inrrigação arduino

CENTRO UNIVERSITRIO DE BRASLIA UniCEUB

FACULDADE DE TECNOLOGIA E CINCIAS SOCIAIS APLICADAS

CURSO DE ENGENHARIA DA COMPUTAO

MANUELLA THEREZA PEREIRA POUSO

SISTEMA DE AUTOMAO E CONTROLE DE UM SISTEMA DE

IRRIGAO

Orientador (a): Professora M.C. Maria Marony Sousa Farias.

Braslia - DF

2 Semestre de 2012

III


SISTEMA DE AUTOMAO E CONTROLE DE UM SISTEMA DE IRRIGAO

Trabalho de concluso de curso apresentado ao UniCEUB Centro Universitrio de Braslia como pr-requisito obteno de Certificao de Concluso do Curso de Engenharia de Computao. Orientadora: Prof. M.C. Maria Marony Sousa Farias Nascimento.

Braslia - DF

2 Semestre de 2012

IV



Trabalho de concluso de curso apresentado ao UniCEUB Centro Universitrio de Braslia como pr-requisito obteno de Certificao de Concluso do Curso de Engenharia de Computao.

Este Trabalho foi julgado adequado para a obteno do Ttulo de Engenheiro de

Computao, e aprovado em sua forma final pela Faculdade de Tecnologia e

Cincias Sociais Aplicadas - FATECS.

Abiezer Amarlia Fernandes

Prof. Abiezer Amarlia Fernandes Coordenador do Curso

Banca Examinadora:

Maria Marony Sousa Farias

Prof. Maria Marony Sousa Farias, Mestre em Engenharia Eltrica UFPB PB. Orientadora

Flvio Antonio Klein

Prof. Flvio Antonio Klein, Mestre - UNB

Joo Marcos Souza Costa

Prof. Joo Marcos Souza Costa, Especialista, Matemtica, UNB

Vera Lucia Fiarini Alves Duarte

Prof. Vera Lucia Fiarini Alves Duarte, Matemtica

V

Dedicatria

Dedico este projeto a todos que me

ajudaram a conclu-lo e a mais uma superao

da minha vida.

VI

AGRADECIMENTO

A minha famlia, pela ajuda na vida e pela de esperana e o

suporte que os mesmos me deram para que eu conseguisse

enfrentar todos os desafios que eu sofri durante esse perodo de

aprendizado e crescimento profissional.

Aos amigos que me ajudaram a superar meus medos e me

fizeram acreditar que eu podia conseguir chegar ao fim do curso de

Engenharia da Computao.

Agradecer principalmente a todas as pessoas que me ajudaram

na concluso do projeto e da monografia, pois vocs foram quem

mais me incentivaram a crescer.

VII

A dor inevitvel.

O sofrimento opcional...

(Drummond)

VIII

RESUMO

Este trabalho apresenta um sistema de controle de irrigao, cujo objetivo

otimizar o consumo de gua na irrigao de jardins. O sistema proposto deve manter

a umidade do solo dentro da faixa apropriada, evitando desperdcio de gua, alm

de permitir que o usurio acompanhe o seu consumo durante o funcionamento. O

objetivo foi alcanado atravs da construo de um dispositivo para controlar a

umidade do solo, abrindo e fechando vlvula de controle de fluxo de gua, conforme

seja necessrio, e para registrar o consumo de gua no processo. Para a criao de

tal dispositivo, foi necessrio o estudo e aplicao de sensores de umidade do solo,

temperatura e de fluxo de gua. O resultado deste trabalho um prottipo do

dispositivo proposto, utilizando um microcontrolador para realizar a leitura dos

sensores, ativar a vlvula de controle de fluxo quando necessrio, registrar o

consumo de gua e apresentar as informaes relevantes em um painel LCD.

Palavras chaves: Irrigao, Microcontrolador, Consumo de gua, Fluxo de

gua, Umidade do solo.

IX

ABSTRACT

This paper presents a control system of irrigation, which aims to optimize the

consumption of water to irrigate gardens. The proposed system must maintain soil

moisture within the proper range, avoiding water wastage, and allows the user to

track their consumption during operation. The goal was achieved through the

construction of a device for controlling soil moisture, opening and closing the flow

control valve for water as necessary and for recording water consumption in the

process. To create such a device, it was necessary the study and application of soil

moisture sensors, temperature and water flow. The result of this work is a prototype

of the proposed device using a microcontroller to read the sensors activate the flow

control valve when needed, to record water consumption and to provide relevant

information on an LCD panel.

Keywords: Irrigation, Microcontroller, Water consumption, Water flow, Soil

Moisture.

X

SUMRIO

AGRADECIMENTO .................................................................................................. VI

RESUMO ................................................................................................................. VIII

ABSTRACT ............................................................................................................... IX

SUMRIO .................................................................................................................. X

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. 12

1. INTRODUO ............................................................................................. 14

1.1 Consumo de gua ........................................................................................ 14

1.2 gua doce do Planeta .................................................................................. 15

1.3 Mtodos convencionais de irrigao ............................................................. 15

1.4 Vegetao..................................................................................................... 16

2. REFERENCIAL TERICO E TECNOLGICO ............................................ 18

2.1 Microcontroladores ....................................................................................... 18

2.1.1 Microcontroladores da Famlia PIC ............................................................... 19

2.2 Sensores....................................................................................................... 21

2.2.1 Sensor de Umidade ...................................................................................... 23

2.2.2 Sensor de Temperatura ................................................................................ 26

2.2.3 Sensor de Fluxo de Fludos .......................................................................... 26

2.3 Vlvulas ........................................................................................................ 26

2.3.1 Vlvula de Controle ...................................................................................... 27

2.3.2 Vlvula Solenide ......................................................................................... 28

3. IMPLEMENTAO (HARDWARE E SOFTWARE) ..................................... 31

XI

3.1 Sistema ......................................................................................................... 31

3.2 Apresentao do Circuito.............................................................................. 32

3.3 Microcontrolador ........................................................................................... 34

3.4 Comando do Microcontrolador ...................................................................... 36

3.5 Sensor de Umidade ...................................................................................... 37

3.6 Sensor LM35 ................................................................................................ 40

3.7 Sensor de Fluxo e Fludo .............................................................................. 42

3.8 Vlvula EVA 15 ............................................................................................. 45

3.9 LCD .............................................................................................................. 47

4. TESTES E RESULTADOS OBITIDOS ........................................................ 49

4.1 Teste do Sensor de Umidade ....................................................................... 49

4.2 Teste do Sensor de Temperatura ................................................................. 50

4.3 Teste do Sensor de Fluxo ............................................................................. 50

4.3.1 Teste Isolado ................................................................................................ 50

4.3.2 Teste com o Sistema .................................................................................... 53

4.4 Teste do Sistema .......................................................................................... 54

5. CONSIDERAES FINAIS ......................................................................... 57

6. REFERNCIAS DE PESQUISAS ................................................................ 58

7. APNDICES ................................................................................................. 62

Apndice A Cdigo Fonte do Projeto (sistema_irrigacao.c) ............................... 62

Apndice B Biblioteca do LCD (lcd-v2.0.h) ......................................................... 72

8. ANEXOS....................................................................................................... 79

Anexo 1 Pinagem detalhada do PIC16F877A ....................................................... 79

Anexo 3 Sensor de Fluxo de Fludo....................................................................... 82

Anexo 4 Vlvula EVA 15 ........................................................................................ 84

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Arquitetura Harvard ............................................................................... 19

Figura 2.2 Diagrama do PIC16F877A .................................................................... 20

Figura 2.3 Ilustrao das formas de energia em um sensor................................... 21

Figura 2.4 Ilustrao da leitura da posio de um objeto por um encoder

incremental ................................................................................................................ 22

Figura 2.5 Ilustrao da variao de uma grandeza fsica de um sensor analgico22

Figura 2.6 Medidor Watermark Meter ..................................................................... 25

Figura 3.1 Fluxograma do prottipo ....................................................................... 32

Figura 3.2 Simulao Projeto ISIS ......................................................................... 33

Figura 3.3 Pinagem do PIC16F877A ...................................................................... 34

Figura 3.4 Sensor Watermark (Modelo 200SS) ...................................................... 37

Figura 3.5 Sensor Watermark (Modelo 200SS-V) .................................................. 37

Figura 3.6 Simulao do sensor de umidade (ISIS) ............................................... 39

Figura 3.7 Sensor LM35 ......................................................................................... 40

Figura 3.8 Simulador do Sensor LM35 (ISIS) ......................................................... 41

Figura 3.9 Sensor de Fluxo de Fludos................................................................... 42

Figura 3.10 Conector do sensor de Fluxo de Fludos ............................................. 42

Figura 3.11 Simulador do sensor YF-G21-8(ISIS) .................................................. 44

Figura 3.12 (a) Foto viso superior da vlvula EVA 15. ......................................... 45

13

Figura 3.12 (b) Foto viso lateral da vlvula EVA 15 ............................................. 45

Figura 3.13 Simulador da vlvula (ISIS) ................................................................. 45

Figura 3.14 Placa de circuito com rel ................................................................... 46

Figura 4.1 Teste do sensor de umidade com um multmetro e uma fonte de tenso

de 5V. ...................................................................................................................... 49

Figura 4.2 Osciloscpio emitindo um sinal constante de 0,5V, com uma fonte de

tenso de 5V e o sensor de fluxo de fludo. .............................................................. 51

Figura 4.3 Osciloscpio com medida de onda quadrada de 4,5V .......................... 52

Figura 4.4 Sensor de fluxo conectado ao osciloscpio e fonte de tenso ........... 52

Figura 4.5 Medida no LCD do fluxo de gua .......................................................... 53

Figura 4.6 Sistema completo com balde de gua .................................................. 54

Figura 4.7 Prottipo montado (1) ............................................................................ 55

Figura 4.8 Prottipo montado (2) ............................................................................ 56

14

1. INTRODUO

1.1 Consumo de gua

Neste captulo abordada a questo do uso da gua nos centros urbanos. A

relevncia do enfrentamento desta matria est diretamente ligada aos altos custos

no processamento da gua potvel.

