Podem me ajudar com meu projeto? Sou iniciante


#1

Boa tarde,
Sou iniciante em arduino e gostaria de saber se podem me ajudar em relação as peças necessárias para meu projeto.
Quero automatizar uma estufa com o arduino. Pretendo fazer um projeto que contêm umidificador, ar-condicionado e sistema de ventilação. Preciso saber de quais peças preciso para um projeto de automatização com arduino que faz leitura da umidade relativa do ar e da temperatura, ligando ou desligando os aparelhos(umidificador, ar-condicionado e exaustores) de acordo com a leitura; também preciso saber quais peças preciso para ler o nível da água do umidificador e repôr a água no umidificador, se é que isso é possível com o arduino.
Sei que preciso dos sensores para leitura de temperatura e umidade, e de relés para ligar e desligar os aparelhos. Mas quais outras peças preciso, e qual placa de arduino é mais indicada para meu caso?
Muito obrigado.


#2

-Arduino (praticamente qualquer modelo serve para sua aplicação)

Sensores:

  • Umidade (DHT11, DHT22, …)
  • Temperatura (LM35, DHT11, DHT22, …)
  • Nível da água

Atuadores:
-Relés
-Válvula Solenoide


#3

Olá Thomaz_Barros!
primeiramente muito obrigado pelas dicas e indicações!
Gostaria de dizer que sou iniciante… mesmo. Então se eu disser alguma besteira ou não perceber algo óbvio, por favor me desculpe.

Posso fazer algumas perguntas?
Sobre o modelo de placa: já que qualquer modelo de placa serve para mim, penso em adquirir uma mais barata, uma placa arduino UNO ou algum clone. Mas qual é o limite de número de sensores e aparelhos ligados à placa? Se é que se pode por dessa maneira. Pois serão ligados 1 umidificador + 1 ventilador, 1 insuflador e 1 ar-condicionado.
Não sei se isso interessa para a escolha da placa, mas penso em fazer um sistema que faz a leitura de umidade (necessito de umidade entre 85% e 95%) e liga ou desliga o umidificador juntamente com o ventilador que serve para dispersão do vapor. Quanto a temperatura, pretendo mantê-la entre 22 e 25º, sendo que quando o ar-condicionado estiver ligado, o insuflador desliga e vice-versa.
Quanto ao sensor de nível de água e a válvula solenoide para o umidificador: estava pensando que, se já sei a taxa em ml de evaporação do umidificador (cerca de 600ml/h), seria possível utilizar somente a válvula solenoide para encher o recipiente com água somente quando o umidificador estiver ligado, com a vazão de água da válvula regulada com a mesma taxa de evaporação do umidificador? Ou isso seria trabalho demais para para pouca vantagem?

Novamente, muito obrigado!


#4

Olá! Permita eu me intrometer na discussão!

Pensando de uma forma simples, o Arduino UNO tem 14 entradas/saidas digitais e mais seis analógicas que podem ser usadas como digitais também.

Caso cada sensor ou atuador (solenoide, por exemplo) usassem um pino, seu limite seria 20 equipamentos!

Porém isso é simplificar demais. Alguns sensores se comunicam por algum protocolo digital. A titulo de exemplo - existem outros protocolos também - cito meu favorito, o I2C, que usa dois pinos do Arduino. E isto é uma coisa boa! Num sistema que usa I2C, pode-se ligar vários sensores nestes mesmos dois pinos, pois cada um responde em um “canal” diferente. Este canal é chamado endereço. O sensor só responde quando chamado por seu endereço.

Usando apenas dois pinos eu tenho um sistema funcionando que lê umidade, temperatura, pressão atmosférica, aceleração e giroscópio (rotação).

Eu não usaria o sensor de umidade mais popular, o DHT22 pois recentemente em um teste comparativo no Hackaday ele não teve nota muito boa. Além disso ele não compartilha pinos para seu protocolo de leitura (não é I2C, não lembro o nome).

Quanto ao sensor de nivel de água, eu não abriria mão dele. Esta taxa nominal de 600ml/h é uma aproximação e pode variar com outros fatores, bem como a vazão de abastecimento de água. Então apostar seu sistema nestas informações aproximadas não é uma boa idéia. Frequentemente projetistas cometem este tipo de engano, por assumir que uma “teoria” é correta, mas a maior parte do tempo essa teoria é apenas uma aproximação. Evite confiar neste tipo de informação, prefira colocar um sensor para ter a informação que voce precisa realmente. Imagine seu evaporador secando ou a água transbordando!

