems. Given this scenario, the concept of this project was conceived, which consists of the implementation of a system that integrates both the demanded solutions, allow their control via cellphone and can be built with a low cost. The project started with a market survey, which ensured the existence of a market niche for this kind of solution. Then, the systems architecture was defined based on the IoT concept and its main capabilities were specified. It shall be able to control the external lights and the garden irrigation of the students beach house. The developed system is composed by two microcontrollers, a brightness sensor, two umidity sensors, a temperture sensor, relay modules, solenoid valves, sprinklers and a hydraulic pump. During the project execution, each component supplier and model were selected to meet the application needs. Furthermore, firmwares for the microcontrollers, a cellphone app, a computer app and a database were implemented. For the communication between these softwares, the MQTT protocol and the adafruit broker were chosen. After that, the equipments were installed on the yard and the controllers parameters were obtained through empirical tests. Finally, the following procedures were performed to evaluate the product: a survey with the products operators, a comparisson between photos of the garden taken before and after running the systems irrigation control for 60 days, generation and analysis of graphs with the relevant data to asses the controllers behavior, and calculation of the total cost for the product deployment and its comparisson with the price of comercial products for garden irrigation and home automation. After the execution of the previous procedures, it was possible to prove the products quality, the high added value related to the integration between irrigation and home automation systems, and the proper functioning of the solution.