De toda gua doce consumida no Brasil, 80% (oitenta por cento) destinada

agropecuria e 13% (treze por cento) s residncias, sendo 11% (onze por cento)

consumida na rea urbana.

(http://www.cultivando.com.br/saude_meio_ambiente_agua_reduzindo_o_consumo.

html)

Os estudos indicam que, enquanto o volume de gua destinado irrigao

das grandes lavouras bem maior que o consumo urbano, nas cidades o custo se

eleva, visto que a gua geralmente utilizada na manuteno de jardins potvel.

Outro ndice que tambm estarrece a notcia de que 59% da gua doce

so desperdiadas por conta da metodologia arcaica utilizada no Brasil para torna-la

prpria para consumo humano.

Isso eleva sobremaneira os custos no tratamento da gua, revelando maior

comprometimento das verbas pblicas e, consequentemente, maiores encargos

tributrios para o cidado.

Nesse sentido, em que pese o maior consumo na agropecuria em relao

ao consumo residencial urbano, o fato que, economicamente, o consumo urbano

merece igual ateno, uma vez que qualitativamente mais oneroso.

Confira-se o comentrio:

Devemos lembrar que o tratamento de gua nas ETAs (Estaes de Tratamento de gua) um processo difcil e muito caro, pesando no oramento pblico. A reduo de gastos residenciais reduz os gastos pblicos, reduzindo os impostos, alm de ajudar no oramento domstico.(http://www.cultivando.com.br/saude_meio_ambiente_agua_reduzindo_o_consumo.html Acessado em: 17 set. 2012.)

http://www.cultivando.com.br/saude_meio_ambiente_agua_reduzindo_o_consumo.htmlhttp://www.cultivando.com.br/saude_meio_ambiente_agua_reduzindo_o_consumo.html

15

Assim, na apresentao do problema necessrio abordar os seguintes

tpicos: (1.2) gua doce do planeta; (1.3) mtodos convencionais de irrigao; e

(1.4) vegetao.

1.2 gua doce do Planeta

A escassez de gua doce no mundo est cada vez maior, o que gera a

necessidade de estudos e pesquisas relacionados otimizao de seu consumo.

De toda a gua do planeta apenas 3% gua doce e, destes, somente

0,03% esto disponveis para ns... . Acessado em: 01 set de 2012. O mesmo autor

tambm cita o quo complicado e de custo elevado o processo de tratamento de

gua, sendo que o mtodo utilizado no Brasil favorece um desperdcio de 41% de

toda gua tratada, fazendo uma comparao com outros pases como Estados

Unidos (EUA), que de 12%, e Frana, em que o desperdcio de apenas 9%.

Utilizando Braslia como campo de abrangncia territorial de observao, o

presente projeto busca a comprovao de que a utilizao de um sistema de

irrigao monitorado por meio de medidores de umidade do solo podem gerar

economia e maior eficincia na irrigao dos imensos espaos pblicos da capital

federal.

A escolha dessa cidade como objeto de anlise deve-se, especialmente,

pelos longos perodos de estiagem enfrentados nessa regio do cerrado, bem como

a combinao do grande nmero de reas verdes que embelezam os espaos

pblicos.

As situaes de extrema seca em relao ao elevado consumo de gua

potvel na conservao dos jardins possibilita melhor visualizao dos resultados da

pesquisa.

1.3 Mtodos convencionais de irrigao

Os mtodos convencionais de irrigao sugerem que o sistema seja

regulado de modo a atender s alteraes climticas com base, apenas, nas

estaes do ano.

16

Ora, em se tratando de Brasil, a premissa utilizada por esses mtodos

falha, uma vez que caracterstico do clima tropical brasileiro, certa irregularidade

nas temperaturas e volume de chuvas nas diferentes estaes do ano. Sendo estas,

tambm, bastante irregulares.

Nesse sentido, a mera adoo dos fatores atmosfricos e de previso do

volume pluviomtrico para determinado perodo do ano absolutamente ineficaz,

podendo gerar enxarcamento do solo, danificando a vegetao e desperdiando a

valiosa gua potvel, bem como pode causar seu ressecamento excessivo em

outras ocasies.

Outro mtodo, como a utilizao de timer isoladamente, dentre outros,

tendem a causar idnticos prejuzos.

1.4 Vegetao

A vegetao utilizada no embelezamento dos centros urbanos pode, e deve

ter outras funes, alm do mero aformoseamento dos espaos pblicos.

A escolha ideal da vegetao que ser includa nesses ambientes deve estar

relacionada pesquisa de espcies que melhor suportem a poluio, podendo,

inclusive, auxiliar na descontaminao do meio ambiente, e, tambm, deve levar em

conta aquelas que exijam menores cuidados na sua manuteno, seja com gua,

fertilizantes, podagem, etc. Tudo visando o racionamento dos gastos pblicos.

Esses fatores, aqui tratados como externalidades, no sero aprofundados

no mbito deste projeto, mas podem servir como sugesto para o desenvolvimento

de outras iniciativas. Isso porque um tema correlato rea de botnica e

paisagismo, escapando matria ora abordada.

No entanto, h trabalhos de pesquisas que esclarecem, em concluso, que a

densidade do solo tambm fator que influencia na correta irrigao das coberturas

vegetais.

Densidade do solo est associada estrutura, densidade de partcula e

porosidade do solo Para incio de trabalho necessrio explicar como variao da

densidade e da umidade do solo esto ligados irrigao de um ambiente.

17

A Densidade do solo (ds) percebida por meio da medio da massa de

uma unidade de volume de solo incluindo o espao poroso. Quando relacionada

com a densidade da partcula (dp) permite calcular a porosidade do solo. (Carvalho,

Joo Paulo).

O Experimento realizado pelos pesquisadores Hugo Roldi Guariz, Wesley

Augusto Campanharo, Marcelo Henrique Savoldi Picoli, Roberto Avelino Ceclio e

Maycon Patrcio de Hollanda, divulgado no artigo Variao da umidade e da

densidade do solo sob diferentes coberturas vegetais, demonstra que o nvel de

desenvolvimento da vegetao tem relao direta com a manuteno dos nveis de

umidade do solo, no entanto, no existe uma forma de calcular o volume de gua

necessrio para manter a umidade do solo com base apenas na quantidade de

vegetao da rea estudada.

Nesse sentido, a instalao de sensores de umidade conectados ao sistema

de irrigao garante maior eficincia na hidratao ideal do solo.

18

2. REFERENCIAL TERICO E TECNOLGICO

2.1 Microcontroladores

O microprocessador usualmente conhecido por CPU (Unidade Central de

Processamento) consiste em uma parte de um sistema que processa os dados,

busca instrues na memria, decodifica-as e as executa. Para sua efetiva

finalidade, deve ser composto de chips adicionais, como por exemplo, no caso de

um sistema que possa ser utilizado para controle, necessita de memria para

armazenamento de dados e portas de entrada/sada para permitir comunicao com

o mundo externo e receber sinais.

O microcontrolador a integrao do microprocessador com interfaces de

entrada/sada (I/O) e outros perifricos, como temporizadores, em um nico chip.

Um microcontrolador geral tem pinos para conexes externas de entradas e

sadas, alimentao, clock e sinais de controle. Os pinos para as entradas e sadas

so agrupados em unidades denominadas portas. Geralmente estas portas tm oito

linhas para serem capazes de transferir palavras de 8 bits. Duas portas podem ser

usadas para palavras de 16 bits, uma para transmitir os 8 bits inferiores e a outra

para os 8 bits superiores. As portas podem ser apenas de entrada, apenas de sada

ou programveis como entrada ou sada.

Os microcontroladores possuem uma quantidade de RAM e ROM limitadas e

so muito usadas em sistemas de controle embarcados. Um sistema

microprocessado com chips separados de memria e I/O mais adequado para o

processamento de informaes em um sistema de computador.

19

2.1.1 Microcontroladores da Famlia PIC

A empresa Microchip criou o termo PIC (Peripheral Interface Controller)

para denominar microcontroladores de pastilha nica, que so projetados com a

arquitetura Harvard.

Esta arquitetura permite que as instrues sejam buscadas em uma

memria de programa atravs de barramentos distintos dos usados para acessar

variveis (Figura 2.1). Fazendo com que as instrues possam ser buscadas a cada

ciclo sem espera, sendo a execuo realizada no prximo ciclo de busca. Permitindo

o PIC ter velocidades de execuo maiores para uma dada frequncia de clock.

(W.Bolton, 2010)

Figura 2.1 Arquitetura Harvard Fonte: http://sistemasuniban.blogspot.com.br/2010/04/arquiterura-von-neumann-vs-harvard.html,

Acesso em 11/11/2012.

http://sistemasuniban.blogspot.com.br/2010/04/arquiterura-von-neumann-vs-harvard.html

20

O microcontrolador utilizado no projeto foi o PIC16F877A, a Figura 2.2 ilustra

o diagrama em blocos do mesmo.

Figura 2.2 Diagrama do PIC16F877A Fonte: PIC16F87XA Data Sheet, disponvel em

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf, Acesso em 01/10/2012.