Comece desenhando um diagrama de blocos dos componentes que voce precisa e algum tipo de descrição de como seu sistema deve funcionar passo a passo. Depois disso é muito fácil desenhar o hardware a partir do diagrama de blocos e o software a partir da descrição!

Saudações Makers!


#5

Ah sim, faltou dizer que frequentemente o sensor de umidade também lê temperatura, pois ele precisa desta informação para calcular corretamente a umidade. Se o ponto onde você precisa medir a temperatura for o mesmo onde se mede a umidade, use as informações do mesmo sensor!


#6

Olá maumaker! Por favor, se intrometa, risos.
Fico muito agradecido com todas suas dicas e ajuda! Mas devo dizer novamente que sou iniciante, e entendo muito pouco ou quase nada sobre arduino, nem comprei nenhum equipamento ainda, apenas fiz algumas leituras e assisti à alguns vídeos, mas como é um mundo muito novo para mim ainda está um pouco difícil, mas vou me esforçar.
Entendo então que, para meu uso, uma placa UNO é mais que suficiente, certo?
Entendo e concordo com sua observação sobre o sensor de nível de água e válvula solenoide.
Quanto ao sensor de temperatura e umidade, já estava decidido adquirir um DHT22, pois ele tem uma abrangência maior de leitura de umidade(de 0 à 100%), isso até eu ler o quê escreveu. Você teria alguma indicação para sensores? Eu tenho atualmente um termohigrômetro que faz a leitura de temperatura e umidade do ambiente, existe a possibilidade de eu utilizá-lo com o arduino?
Ah sim, e quantos relés eu precisaria?


#7

Martim

A pesquisa que eu vi foi essa (em ingles, espero que não seja problema) http://hackaday.com/2017/01/03/humidity-sensor-shootout/

Eu estou testando este si7021.

Não sei se o seu termohigrômetro seria capaz de se comunicar de alguma forma com o Arduino.

Daqui a pouco escrevo a resposta sobre o Arduino e os relês.


#8

Martim, eu te proponho um exercício, e vou estar aqui junto com você pra ir deixando seu sistema do jeito que voce imaginou! topa?

Vamos começar respondendo, quantas coisas voce precisa ligar ou desligar? (não estou falando de entradas de sensores, estou falando de atuadores)

Vou começar a lista:

  1. solenoide de abastecimento do umidificador
  2. acionamento do umidificador

#9

Ah, faltou dizer que sim, o Arduino Uno deve dar conta de tudo que você precisa sim!
E fui verificar o sensor de umidade que estou usando, ele só mede até 80%…


#10

Olá maumaker!
Devo agradecer novamente a grande ajuda e direcionamento dados!
Certo, vamos lá. Primeiro sobre o sensor, estou lendo ainda, mas o bosch BME280 parece promissor, parece que pode usar o I2C ( o que sinceramente ainda não entendo exatamente o que é) http://ae-bst.resource.bosch.com/media/_tech/media/datasheets/BST-BME280_DS001-11.pdf ; o quê acha?
Mas de qualquer forma ainda vou ler o link com mais calma.

Agora nosso exercício:

  1. solenoide de abastecimento do umidificador.
  2. acionamento do umidificador (não sei se entraria como número 3 na lista, mas juntamente com o acionamento e desativação do umidificador, devo também acionar ou desativar um ventilador para dispersão da névoa)
  3. Acionamento do ar-condicionado. (novamente não sei se entraria com um novo número, mas
    quando o ar-condicionado for acionado, o insuflador - micro ventilador que manda ar para dentro da estufa -
    deve ser desativado e vice-versa. Digo isso para que quando o ar-condicionado mandar ar frio para dentro da estufa, o insuflador pare de mandar o ar quente.)
    Acredito que sejam esses itens. Era isso mesmo que você propôs?

Mais uma vez muito obrigado!


#11

Parece que o sensor que eu mencionei também é de 20 à 80%. Mas me surge uma dúvida: a data sheet fala em "Absolute accuracy tolerance " de “20…80 %RH, 25 °C, including hysteresis”. Com isso entendo que só fará leitura dessa abrangência? Se a umidade estiver à 85%, por exemplo, ele irá indicar 80%?
Eu de alguma forma achei possível entender que quando a umidade estiver acima de 80% a margem de erro aumenta, embora isso não esteja explicito na data sheet. Será que pode ser?


#12

Martim, saudações Makers!!!

Respondo do sensor mais pra frente.