Cada pino possui uma caracterstica e funo no microcontrolador. Os pinos

utilizados no projeto estaro com suas descries mais bem estabelecidas no

captulo 3.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf

21

2.2 Sensores

Sensor, de acordo com Daniel Thomazini e Pedro Urbano Braga de

Albuquerque, um dispositivo sensvel a alguma forma de energia do ambiente que

pode relacionar informaes sobre uma grandeza que precisa ser medida, como:

temperatura, presso, velocidade, corrente, acelerao, posio, etc. A Figura 2.3

ilustra as formas de energia de um sensor.

Figura 2.3 Ilustrao das formas de energia em um sensor Fonte: Sensores Industriais, Thomazini, 2007.

Em um sistema com mais de um sensor, o elemento que estiver em contato

com o processo ser chamado de elemento sensor primrio, outros de elementos

sensores secundrios. J em casos que o sensor pode estar protegido por algum

outro dispositivo, para no ficar em contato direto com o processo, os nomes

alternativos so: elemento transdutor, elemento primrio, detector, probe, pickup ou

pickoff. (Ribeiro, 2002).

Dentre as classificaes de sensor, destacam-se a de sensor digital e sensor

analgico.

Sensor digital pode apenas assumir dois valores no seu sinal de sada ao

longo do tempo que podem ser interpretado como zero (0) e um (1). Naturalmente

grandezas fsicas no assumem esses valores, porm eles so representados assim

pelo sistema quando convertidos pelo circuito eletrnico do transdutor.

22

A Figura 2.4 ilustra a variao da posio de um objeto lida por um encoder

incremental. Sensores pticos, sensores de presena, entre outros, so exemplos

de sensores digitais.

Figura 2.4 Ilustrao da leitura da posio de um objeto por um encoder incremental Fonte: Sensores Industriais, Thomazini, 2007. (p19)

Sensores Analgicos, tambm chamados de sensores de sada linear, so

mais complexos que os digitais, porm oferecem muito mais dados e preciso sobre

um processo. Esse tipo de sensor admite qualquer valor no seu sinal de sada ao

longo do tempo, desde que esteja dentro da sua faixa de operao.

Algumas grandezas fsicas que podem assumir qualquer valor ao longo do

tempo so: temperatura, presso, velocidade, umidade, vazo, fora, ngulo,

distncia, toque, luminosidade. Essas variveis so mensuradas por elementos

sensveis com circuitos eletrnicos no digitais. A Figura 2.5 ilustra a variao de

uma grandeza fsica (temperatura) de forma analgica. (Thomazini, 2007)

Figura 2.5 Ilustrao da variao de uma grandeza fsica de um sensor analgico Fonte: Sensores Industriais, Thomazini, 2007. (p18)

23

possvel converter um sinal analgico em um sinal digital ou vice-versa

atravs de conversores analgico-digital ou digital-analgico. Porm estas

converses quando realizadas, podem gerar perda de parte do sinal e realizar

pequenas distores na grandeza realmente medida, alm de um conversor mal

dimensionado poder tornar um projeto mais lento durante o processo de converso.

No projeto, por utilizar o microcontrolador PIC16F877A, essa perda de sinal

insignificante, pois o PIC possui uma resoluo de converso do valor 5V (Volts)

com um ADC de 10 Bits igual 4,88mV. Esse valor, tambm mostra o quanto o

microcontrolador possui um alto valor de preciso.

2.2.1 Sensor de Umidade

Existem diversos modos utilizados para determinar a umidade do solo, no

entanto no h se falar em um melhor, especificadamente, a escolha dever levar

em conta os objetivos desejados pelo pesquisador e/ou produtor, do projeto ou

produto, do nvel de preciso desejada, entre outros fatores que possam limitar sua

escolha. Klar (1988, apud Coelho 2008) relata que todos os mtodos utilizados na

determinao da umidade do solo apresentam limitaes: ou quanto preciso, ou

por serem dispendiosos, ou excessivamente morosos. Libradi (1999, apud Coelho

2008) confirma as limitaes citadas e ressalta o elevado nvel de complexidade de

alguns mtodos.

Estes autores classificam os mtodos em diretos e indiretos; os diretos

permitem a determinao direta da umidade do solo, destacando-se o mtodo da

estufa e o de pesagem. J os indiretos baseiam-se em propriedades qumicas ou

fsicas do solo, conforme a quantidade de gua presente, isto , tomam como base a

moderao de nutrons, a resistncia passagem de uma corrente eltrica, a

constante dieltrica e a tenso da gua no solo. Alguns destes mtodos necessitam

de uma calibrao para serem utilizados.

2.2.1.1 Mtodo Direto

O mtodo direto mais utilizado para a determinao da umidade do solo o

gravimtrico. Este mtodo consiste basicamente na coleta a campo de um volume

de solo conhecido e na determinao das suas massas mida e seca. Esse mtodo,

24

apesar de ser o mais preciso, apresenta limitao por necessitar de mais de 24h

para fornecer o resultado da amostragem, alm da necessidade de se utilizar

balana e estufa.

2.2.1.2 Mtodo Indireto

H vrios mtodos indiretos para determinar a umidade do solo, como por

exemplo: mtodo de resistncia eltrica, mtodo tensiomtrico, mtodo nuclear ou

sonda de nutrons, mtodo qumico, mtodo de capacitncia eltrica, mtodo do

TDR, entre outros.

Neste projeto foi utilizado o mtodo de resistncia eltrica, que consiste no

princpio de que o solo mido oferece menor resistncia passagem da corrente

eltrica do que o solo seco. Os principais mtodos que utilizam a resistncia eltrica

so:

Mtodo de Bouyoucos Blocos de Gesso

Este mtodo foi desenvolvido por Bouyoucos e Mick (1940), baseado na

medio da resistncia eltrica entre dois eletrodos inseridos em um bloco,

geralmente de gesso. A resistncia eltrica medida por uma ponte de Wheatstone

(corrente alternada), dando uma indicao indireta de umidade do bloco e, portanto,

do contedo de gua no solo.

Os blocos de gesso, quando enterrados no solo, absorvem umidade ou a

perdem para o solo, at que a soluo dentro dos blocos entre em equilbrio com a

gua contida no solo.

Mtodo de Colman Nylon

Baseado no mesmo princpio do mtodo de Boyoucos. Porm, o bloco onde

so inseridos os eletrodos de fibra de vidro, envolvida por duas chapas de metal

monel perfuradas. O bloco composto por thermistor, permitindo, assim,

determinar a temperatura da clula e fazer a correo das leituras, em funo da

temperatura. As clulas devem ser calibradas para cada tipo de solo, o que d maior

25

preciso no clculo da umidade do solo. Essa calibrao pode ser em funo do teor

de gua no solo ou, preferencialmente, da sua tenso.

Este mtodo mais sensvel que o de Boyoucos para maiores teores de

gua no solo, porm mais suscetvel concentrao salina do solo.

Sensor Watermark

O sensor Watermark formado de dois eletrodos embutidos num molde, seu

funcionamento utiliza a resistncia eltrica para medir o nvel de umidade do solo e

quando a eletricidade aplicada, o material do molde mostra uma resistncia

eltrica que muda com a variao do volume de umidade do molde. Esta mudana

na resistncia lida e convertida em potencial de gua do solo.

Este sensor necessitar de uma calibrao para ser utilizado, se o projetista

no usar seu aparelho de medio especifico o Watermark Meter (Figura 2.6).

Figura 2.6 Medidor Watermark Meter Fonte:Watermark/Irrometer. Disponvel em:< http://www.irrometer.com/sensors.html#meter>. Acesso

em: 22/10/2012

A calibrao realizada com o uso de tensimetros e sensores. Nesse

processo, so realizadas comparaes das vrias medidas dos tensimetros e dos

sensores ao longo do processo de saturao do solo e de solo seco. De posse dos

dados possvel realizar uma regresso para encontrar a frmula que descreve a

tenso de sada no sensor em funo da presso medida no tensimetro.

26

2.2.2 Sensor de Temperatura

Sensor de temperatura tem a funo de medir a grandeza fsica

temperatura. Existem, no mercado, vrios tipos de sensores de temperaturas, dentre

os quais se destacam os termisores, termopares, termorresistores, par bimetlico,

sensores eletrnicos e pirmetros.

O sensor utilizado o sensor da srie LM35.

2.2.3 Sensor de Fluxo de Fludos

O sensor utilizado no projeto um sensor de vazo magntico, que utiliza a

teoria da bobina de Pick-up, porm, no lugar de uma bobina de Pick-up utilizado

sensor de efeito Hall.

2.2.3.1 Bobina de PICK-UP

Uma bobina do tipo pick-up colocada em um tubo de lato, ao inox ou plstico que est dentro de uma tubulao da qual se quer medir a vazo. Na extremidade do tubo existe um rotor que gira a uma velocidade proporcional ao fluxo do liquido. Devido proximidade do rotor com a bobina, cada vez que o rotor corta as linhas de fluxo magntico do im do pick-up, haver induo de um pulso de tenso na bobina, devido variao do fluxo. (Thomazini, 2007,p 156)

2.3 Vlvulas

So usadas em sistemas hidrulicos e pneumticos para guiar e regular a

vazo de um fluido, geralmente so usadas em tubulaes, entradas e sadas de

vasos e tanques em vrias aplicaes diferentes.

Sistemas pneumticos so usados para transferir sinais de controle dos

elementos finais. Possui vantagem em poder acionar grandes vlvulas e outros

dispositivos de alta potncia e, com isso, mover cargas significativas. A

desvantagem est na compressibilidade do ar.

Sistemas hidrulicos so usados em dispositivos de controle de potncia

mais robustos, porm mais caros e mais perigosos com relao a vazamentos de

leo que no existem nos vazamentos de ar.