Dos acionamentos:

Se você quiser economizar muito pode fazer os itens 2 e 3 juntos. Os relês em geral têm contados NA e NF, normalmente aberto - desligado - e normalmente fechado - ligado. então poderia usar a mesma chave, com cada equipamento ligado em um contado NA ou NF.

Porém, eu - por uma mania minha - faria um relê pra cada coisa. Eles não são caros, podem ocupar pouco espaço e na fase de desnvolvimento pode ser legal ter controle separado sobre cada item.

Além disso, imagine que seu arduino pare de funcionar, um dos dois equipamentos vai ficar sempre ligado. qual o impacto que isso teria no seu sistema? não seria, talvez, mais legal desligar os dois? Talvez eu esteja falando besteira sobre desligar os dois, mas é bacana pensar como o seu sistema fica quando estiver “sem cabeça”, ou seja, sem o arduino.

Vale lembrar que os pinos do Arduino têm uma capacidade limitada de corrente, então para ligar qualquer coisa mais forte que um led, precisa usar algo pra reforçar a corrente, um transistor ou algum chip de acionamento.

Em resumo, eu iria com 3 saídas separadas. usando, por exemplo modulos de relê como esses:

https://pandoralab.com.br/loja/modulo-rele-2-canais/
https://pandoralab.com.br/loja/modulo-rele-5v/


#13

Continuando

Sobre o I2C:

I2C é um jeito de comunicação digital. É como se o arduino telefonasse para o sensor e conversasse com ele por dois fios. Isso é chamado protocolo de comunicação.

Cada coisa I2C tem um endereço, como o numero de telefone, assim, todos podem ficar conectados nos mesmo fios.

Sobre o sensor:

a operação dele segundo o manual é até 100%, porém eles só garantem a precisão até 80%. Isto é explicito sim.

Na pagna 8 tambem aparece

Nonlinearity5 NLH 1090 %RH, 25 °C 1 %RH

ou seja, acima de 80% ele é não linear, porém no rodapé (5) diz que existe uma forma pra corrigir essa falta de lienaridade. Talvez a biblioteca do sensor já leve em consideração.

De qualquer forma, te pergunto, 90% de RH ou 92% de RH faz diferença pra você?

Quando estamos fazendo projetos no mundo real, temos sempre que levar em consideração este senso prático. Nem tudo é ou precisa ser preciso como em um instrumento científico.

Estou me insprando a escrever uns artigos sobre como projetar coisas e o que levar em consideração!

Até! Estou à ordem!


#14

maumaker, não sei nem o quê dizer para agradecer às aulas que está me dando. Muito obrigado!

Sobre os relés, não tenho nenhuma necessidade em economizar neles. Eu ainda não sei exatamente como são ligados, então posso estar falando alguma besteira, mas meu intuito é economizar em entradas/saidas do arduino. Pois possivelmente no futuro esse sistema incluiria, por exemplo, um sensor de movimento (mas, não, essa não é a prioridade e aceito sua sugestão).

Sobre os itens 2 e 3 do nosso exercício:
no caso do umidificador (item 2) é necessário que o umidificador e o ventilador sejam ligados e desligados simultaneamente, pois preciso espalhar a umidade na estufa com o ventilador.
No caso do ar-condicionado (item 3), penso que preciso que quando o ar-condicionado é ligado, o insuflador desligue, e vice-versa. Estava pensando que se os dois ficassem ligados ao mesmo tempo, o ar quente do insuflador iria “competir” com o ar frio do ar-condicionado, impedindo a eficiência do ar-condicionado. Observando que preciso sempre mandar ar novo para dentro da estufa para manter a taxa de CO² baixa.
Seriam então 5 relés no total? 1 para o solenoide, 1 para o umidificador, 1 para o ventilador do umidificador, 1 para o ar-condicionado e 1 para o insuflador? Eu precisaria de algum relé de 2 canais por algum motivo?

Sobre o sensor:
Ah sim, embora eu saiba o inglês, não tinha entendido muito bem essa parte de “nonlinearity”. Sim, e você tem razão, não faz diferença 90% ou 92% de RH. E a margem que eu tenho que manter de RH é entre 85 e 95%.
Eu ainda preciso ler mais sobre os outros modelos de sensor, mas esse está parecendo promissor, não?

Se você escrever artigos vai ajudar muita gente, você está aqui me dando muita visão!

Mais uma vez, muito obrigado maumaker!


#15

Martim, oi de novo!