27

Existem apenas dois tipos de vlvulas:

Posies finitas: possuem a ao para permitir ou bloquear a

passagem de um fludo, com isso, so usadas para ligar ou desligar

atuadores. (Bolton, 2010)

Posies infinitas: controlam a vazo em qualquer valor entre a

posio totalmente aberta e a totalmente fechada, e so usadas para

controlar as foras nos atuadores ou a vazo de um fludo em uma

situao de controle de processo. (Bolton, 2010)

2.3.1 Vlvula de Controle

Vlvula de controle um equipamento usado para regular a vazo de fluidos

em tubulaes e mquinas, recebendo o sinal de sada do controlador e atuando na

varivel manipulada. O controle pode ser automtico ou manual. O controle manual

pode ser remoto ou local. A vlvula de controle abre e fecha a passagem interna do

fluido, de conformidade com um sinal de controle. Quando o sinal de controle

proveniente de um controlador, tem-se o controle automtico da vlvula. Quando o

sinal de controle gerado manualmente pelo operador de processo, atravs de uma

estao manual de controle, tem-se o controle manual remoto.

Vlvula de controle usada para regular a vazo de fluidos em tubulaes e

mquinas, recebendo o sinal de sada do controlador e atuando na varivel

manipulada. Ela dividida em trs tipos de controle:

Controle Manual-> pode ser remoto ou local. A vlvula de controle

abre e fecha a passagem interna do fluido, de conformidade com um

sinal de controle.

Controle Automtico-> um controle proveniente de um sinal de

controle de um controlador.

Quando o sinal de controle gerado manualmente pelo operador de

processo, atravs de uma estao manual de controle, tem-se o

controle manual remoto.

28

O controle pode ser feito de modo contnuo, onde a vlvula pode assumir

infinitas posies entre totalmente aberta ou fechada, ou liga-desliga, em que

apenas dois estados so possveis de forma estvel.

A vlvula de controle possui vrios tipos de dispositivos que so utilizados

para se obter determinadas adaptaes ao sistema de controle utilizado ou

sofisticaes quanto dos mesmos, so eles os acessrios, os mais comuns so:

posicionadores, Boosters pneumticos, Vlvulas Solenides (que sero comentadas

mais adiante), Chaves Indicadoras de Posio, entre outros. (Instrumentao -

Elementos Finais de Controle. Departamento Regional do Esprito Santo. SENAI

ES, 1999)

2.3.2 Vlvula Solenide

A vlvula solenide a combinao de duas unidades funcionais, que so:

um corpo de vlvula e um pacote eletromagntico.

O pacote eletromagntico constitudo por um solenoide e seu

correspondente ncleo mvel. O solenide uma bobina de fio isolado, energizada

eletricamente para produzir um campo magntico no seu interior, que provoca um

movimento mecnico em um ncleo ferromagntico, colocado no centro do campo.

Quando a bobina est energizada, o ncleo est numa posio, quando

desenergizada, o ncleo est em outra posio, provocando assim o sistema de

abertura e fechamento.

No corpo de vlvula podem conter um ou vrios orifcios de entrada,

passagem e sada. Esses orifcios permitem a passagem de um fludo ou no

quando a haste acionada pela fora da bobina. Esta fora faz com que o pino seja

puxado para o centro da bobina, permitindo a passagem do fludo. O processo

inverso, o de fechamento, ocorre graas a perda de energia, pois o pino exerce uma

fora graas ao seu peso e da mola que tem instalada.

O corpo possui um dispositivo que permite que a vlvula solenide seja

aberta ou fechada pelo movimento do ncleo, que acionado na solenide quando

a bobina energizada e usada para controlar a vazo de fluidos, principalmente

no modo liga-desliga. Existem vlvulas do tipo normalmente fechadas, que se abrem

29

quando uma corrente aplicada e se fecham quando a corrente cortada e

normalmente aberta, que trabalham de forma inversa.

De acordo com as empresas ASCO, Paker e Jeffeson produtoras de

vlvulas solenoides. Os tipos de vlvulas solenides, mais comuns so:

Vlvulas de 2 vias: possuem uma conexo de entrada e uma de sada,

abrindo ou fechando o orifcio de passagem de fludo em funo de

um comando eltrico, disponvel em duas verses:

o Normalmente fechada a vlvula permanece fechada quando

desenergizada e se abre quando energizada.

o Normalmente aberta a vlvula permanece fechada quando

energizada e se abre quando desenergizada.

Vlvulas de 3 vias: possui trs conexes e dois orifcios. Um dos

orifcios sempre estar fechado enquanto o outro estiver aberto. Elas

so comumente usadas para aplicar presso ou dar escape de

presso a uma vlvula tip diafragma, atuador pneumtico, cilindro de

simples ao e selecionar ou divergir fluxos.

Tambm esto disponveis nas verses:

o Normalmente fechada a vlvula permanece fechada quando

desenergizada e se abre quando energizada.

o Normalmente aberta a vlvula permanece fechada quando

energizada e se abre quando desenergizada.

o Universal Pode se comportar como Normalmente Fechada,

Normalmente Aberta ou desviadora de fluxo. dependendo de

onde se aplica a presso de entrada.

Vlvulas de 4 ou 5 vias: podem ter 2 ou 3 posies; no ultimo caso com

uma posio estvel e duas instveis, com uma bobina para cada

posio.

30

So geralmente utilizadas para o comando de cilindros dupla ao,

podendo ser simples ou duplo solenoide. Apresentam cinco

conexes: uma de presso, duas de utilizao e duas de exausto.

31

3. IMPLEMENTAO (HARDWARE E SOFTWARE)

3.1 Sistema

O projeto tem como objetivo promover uma maior economia de gua e

proporcionar ao usurio um jardim sempre em excelentes condies, sem que seja

necessrio a rega em horrios desnecessrios ou quando o solo j estiver

suficientemente mido.

Neste Captulo apresentado o prottipo do sistema de irrigao

automatizado. Os principais itens que o prottipo utiliza so: o PIC16F877A, o

sensor de umidade para solo (Waltermark), o sensor de temperatura (LM35), o

sensor de fluxo de fludos e a vlvula solenide. Tambm so apresentados trechos

da programao realizada em linguagem C de cada item com suas respectivas

funes. O cdigo de programao completo, do prottipo est no APNDICE A

(pgina 62).

O PIC16F877A realiza uma leitura contnua dos sensores e uma atualizao

dos valores no LCD. Aps a atualizao, o microcontrolador realizar uma

sequncia de conferncias de valores: de solo seco, de temperatura e de solo

saturado para saber se a vlvula ser aberta ou fechada. Quando aberta o medidor

de consumo de gua acionado, aps a medida de gua ou ao fechar a vlvula o

programa reiniciado para continuar todo o processo.

32

Para a representao da explicao realizada anteriormente foi criado um

fluxograma do prottipo, apresentado na Figura 3.1.

Figura 3.1 Fluxograma do prottipo Fonte: (Autor)

3.2 Apresentao do Circuito

Antes da montagem de todo o circuito do projeto, foi criado um prottipo do

projeto, que foi montado no software Proteus 7.6, que dividido em duas partes a

ISIS onde foi realizada uma simulao da programao, e a ARES que foi utilizada

para desenho da placa do projeto.

33

A simulao do projeto, que foi desenhado no PROTEUS ISIS, est na

Figura 3.2.

Figura 3.2 Simulao Projeto ISIS Fonte: (Autor)

Na simulao do circuito no ISIS tambm realizado a simulao da

programao, esse teste de programao utilizado para testar se todo o sistema

poder estar funcionando, mas no oferece garantia de 100% de que todo projeto

estar funcionando quando estiver montado, pois no Proteus ele ser apenas uma

simulao.

34

3.3 Microcontrolador

Como citado anteriormente, o microcontrolador utilizado no projeto o

PIC16F877A a pinagem que foi utilizada no projeto est representada na Figura 3.3

e estaro descritas logo aps.

Figura 3.3 Pinagem do PIC16F877A Fonte: SOUZA, 2007

Os pinos utilizados so:

PORTA: porta bidirecional de entrada/sada, composto pelos pinos: RA0,

RA1, RA2, RA3, RA4 e RA5.

Sendo que os que esto sendo utilizados pelo projeto so:

RA0- Pino de entrada analgica que est sendo usado no Sensor de

Temperatura

35

RA1- Pino de entrada analgica que est sendo usado no Sensor de

Umidade do Solo (Waltermark).

PORTB: porta bidirecional de entrada/sada, composto pelos pinos: RB0,

RB1, RB2, RB3, RB4, RB5, RB6 e RB7.

Sendo que os que esto sendo utilizados pelo projeto so:

RB0- Pino de sada digital (0 ou 5V) que est sendo usado para vlvula

solenoide receber o sinal de comando para abertura ou fechamento

do fluxo de gua.

RB7- Pino de entrada digital configurado para uma interrupo externa

proveniente do sensor de fluxo de gua. Essa interrupo o pulso

gerado que serve como base de contagem para indicar a quantidade

de gua que passa pelo sensor em um determinado tempo.

PORTC e PORTD: os dois esto sendo usados no projeto para barramento

de dados e controle do LCD. PORTC porta bidirecional de entrada/sada, composto

pelos pinos RC0, RC1, RC2, RC3, RC4, RC5, RC6 e RC7. PORTD tambm

bidirecional de entrada/sada, porm digital, composto pelos pinos RD0, RD1, RD2,

RD3, RD4, RD5, RD6 e RD7.

Sendo que os pinos que esto sendo utilizados pelo projeto so:

PORTC-

RC4 e RC5: compem o barramento de dados do LCD (D6 e D7)

PORTD-

RD2 e RD3: compem o barramento de dados do LCD (D4 e D5);

RD4: compe a linha de controle do registrador de seleo do LCD

(RS-register select). Sendo utilizado no modo 4bits de dados;

RD5: compe a linha de controle de habilitao do LCD (E- Enable).

MCLR (MASTER CLEAR RESET): Pino de Reset do microcontrolador.

Ativado em nvel lgico baixo (0V), resetando o programa na memria do

microcontrolador. Este Reset proporcionado por um boto externo que no caso de

travamento do programa o usurio comprime o boto reiniciando o sistema.

36

OSC1 e OSC2: entrada do Cristal oscilador do microcontrolador. O mesmo

cadencia o programa na memria do sistema. No projeto utilizado um cristal de

4MHz.

Para uma descrio completa da pinagem do PIC16F877 basta conferir o

Anexo1 (pgina 79).

3.4 Comando do Microcontrolador

Como j dito a linguagem de programao utilizada no projeto foi a

linguagem C.O programa utilizado para realizar a compilao e gerao do arquivo

HEX. foi o PIC C Compiler. Segue um trecho do cdigo onde foram apresentadas a

biblioteca utilizada, tal como definio do clock utilizado, a resoluo do conversor

A/D, a biblioteca do mdulo LCD, a definio das configuraes de TRIS e as

configuraes necessrias para o compilador.

#include //Inclui a biblioteca do PIC utilizado;

#device adc=10 //Define o conversor analgico digital na resoluo 10

bits;

#use delay (clock=4000000) //Cristal oscilador de 4Mhz;

#fuses xt,nowdt,put,nobrownout,nolvp

#use fast_io(B) //Define que as configuraes de TRIS devem ser feitas

manualmente

#include //Inclui a biblioteca do mdulo LCD

Para que o prottipo funcionasse aps a captao dos valores dos sensores

necessrio realizar a converso A/D, pois os valores que so obtidos so valores

analgicos e um microcontrolador s ir processar esses valores quando os mesmos

estiverem convertidos para digitas. Com isso, foi separada uma funo de converso

analgica e uma para cada sensor para que o mesmo pudesse gerar seus valores.

37

3.5 Sensor de Umidade

O sensor utilizado no prottipo desse projeto o sensor de resistncia

eltrica Watermark 200SS (Figura 3.4).

Figura 3.4 Sensor Watermark (Modelo 200SS) Fonte: Watermark/Irrometer. Disponvel em:< http://www.irrometer.com/sensors.html#meter>. Acesso

em: 22/10/2012

Por no ter sido possvel calibrar o sensor com o uso de tensimetros, o

modelo utilizado (200SS) no ofereceu medidas confiveis para a presso matricial.

Para realizar essas medidas foram utilizados os dados de calibrao do modelo

Watermark 200SS-V (Figura 3.5), que um modelo aprimorado do 200SS.

Figura 3.5 Sensor Watermark (Modelo 200SS-V) Fonte: Watermark/Irrometer. Disponvel em:< http://www.irrometer.com/sensors.html#meter>. Acesso

em: 22/10/2012

38

Os dados so disponibilizados pelo fabricante atravs de uma tabela (Anexo

2), a partir deles foi aplicada a regresso linear para encontrar a equao (1) que

descreve o comportamento da voltagem no sensor.

(1)

Onde:

y -> Tenso (em V);

x - > Presso (em Cb - centibars).

Como o microcontrolador s consegue ler a tenso do sensor, a equao (1)

foi reescrita para obter a presso do solo em funo da tenso do mesmo:

(2)

Na programao foram utilizadas 3 faixas de umidade:

#define LIM_UMIDO 40 //Limite de solo saturado.

#define LIM_SECO 70 //Limite de solo seco.

#define LIM_QSECO //Limite de solo quase seco.

Para compreenso das faixas de umidade utilizadas, importante entender

que a medida realizada pelo sensor a da presso matricial, e que, quanto mais

seco o solo, maior o valor medido de tenso e presso. E que existem tabelas de

controle de presso (cb centibars ou kPa kilo Pascal) informando qual a medida

de presso necessria para o tipo de cultivo que o pesquisador ou produtor estar

realizando. Por esse motivo o valor do limite de solo seco maior que o limite de

solo saturado de umidade.

Os limites de faixa de umidade que foram utilizados para definir se a vlvula

deve ser aberta ou fechada e os intervalos de atualizao do sensor de umidade

so:

39

LIM_UMIDO o limite superior da faixa em que o solo est

excessivamente mido.

LIM_SECO o limite inferior da faixa em que o solo est

excessivamente seco e a grama pode comear a secar.

LIM_QSECO o limite inferior da faixa em que o solo ainda no est

excessivamente seco, mas est prximo e tem seu valor atualizado

com a mesma frequncia que teria se estivesse excessivamente

seco.

Segue trecho do cdigo na funo de atualizao da medida de umidade em

que o tempo entre as medidas de umidade definido.

UMIDADE = (MEDIDA+(5/1000000000))/(0.0117155); // Aplicando Equao (2)

if (UMIDADE >= LIM_QSECO){

min_leitura_umidade = TIMER_SECO;

}else{

min_leitura_umidade = TIMER_UMIDO;

}

Na etapa de simulao, o sensor foi representado por um resistor ajustvel e

um medidor de tenso para que fosse possvel testar o comportamento conforme o

solo seca. A Figura 3.6 ilustra a simulao do sensor de umidade.

Figura 3.6 Simulao do sensor de umidade (ISIS) Fonte: (Autor)

40

3.6 Sensor LM35

O sensor da srie LM35, um sensor de temperatura de circuito integrado,

foi lanado pela National Semiconductor (equivalente ao da Texas Instruments,

STP35A) para oferecer alta preciso por contar circuitos linearizados.

Ele possui sada de tenso linear relativa temperatura em que ele se

encontra no momento em que for alimentado (+Vs) por uma tenso de 4-20Vdc e

GND, tendo em sua sada (Vout) um sinal de 10mV/C.

O LM35 no necessita de uma calibrao externa ou trimming para

fornecer, valores de temperatura com variaes de C ou at mesmo C dentro

da faixa de temperatura de 55C 150C.

Dependendo do tipo de alimentao (simples ou assimtrica) que for

estabelecida para o sensor, o sinal de sada ir alterar, mas independentemente da

alterao, a sada continuar sendo de 10 mV/C. Ele drena apenas 60A para

estas alimentaes, sendo assim seu auto-aquecimento de aproximadamente

0.1C ao ar livre.

Composto por trs pinos, conforme Figura 3.7:

Alimentao (+Vs) - Varia de 4V-20V;

Sada (Vout) 0 mV/C + 10 mV/C;

GND.

Figura 3.7 Sensor LM35 Fonte: Disponvel em http://2.bp.blogspot.com/-kXsmv8beH7U/TlKOn6miDCI/AAAAAAAAANg/-

6YY2il1pQo/s1600/2.png, Acesso em 23/10/2012

41

Neste projeto o sensor de temperatura responsvel por controlar a

temperatura do solo, para que o mesmo no atinja uma temperatura acima de 30oC,

este limite foi estabelecido para a proteo do sensor de umidade, pois o mesmo

pode ser danificado se ultrapassar essa temperatura. O cdigo que est definindo o

limite de temperatura e o trecho com o controle :

#define LIM_TEMP 30 //Limite de temperatura.

if (CELSIUS > LIM_TEMP){ //Este est localizado na funo de Conferncia do Ajuste da

vlvula

A Figura 3.8 ilustra a simulao do sensor LM35 (ISIS) utilizado no projeto,

neste simulador pode-se alterar a temperatura clicando na seta da direita, para

aumentar a temperatura, e na seta da esquerda, para reduzir a temperatura.

Figura 3.8 Simulador do Sensor LM35 (ISIS) Fonte: (Autor)

42

3.7 Sensor de Fluxo e Fludo

O sensor de fluxo de fludo utiliza um rotor (turbina tipo roda dgua) de

plstico, acoplado a um im e utiliza um sensor de efeito HALL. O modelo do sensor

o YF-G21-8 (Figura 3.9). Ele possui um conector (Figura 3.10) com trs pinos:

Alimentao (+Vcc) - Varia de 3V-24V;

Sada (Vout) pulsos;

GND.

Ele trabalha com a faixa de 0,5 a 30 L/min, com presso do fludo menor ou

igual 1,75Mpa.

A sada do sensor um sinal de onda quadrada, cuja frequncia varia de

acordo com o fluxo medido. Para uma alimentao de 5V, o nvel alto de 4,5V e o

nvel baixo 0,5V. A faixa de temperatura de operao de um sensor de fluxo varia

entre -20C +100C (sem formao de gelo).

Figura 3.9 Sensor de Fluxo de Fludos Fonte: Disponvel em http://lojabrasilrobotics.blogspot.com.br/2011/01/sensor-de-fluxo-de-agua-r-

3500.html, Acesso em 11/11/2012.

Figura 3.10 Conector do sensor de Fluxo de Fludos Fonte: Disponvel em

http://www.seeedstudio.com/wiki/images/b/b7/Water_flow_sensor_datasheet.pdf, Acesso em 24/10/2012.

43

Este sensor no projeto responsvel por medir a quantidade de gua

utilizada na irrigao do jardim. O sensor de fluxo s calcula essa quantidade de

gua por um pulso gerado quando a gua passa pela hlice dele, e para a gua

passar por ela a vlvula tem que ser aberta pelo sistema.

De acordo com o catlogo do fabricante Yifa (ANEXO 3) , para F(Hz),

Q(L/min), o sensor usado segue a equao (3).

; (3)

F: Frequncia dos pulsos. Medida em Hz.

Q: Fluxo de gua. Medido em L/min.