Caso seus equipamentos que serão ligados ao mesmo tempo sejam alimentados pela mesma tensão (todos 110v ou todos 12v, p. ex) e voce tenha certeza que sempre serão ligados juntos, pode usar um rele pra cada “grupo”, contanto que não ultrapasse a corrente total do relê (no caso dos links, 10A)

Eu não gosto, como disse antes, de usar o mesmo relê pra ligar uma coisa e desligar outra (NA e NF), mas ligar várias coisas juntas conforme acima, é OK

O relê de dois canais é só uma placa dupla de relês, com dois reles separados e dois comandos separados, mas economizando na bagunça de interligar vários modulos. Eu tenho aqui um de 8 relês juntos, às vezes uso quando começo a desenvolver um prototipo.

Tanto faz em termos de controle comprar um modulo de um ou dois modulos de dois.

Deste sensor eu gostei, parece que é um bom candidato.

Eu já escrevo alguns artigos aqui no Blog ( http://blog.fazedores.com/author/maumaker/ ) e no www.pandoralab.com.br/aprenda

O que sua pergunta me inspirou foi realmente tentar escrever algo sobre como projetar, quais criterios usar na hora de fazer um projeto. Eu pensava antes que era só bom senso, mas precisa de um tanto de tecnica, abstração e provavelmente experiencia, pelo que tenho percebido.

Ah, uma dica final. É melhor feito que perfeito. Não fique muito (mas muito) tempo planejando, senão corre o risco de não sair o projeto. Não estou dizendo pra fazer sem pensar, planeje, execute, corrija os erros e repita. Desenvolver um sistema muitas vezes incorre em erros, com os quais aprendemos, e depois recomeçar. Se o seu orçamento não for muito curto, experimente este sensor, se ele não for muito aproriado para este uso, compre outro, guarde este pra outro projeto e recomece, já mais experiente.

O que de mais valioso você pode fazer pra outras pessoas é compartilhar o que aprendeu, inclusive os erros. Se você fizer isso, vou ficar muito feliz e sentir que valeu a pena te ajudar!


#17

Olá novamente!
Melhor feito que perfeito, sim, concordo. Quero comprar os componentes o quanto antes para começar a mexer e aprender com prática também.
Já comecei a procurar um sensor bosch BME280 para comprar.
Vou poder usar um relé desse tipo para ligar um aparelho como um ar-condicionado? Vi que vendem alguns de voltagem e amperagem diferentes e fiquei me perguntando.


#18

Olá!
Qual a corrente necessária para este ar condicionado? Deve ter isso na especificação dele. Um módulo destes que mandei o link aguenta até 10 Amperes, ou seja pouco mais de 1000W em 110V ou 2000W em 220V.

potência Watts) = tensão (Volts) x corrente (Amperes)

Se você precisar mais que isso, deve considerar outro relê.


#19

Olá, maumaker!
Certo! Acho que o ar-condicionado não passa de 2000W e a tensão da minha cidade é 220V.
Mas para ser sincero ainda estou penando um pouco sobre o quê eu preciso exatamente para por o projeto em funcionamento. Não sei sobre os tipos quantidades de resistores, diodos, jumpers. Seria abuso demais eu pedir um lista? Dei uma olhada nesse kit https://pandoralab.com.br/loja/mega-kit-arduino-para-iniciante/ , e não sei se preciso de tudo que está nele.


#20

Boa noite Martim! (o sistema do forum reclamou que eu só menciono seu nome, rs)

Esse kit é bacana e completo, eu gosto muito dele (ajudei a definir), mas se você só vai fazer este projeto tem coisa sobrando. Por outro lado se quiser continuar experimentando, aí você está bem servido!

Quanto ao que voce vai precisar

Arduino, com certeza (UNO ou NANO, eu diria)
Protoboard (830-840 pinos, pra não faltar)
Relês, a gente ja meio que definiu quantos
Sensores (me ajuda aqui)
Cabos Jumper e/ou fio sólido pra protoboard

Esqueci algo?


#21

Boa noite maumaker!
De sensor acho que por enquanto só aquele mesmo, futuramente eu vou adquirir um sensor de CO², mas por enquanto não dá, eles são muito caros.
Sobre os relés, tudo certo. (o sistema para encher o umidificador com água acabei fazendo ontem analógico mesmo, com um bóia de vaso sanitário mesmo, ficou funcional, um sensor e atuador a menos)
Vou precisar de resistores, transistores ou diodos?
Preciso de uma fonte para protoboard também? https://pandoralab.com.br/loja/fonte-energia-protoboard-3-3v-5v/
E o display(shield?) também é necessário? Ví esse https://pandoralab.com.br/loja/display-lcd-16x2-com-mini-teclado/
hummm… o quê mais?