Porm, a pesquisa do funcionamento do sensor indicou que o mesmo

precisaria de um fator de calibrao. Os testes aplicando a frmula presente no

catlogo confirmaram que a mesma apresenta uma margem de erro elevada

(aproximadamente 20%). Aps testes com vrios valores, a equao que

apresentou o menor erro foi a (4):

; (4)

A frmula coincide com a da documentao do YF-21 distribudo

mundialmente pela Seeed Studio.

Como o sensor utilizado neste projeto, a medida realizada a da frequncia

dos pulsos e a desejada para medir o consumo a do fluxo de gua. Reescrevendo

a equao (4), o fluxo descrito em funo da frequncia pela equao (5):

; (5)

A equao (5) aplicada para encontrar o fluxo de gua e atualizar a

medida de consumo a cada segundo, o fluxo de gua utilizado deve estar em litros

por segundo. Para isso aplica-se a relao:

; (6)

44

; (7)

Portanto a equao que descreve o fluxo de gua em litros por segundo em

funo da frequncia dos pulsos (tempo de rotao) emitidos pelo sensor a

equao (8):

; (8)

Assim, a cada segundo, o fluxo de gua medido somado ao total do

consumo.

Durante a fase de simulao, o sensor foi representado por um gerador de

pulsos. A Figura 3.11 mostra o componente gerador de pulsos representando o

sensor na simulao.

Figura 3.11 Simulador do sensor YF-G21-8(ISIS) Fonte: (Autor)

O trecho de aplicao da equao (8) na programao do sistema :

void atualizar_medida_agua(){

tmp_rot=ROTACAO;

if (tmp_rot != 0){

QUANT = QUANT + (tmp_rot)/(7.0*60); //Quantidade anterior + equao (8)

ROTACAO = ROTACAO - tmp_rot; //Remove da contagem de rotaes as

rotaes j computadas

}

}

45

3.8 Vlvula EVA 15

A vlvula solenide usada no projeto a vlvula EVA 15, apresenta na

Figura 3.12 (a e b).

Figura 3.12 (a) Foto viso superior da

vlvula EVA 15.

Figura 3.12 (b) Foto viso lateral da

vlvula EVA 15

Fonte: (Autor)

A descrio completa do EVA 15 estar no ANEXO 1, as principais

caractersticas da vlvula so:

EVA 15 Vlvula de entrada de gua reta

Temperatura mxima do lquido: 60C;

Nmero de entradas/sadas: 1 entrada/ 1 sada;

Bobina: 220Vca / 50-60Hz (bobina preta).

A vlvula no ligada diretamente no microcontrolador do projeto. No

simulador do Proteus (Figura 3.13) apenas colocado um motor que pode ser ligado

diretamente, mas no circuito foi necessrio conectar um rel antes de conectar a

vlvula, pois a mesma necessita de uma alta corrente, que o microcontrolador no

oferece.

Figura 3.13 Simulador da vlvula (ISIS) Fonte: (Autor)

46

A placa do circuito com rel, que fica conectado entre a vlvula e o circuito

principal do microcontrolador, est na Figura 3.14.

Figura 3.14 Placa de circuito com rel Fonte: (Autor)

O trecho da programao que controla a vlvula separado em vrias

partes, mas a principal est na funo de ajuste de vlvula, pois a mesma controla

as medidas dos sensores de temperatura e umidade, que so os principais pontos

do projeto. O trecho :

void ajusta_valvula()

{

if (UMIDADE >= LIM_SECO)

{

47

abre_valvula(); //chamada da funo de abertura da vlvula

}else

{

if (CELSIUS > LIM_TEMP){

atualizar_umidade(); //chamada da funo de atualizao da umidade do solo

if (UMIDADE >= LIM_UMIDO){

abre_valvula(); //chamada da funo de abertura da vlvula

}else{

fecha_valvula(); //chamada da funo de fechar a vlvula

}

}else{

fecha_valvula(); //chamada da funo de fechar a vlvula

}

}

}

3.9 LCD

A programao do mdulo LCD (Liquid Crystal Display ou Display de Cristal

Liquido) foi feita utilizando a biblioteca de manipulao de mdulo LCD, publicada no

livro Microcontroladores PIC Programao em C, de Fbio Pereira e adaptada neste

projeto (apndice B) para utilizar a pinagem descrita na seo 3.3.

Essa biblioteca oculta a complexidade da comunicao com o mdulo e

torna o cdigo mais legvel utilizando chamadas a lcd_escreve(mensagem) ou

printf(lcd_escreve, mensagem, parmetros) para que uma mensagem seja mostrada

no display LCD.

Para a utilizao da biblioteca, alm de incluir no cdigo utilizando a diretiva

include (no incio do arquivo, #include ), necessrio que o mdulo seja

inicializado com o comando lcd_ini().

48

No cdigo deste prottipo, a inicializao do mdulo feita dentro da funo

principal.

void main(){

//... Partes do cdigo foram omitidas nesta seo. Cdigo completo disponvel no Apndice

A

lcd_ini(); //inicializa LCD.

printf(lcd_escreve, "\fIniciando\nLeitura");

}

49

4. TESTES E RESULTADOS OBITIDOS

4.1 Teste do Sensor de Umidade

O teste do sensor de umidade isoladamente foi feito medindo a sada com

um multmetro e avaliando os valores para totalmente seco, saturado de umidade e

valores intermedirios.

Na etapa inicial de simulao, foram aplicadas diversas frmulas

encontradas em estudos publicados. Mas com os testes realizados apenas com um

multmetro e uma fonte de tenso de 5V, apresentado na Figura 4.1, no foi possvel

confirmar que as medidas que o sensor Watermark 200SS estava fornecendo eram

verdadeiras, e que, com isso, seria necessrio realizar um processo de calibrao

com tensimetros para confirmar se as frmulas apresentadas nos estudos

encontrados era adequada.

Figura 4.1 Teste do sensor de umidade com um multmetro e uma fonte de tenso de 5V. Fonte: (Autor)

50

Foi procurada a ajuda da EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa

Agropecuria) para realizar a calibrao do sensor Watermark 200SS, utilizado no

prottipo. Obteve-se a resposta de um pesquisador da EMBRAPA CNPH (Centro

Nacional de Pesquisa de Hortalias) que estava por ajudar a conseguir os

tensimetros, mas por questes superiores no foi possvel.

Por no ter sido possvel realizar o processo com tensimetros, foi utilizada

a tabela de calibrao do sensor Watermark 200SS-V, que no necessita do

processo com tensimetros por ser um sensor digital.

4.2 Teste do Sensor de Temperatura

O teste do sensor de temperatura foi feito medindo a sada com um

multmetro e conferindo a mudana na medida conforme a temperatura era alterada.

O comportamento do sensor foi o esperado.

4.3 Teste do Sensor de Fluxo

O teste do sensor de fluxo foi dividido em duas partes que sero abordados

nos seguintes tpicos: (4.3.1.) Teste isolado e (4.3.2.) Teste com o sistema.

4.3.1 Teste Isolado

O sensor foi ligado a um osciloscpio para a visualizao dos pulsos

emitidos. Com o teste foi possvel verificar que o sensor emite um sinal constante em

0,5V quando no h fluxo e uma onda quadrada com amplitude de 4,5V, conforme a

especificao.

51

Na Figura 4.2, est apresentada a imagem com o osciloscpio, a fonte de

tenso de 5V e o sensor de fluxo de fludos.

Figura 4.2 Osciloscpio emitindo um sinal constante de 0,5V, com uma fonte de tenso de 5V e o sensor de fluxo de fludo.

Fonte: (Autor)

52

A Figura 4.3 apresenta o osciloscpio com a medida da onda quadrada com

amplitude de 4.5V.

Figura 4.3 Osciloscpio com medida de onda quadrada de 4,5V Fonte: (Autor)

A Figura 4.4 apresenta o sensor de fluxo conectado ao osciloscpio e fonte

de tenso.

Figura 4.4 Sensor de fluxo conectado ao osciloscpio e fonte de tenso Fonte: (Autor)

53

4.3.2 Teste com o Sistema

Com esse teste o fluxo foi medido e comparado com a marcao do volume

de gua de um balde, a partir das medidas feitas, foi possvel perceber que o sensor

necessitava ser calibrado. Essa informao j havia sido encontrada em alguns

fruns, mas como nenhuma documentao dos sensores de fluxo do fabricante

mencionava uma etapa de calibrao, esta s pode ser confirmada aps os testes

do sistema.

Aps diversos testes utilizando balde com medidas em litros e prottipo,

podem-se concluir fatores de calibrao diferentes, mas as medidas mais corretas

encontradas foram utilizando a relao da equao (4).

As Figuras 4.5 e 4.6 demostram os testes realizados com o sistema e balde

para tirar as medidas. Onde a Figura 4.5 mostra a medida no LCD do fluxo de gua.

Figura 4.5 Medida no LCD do fluxo de gua Fonte: (Autor)

54

Figura 4.6 apresenta o sistema completo de teste com o balde de gua.

Figura 4.6 Sistema completo com balde de gua Fonte: (Autor)

4.4 Teste do Sistema

O teste do sistema foi realizado ligando todos os sensores e o LCD para

verificar a operao do prottipo em ambiente similar ao que o dispositivo deve ser

instalado. O teste realizado difere do funcionamento final do dispositivo em trs

pontos.

1. A verso do cdigo utilizado teve parte do cdigo modificada

para que o tempo de leitura dos sensores de umidade e de temperatura fosse em

segundos, e no em minutos. Assim foi possvel verificar mais rpido o

comportamento do dispositivo conforme os valores eram alterados.

55

2. O sensor de umidade no estava enterrado o tempo todo. Em

alguns momentos foi enterrado, mas tambm ficou ao ar livre ou embebido em gua

(no danifica o sensor e parte do processo de instalao do mesmo).

3. O sensor utilizado no prottipo o Watermark 200SS, enquanto

os dados de calibrao utilizados so do 200SS-V, que o sensor adequado para o

dispositivo.

O sistema funcionou como esperado. A vlvula foi aberta e fechada quando

as condies de umidade e temperatura definidas foram atingidas. Enquanto isso, o

display LCD mostrou os valores medidos pelos sensores e o consumo de gua.

A Figura 4.7 prottipo montado (1).

Figura 4.7 Prottipo montado (1) Fonte: (Autor)

56

Figura 4.8 prottipo montado (2).

Figura 4.8 Prottipo montado (2) Fonte: (Autor)

57

5. CONSIDERAES FINAIS

O objetivo deste projeto foi criar um sistema de controle de sistema de

irrigao. Para tanto foi realizado o estudo do funcionamento e a aplicao de

sensores de umidade do solo, temperatura e fluxo de gua e de vlvulas de controle.

O objetivo foi atingido e o dispositivo criado pode ser utilizado, por exemplo, para

controle de um sistema de irrigao por asperso de um jardim.

A maior dificuldade encontrada no projeto foi relacionada ao sensor de

umidade de solo escolhido inicialmente, que precisa de um tensimetros para ser

calibrado. No foi possvel realizar o processo de calibrao e como soluo foram

utilizados dados de calibrao do modelo 200SS-V que so disponibilizados pelo

fabricante.

Portanto, ainda necessrio que o modelo do sensor de umidade seja

substitudo pelo Watermark 200SS-V, que no pode ser adquirido. Como alternativa,

seria possvel manter o sensor do prottipo atual, porm os limites das faixas de

umidade precisariam ser ajustados at encontrar os valores ideais

experimentalmente, o que no faz parte do escopo deste projeto.

Trabalhos futuros poderiam incluir a comunicao do dispositivo com um

computador para incluir histrico de consumo, registro da umidade medida no solo

ao longo do ano e configurao de parmetros pelo usurio.

58

6. REFERNCIAS DE PESQUISAS

ASCO. Informaes tcnicas sobre vlvulas ASCO. Disponvel em:

. Acesso em: 25/10/2012.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 6023: informao e documentao Referncias - Elaborao. Rio de Janeiro, 2002.

Blog Sistemas Uniban. "Arquitetura: Von Neumann Vs Harvard". Disponvel em: . Acesso em: 11/11/2012.

BOLTON, William. Mecatrnica: uma abordagem multidisciplinar. 4. ed. Porto

Alegre: Bookman, 2010. 664 p.

Brasil Robotics Loja. Sensor de fluxo de gua 1/2. Disponvel em:

. Acesso em: 11/11/2012.

Carvalho, Joo Paulo de."Enquete # 22 - Densidade do solo, porosidade e gua disponvel". Disponvel em:

. Acesso em: 10/10/2012.

Coelho, Silvana de Lourdes. DESENVOLVIMENTO DE UM TENSIMETRO ELETRNICO PARA O MONITORAMENTO DO POTENCIAL DA GUA NO SOLO. Fortaleza, 2008. Dissertao de mestrado. Universidade Federal do Cear.

59

Fisher Controls International. CONTROL VALVE HANDBOOK. 4 Edio. 2005.

GUARIZ, H. R.; CAMPANHARO, W. A.; PICOLI, M. H. S.; CECLIO, R. A.; HOLLANDA, M. P. Variao da umidade e da densidade do solo sob diferentes coberturas vegetais. In: SIMPSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 14. (SBSR), 2009, Natal. Anais... So Jos dos Campos: INPE, 2009. p. 7709-7716. DVD, On-line. ISBN 978-85-17-00044-7. Disponvel em: . Acesso em: 09/10/2012

Incio, Augusto vila Do Nascimento. Controle de Irrigao de Hortalias por Microcontrolador. Braslia, 2012. 70p. Monografia. Centro Universitrio de Braslia.

Irrometer/ Watermark Acesso em: 10/11/2012

Jefferson Solenoid Valves. Vlvulas Solenides Informao de Engenharia. Disponvel em: . Acesso em: 25/10/2012.

Light, J. E.; Mitchell, A. R.; Barnum, J. M.; Shock, C. C. "GRANULAR MATRIX SENSORS FOR IRRIGATION MANAGEMENT". Disponvel em: . Acesso em: 20/09/2012

Microchip. PIC16F87XA Data Sheet. 2003. Disponvel em:

. Acesso em 01/10/2012.

Oliveira, Adalberto Luiz de Lima. Instrumentao - Elementos Finais de Controle. SENAI. 1999.

60

Parker Hannifin Corp. Vlvulas e Acessrios para Controle de Fluido - Catlogo

4201-5 BR - Controle em processos crticos e segurana. Disponvel em: . Acesso em: 25/10/2012

Pereira, Fbio. Microcontroladores PIC. Programao em C. 2 ed. So Paulo:

rica, 2003.

RIBEIRO, Marco Antnio. Instrumentao. 9.ed. Salvador. Tek Treinamento e

Consultoria. 2002.

RIBEIRO, Marco Antnio. Vlvulas de Controle e Segurana. 5.ed (Revista).

Salvador. Tek Treinamento e Consultoria. 1999.

Shock, C. C.; Barnum, J. M.; Seddigh, M. Calibration of W~!ermark. Soil Moisture Sensors for Irrigation Management. Ontario, Oregon. Oregon State University, 1998.

Site Cultivando. "Como reduzir o consumo de gua doce?". Disponvel em: . Acesso em: 17/09/2012

Souza, David Jos de; LAVINIA, Nicols Csar. Conectando o PIC 16F877A:

recursos avanados, 4. ed., So Paulo, rica, 2007

Thomazini, Daniel. Albuquerque, Pedro U.B. "Sensores Industriais - Fundamentos e Aplicaes". So Paulo: rica, 2007.

Trabalhos ABNT. "REGRAS E NORMAS DA ABNT 2012 PARA FORMATAO DE TRABALHOS ACADMICOS". 2012. Disponvel em: . Acesso em: 10/09/2012.

61

Vieira, Hlio. "TUTORIAL: Sensor de temperatura com Arduino". Blog Encomper

Eletrnica e Computao. 2011. Disponvel em: . Acesso em: 23/10/2012.

VIELMO, Alexandro. Limite superior da reteno da gua no solo: mtodo de

campo e mtodo de estimativa. Santa Maria, 2008, 82p. Dissertao de mestrado. Universidade Federal de Santa Maria.

YIFA. Catlogo de produtos sensores de fluxo de gua. 2010.

YIFA the Plastics Ltd. Product Introduction: YF-21. Disponvel em:

. Acesso em: 24/10/2012.

62

7. APNDICES

Apndice A Cdigo Fonte do Projeto (sistema_irrigacao.c)

/*================================================================

PROJETO FINAL - Engenharia da Computao - UniCEUB

2o. Semestre de 2012

Manuella Thereza Pereira Pouso

RA: 20817535


================================================================*/

#include //Inclui biblioteca do microcontrolador PIC 16f877A

#device adc=10 //Define o conversor analgico digital na resoluo 10 bits

#use delay(clock=4000000) //Cristal Clock de 4Mhz

#fuses xt,nowdt,put,nobrownout,nolvp

#use fast_io(B) //Define que as configuraes de TRIS devem ser feitas

//manualmente [ex: set_tris_b()]

#byte portb=0x06

#include //Inclui a biblioteca do mdulo LCD (Fabio Pereira).

//Esta biblioteca sofreu alterao para utilizar os pinos de dados, R/W, RS e

//Enable do LCD no Port C e D do PIC.

63

/*===============================================================*/

#use rs232(baud=4800,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7)

//Configura comunicao serial para:

/* Velocidade de transmisso 4800 bits, sem paridade, 8 bits de dados.

RC6 pino de transmisso.

RC7 pino de recepo (no utilizado).*/

/*==========================================================*/

#define VALVULA PIN_B0 //Define a vlvula na porta B0 do PIC.

#define RPM PIN_B7 //Define o contador de pulso/ Entrada p/ sensor de fluxo na

//porta B7 do PIC.

#define LIM_UMIDO 40 //Limite de solo saturado.

#define LIM_SECO 70 //Limite de solo seco.

#define LIM_QSECO 60 //Limite de solo quase seco.

#define LIM_TEMP 30 //Limite de temperatura.

#define TIMER_UMIDO 30 //Solo mido o tempo de espera para a prxima medida.

#define TIMER_SECO 5 //Solo seco o tempo de espera para a prxima medida.

#define TIMER_TEMP 5 //Tempo de espera para medida do sensor de temperatura.

64

/*=================================================================

DECLARAO DAS FUNES CRIADAS

=================================================================*/

void init_adc();

void mostrar_proxima_mensagem();

void atualizar_medida_agua();

void atualizar_temperatura();

void atualizar_umidade();

void ajusta_valvula();

void abre_valvula();

void fecha_valvula();

/*=================================================================

CRIAO DAS VARIVEIS GLOBAIS

=================================================================*/

long ROTACAO = 0;

long tmp_rot=0;

int conta = 0;

int segundos = 0;

signed long min_leitura_umidade=0;

signed long min_leitura_temp=0;

int1 valvula_aberta = 0;

byte mensagem = 0; // Define a mensagem que o LCD vai mostrar

unsigned long VALOR=0, TEMP=0;

float QUANT=0.000f;//Declara varivel CONTA de 16 bits inicializando-a com zero.

float UMIDADE=0, MEDIDA=0, CELSIUS=0;

65

/*=================================================================

FUNO DO SENSOR DE FLUXO

=================================================================*/

#INT_RB fast

void RB_ISR(){

if (input(RPM)){

ROTACAO++;

}

}

/*=================================================================

FUNO TIMER (TEMPO DE ESPERA DO SISTEMA)

=================================================================*/

#int_timer0

void interrupcao_timer(){

conta++;

if(conta==125){ //125==1 segundo

conta=0;

segundos++;

if (segundos == 60){

segundos = 0;

min_leitura_umidade--;

min_leitura_temp--;

}

atualizar_medida_agua(); //Chamada da funo de atualizao da medida

//de gua

if(segundos % 3 == 0){//apresentar uma vez a cada 3 segundos

66

mostrar_proxima_mensagem(); //Chamada da funo de prxima mensagens

}

}

set_timer0(131-get_timer0());//Atualiza Timer

}

/*=================================================================

FUNO DE PRXIMA MENSAGEM

=================================================================*/

void mostrar_proxima_mensagem(){

switch(mensagem){

case 0: //Escreve no LCD a quantidade de gua.

printf(lcd_escreve, "\fQUANT AGUA:\n%01.3f L", QUANT);

break;

case 1: //Escreve no LCD o valor que o sensor de temperatura mediu

printf(lcd_escreve,"\fTemp:%03.1foC",CELSIUS);

break;

case 2://Escreve no LCD o valor da umidade do solo e a tenso medida

//pelo sensor de umidade

printf(lcd_escreve,"\fPres:%3.3fcbar\nTens:%03.3fV",UMIDADE,MEDIDA);

break;

}

mensagem++;

if (mensagem > 2) {

mensagem = 0;

}

}

67

/*=================================================================

INICIALIZAO DA FUNO PRINCIPAL

=================================================================*/

void main()

{

set_tris_b(0b10000000); //Definio manual da porta B7

output_b(0x00); //limpa portas

output_c(0x00);

output_d(0x00);

output_e(0x00);

init_adc(); //Chamada da funo de conversor analgico

lcd_ini(); //inicializa LCD.

setup_timer_0( RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);//Configura o timer para o usar o

//clock interno e prescaler 64

set_timer0(131);//define o valor inicial da contagem do timer

clear_interrupt(INT_RB);//limpa a flag de interrupo

ext_int_edge(L_TO_H);//borda de subida da interrupo

enable_interrupts(INT_RB);//habilita a interrupo na porta B

enable_interrupts(GLOBAL);//habilita a interrupo Global

enable_interrupts(int_timer0);//habilita a interrupo do timer 0

setup_timer_1(T1_DISABLED);

setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1);

printf(lcd_escreve, "\fIniciando\nLeitura"); //LCD escreve mensagem de

//inicializao de processo

do{

if (min_leitura_temp

68

atualizar_temperatura();//chamada da funo de atualizao da temperatura

ajusta_valvula();//chamada da funo de conferncia do ajuste da vlvula

}

if (min_leitura_umidade

69

CELSIUS=TEMP*100*(5.0/1023.0);

min_leitura_temp = TIMER_TEMP;

}

/*=================================================================

FUNO DE ATUALIZAO DA UMIDADE DO SOLO

=================================================================*/

void atualizar_umidade()

{

set_adc_channel(1);

delay_ms(10);

VALOR=read_adc();

MEDIDA=5.0*(VALOR/1023.0);

UMIDADE =(MEDIDA+(5/1000000000))/(0.0117155);

if (UMIDADE >= LIM_QSECO){


}else{


}

}

/*=================================================================

FUNO DE ATUALIZAO DA MEDIDA DE GUA

=================================================================*/

void atualizar_medida_agua(){

tmp_rot=ROTACAO;

if (tmp_rot != 0){

QUANT = QUANT + (tmp_rot)/(7.0*60); //Quantidade anterior + Formula 2

70

ROTACAO = ROTACAO - tmp_rot; //Remove da contagem de rotaes as rotaes j

computadas

}

}

/*=================================================================

FUNO DE CONFRENCIA DO AJUSTE DA VLVULA

=================================================================*/

void ajusta_valvula()

{

if (UMIDADE >= LIM_SECO)

{

abre_valvula();//chamada da funo de abertura da vlvula

}else

{

if (CELSIUS > LIM_TEMP){

atualizar_umidade();//chamada da funo de atualizao da umidade do solo

if (UMIDADE >= LIM_UMIDO){

abre_valvula();//chamada da funo de abertura da vlvula

}else{

fecha_valvula();//chamada da funo de fechar a vlvula

}

}else{

fecha_valvula();//chamada da funo de fechar a vlvula

}

}

}

71

/*=================================================================

FUNO DE ABERTURA DA VLVULA

=================================================================*/

void abre_valvula(){

output_high(VALVULA);

min_leitura_temp = TIMER_TEMP;


valvula_aberta = 1; // 1 -> verdadeiro

}

/*=================================================================

FUNO DE FECHAR A VLVULA

=================================================================*/

void fecha_valvula()

{

output_low(VALVULA);

if (valvula_aberta)

{

valvula_aberta = 0; //0 -> falso


}

}

72

Apndice B Biblioteca do LCD (lcd-v2.0.h)

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

/*MOD_LCD.C - Biblioteca de manipulao de mdulo LCD */

/* */

/*Autor: Fbio Pereira */

/*Esta biblioteca foi modificada para utilizar os pinos do Port D do PIC*/

/*para o LCD: */

/*Pino Enable (E) ligado ao pino RD5 */

/*Pino RS ligado ao pino RD4 */

/*Pino RW ligado ao pino RD6 (no utilizado) */

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

// As definies a seguir so utilizadas para acesso aos pinos do display

// caso o pino RW no seja utilizado, comente a definio lcd_rw

#ifndef lcd_enable

#define lcd_enable pin_d5 // pino enable do LCD

#define lcd_rs pin_d4 // pino rs do LCD

//#define lcd_rw pin_d6 // pino rw do LCD

#define lcd_d4 pin_d2 // pino de dados d4 do LCD

#define lcd_d5 pin_d3 // pino de dados d5 do LCD

#define lcd_d6 pin_c4 // pino de dados d6 do LCD

#define lcd_d7 pin_c5 // pino de dados d7 do LCD

#endif

#define lcd_type 2 // 0=5x7, 1=5x10, 2=2 linhas

73

#define lcd_seg_lin 0x40 // Endereo da segunda linha na RAM do LCD

// a constante abaixo define a seqncia de inicializao do mdulo LCD

byte CONST INI_LCD[4] = {0x20 | (lcd_type

74

// l os quatro bits menos significativos

if (input(lcd_d7)) bit_set(dado,3);




output_low(lcd_enable); // desabilita o display

return dado; // retorna o byte lido

}

void lcd_envia_nibble( byte dado )

// envia um dado de quatro bits para o display

{

// coloca os quatro bits nas saidas

output_bit(lcd_d4,bit_test(dado,0));




// d um pulso na linha enable

output_high(lcd_enable);

output_low(lcd_enable);

}

void lcd_envia_byte( boolean endereco, byte dado )

{

// coloca a linha rs em 0

output_low(lcd_rs);

// aguarda o display ficar desocupado

75

//while ( bit_test(lcd_le_byte(),7) ) ;

// configura a linha rs dependendo do modo selecionado

output_bit(lcd_rs,endereco);

delay_us(100); // aguarda 100 us

// caso a linha rw esteja definida, coloca em 0

#ifdef lcd_rw

output_low(lcd_rw);

#endif

// desativa linha enable


// envia a primeira parte do byte

lcd_envia_nibble(dado >> 4);

// envia a segunda parte do byte

lcd_envia_nibble(dado & 0x0f);

}

void lcd_ini()

// rotina de inicializao do display

{

byte conta;

output_low(lcd_d4);

output_low(lcd_d5);

output_low(lcd_d6);

output_low(lcd_d7);

output_low(lcd_rs);

#ifdef lcd_rw

output_high(lcd_rw);

76

#endif


delay_ms(15);

// envia uma seqncia de 3 vezes 0x03

// e depois 0x02 para configurar o mdulo

// para modo de 4 bits

for(conta=1;conta

77

// envia caractere para o display

{

switch (c)

{

case '\f' : lcd_envia_byte(0,1);

delay_ms(2);

break;

case '\n' :

case '\r' : lcd_pos_xy(1,2);

break;

case '\b' : lcd_envia_byte(0,0x10);

break;

default : lcd_envia_byte(1,c);

break;

}

}

char lcd_le( byte x, byte y)

// le caractere do display

{

char valor;

// seleciona a posio do caractere

lcd_pos_xy(x,y);

// ativa rs

output_high(lcd_rs);

// l o caractere

valor = lcd_le_byte();

// desativa rs

78

output_low(lcd_rs);

// retorna o valor do caractere

return valor;

}

79

8. ANEXOS

Anexo 1 Pinagem detalhada do PIC16F877A

81

Anexo 2 Medidas de dados de calibrao do Sensor 200SS-V

Fonte: Imagem editada do site: http://www.irrometer.com/pdf/supportmaterial/sensors/voltage-WM-

chart.pdf acessado em 20/11/2012

82

Anexo 3 Sensor de Fluxo de Fludo

Fonte: YIFA. Catlogo de produtos sensores de fluxo de gua. 2010.

83

Fonte: http://www.seeedstudio.com/wiki/images/b/b7/Water_flow_sensor_datasheet.pdf. Acessado

em: 24/10/2012

84

Anexo 4 Vlvula EVA 15

Descrio completa da vlvula EVA 15, que utilizada no projeto.

Fonte: Imagem editada do site: http://emicol.com/produtos.php?menu_id=3&pro_id=149, acessado em 10/11/2012

85

Descrio de Srie EVA da vlvula:

Fonte: http://emicol.com/adm/pt/uploadprodutos/cat_EVA15.pdf, acessado em 10/11/2012.

inrrigação arduino

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