SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADA PARA CULTURAS DE PEQUENO PORTE

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA 
CAMPUS VITÓRIA DA CONQUISTA 
COORDENAÇÃO DO CURSO TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA 
CURSO TÉCNICO INTEGRADO ELETROMECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANTONIO EDUARDO OLIVEIRA SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADA PARA CULTURAS DE PEQUENO 
PORTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
VITÓRIA DA CONQUISTA 
2019 
 
 
ANTONIO EDUARDO OLIVEIRA SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADA PARA CULTURAS DE PEQUENO 
PORTE 
 
 
 
Monografia apresentada ao Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia – Campus 
de Vitória da Conquista, como requisito para a 
conclusão do Curso de Técnico em Eletromecânica. 
 
 
 
 
Orientadora: Silvana Garcia Viana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VITÓRIA DA CONQUISTA 
2019 
 
 
Dedico esta monografia primeiramente a Deus, 
mesmo eu sendo um mero errante, creio que Ele 
me ajudou e também à minha família, a qual me 
deu suporte tanto psicológico quanto material 
para fazer o que foi escrito e montado no 
protótipo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
Agradeço a Deus por estar vivo e com uma excelente saúde; 
Agradeço à minha orientadora Silvana Garcia Viana por toda atenção quando eu fiz o pedido 
para ser minha orientadora e ela aceitou sem pensar duas vezes; 
Agradeço à professora Cléia Santos Libarino por ter me ajudado durante o aprendizado do 
arduino e demais assuntos; 
Agradeço à minha mãe, Zenaide; ao meu pai, Antônio e ao meu irmão Paulo por todo o esforço 
dedicado a mim em toda minha vida; 
Agradeço aos meus tios Vando e Si por todo apoio durante minha caminhada acadêmica e por 
tudo mais; 
Agradeço à Instituição por ter fornecido um ensino demasiadamente bom que contribuiu 
grandiosamente para minha vida; 
Agradeço à minha coordenadora de curso, Camila, por todo a força dada em momentos difíceis 
durante a minha conclusão; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Não devemos nos irritar com quem esconde a 
verdade da gente quando frequentemente 
escondemos a verdade de nós mesmos.” 
(François de La Rochefoucauld) 
 
 
RESUMO 
O seguinte artigo irá discorrer sobre um método prático e automático de irrigação automatizada 
para plantações de pequeno porte. Será tratado uma aplicação prática de um protótipo de 
irrigação utilizando o arduino como micro controlador dos componentes aplicados. Foi usado 
na experiência grãos de feijão mulatinho para se assemelhar à uma plantação real. Além do 
arduino também foi utilizado uma válvula solenoide, módulo relé, leds, display LCD, sensor de 
humidade de solo, mangueiras e uma fonte de 9 volts para alimentação do sistema. Com 
componentes de baixo custo e de fácil acessibilidade o sistema se torna acessível para diferentes 
tipos de interesses. No final do período experimental, o sistema automatizado de irrigação 
contemplou a tarefa a qual lhe foi designada, permitindo um crescimento dos feijões. 
 
Palavras-chave: arduino, programação, hardware, software, irrigação, agricultura, automação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
The following article will discuss a practical and automatic method of automated irrigation for 
small plantations. A practical application of an irrigation prototype will be treated using arduino 
as a micro controller of the applied components. It was used in the experiment mulatto beans 
to resemble a real plantation. In addition to the arduino was also used a solenoid valve, relay 
module, leds, LCD display, soil moisture sensor, hoses and a 9 volt supply for powering the 
system. With low cost components and easy accessibility the system becomes accessible for 
different types of interests. At the end of the experimental period, the automated irrigation 
system contemplated the task assigned to it, allowing the beans to grow. 
 
Keywords: arduino, programming, hardware, software, irrigation, agriculture, automation. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
FIGURA 1 – ARDUINO DUEMILANOVE.............................................................................17 
FIGURA 2 – ARDUINO UNO..................................................................................................18 
FIGURA 3 – ARDUINO MEGA...............................................................................................19 
FIGURA 4 – ARDUINO NANO...............................................................................................19 
FIGURA 5 – SHIELD WI-FI.....................................................................................................20 
FIGURA 6 – IDE ARDUINO....................................................................................................22 
FIGURA 7 – TOOLBAR ARDUINO.......................................................................................22 
FIGURA 8 – BOTÃO ABRIR DA IDE.....................................................................................23 
FIGURA 9 – BOTÃO SALVAR DA IDE.................................................................................23 
FIGURA 10 – BOTÃO NOVO DA IDE....................................................................................23 
FIGURA 11 – BOTÃO MONITOR SERIAL DA IDE..............................................................23 
FIGURA 12 – MONITOR SERIAL..........................................................................................24 
FIGURA 13 – BOTÃO VERIFICAR DA IDE..........................................................................24 
FIGURA 14 – MENSAGEM DE ERRO...................................................................................24 
FIGURA 15 – BOTÃO CARREGAR DA IDE.........................................................................24 
FIGURA 16 – IRRIGAÇÃO POR SULCOS.............................................................................30 
FIGURA 17 – IRRIGAÇÃO POR INUNDAÇÃO....................................................................31 
FIGURA 18 – IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO........................................................................32 
FIGURA 19 – IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO...............................................................33 
FIGURA 20 – GRÁFICO EXEMPLAR FICTÍCIO DE UM SENSOR RESISTIVO (SENSOR 
DE UMIDADE DE SOLO). .....................................................................................................34 
FIGURA 21 – GRÁFICO DA CURVA DE UM SENSOR ANALÓGICO GENÉRICO..........35 
FIGURA 22 – SINAL DIGITAL...............................................................................................36 
FIGURA 23 – SENSOR DE UMIDADE DE SOLO.................................................................37 
FIGURA 24 – PROTOBOARD................................................................................................38 
FIGURA 25 – MÓDULO RELÉ...............................................................................................39 
FIGURA 26 – DISPLAY LCD COMUM..................................................................................40 
FIGURA 27 – VÁLVULA SOLENÓIDE.................................................................................40 
FIGURA 28 – FUNCIONAMENTO DE UMA VÁLVULA SOLENÓIDE.............................41 
FIGURA 29 – LED....................................................................................................................41 
FIGURA 30 – ESQUEMATIZAÇÃO DO PROTÓTIPO.........................................................43 
FIGURA 31 – DIA 1 DA PLANTAÇÃO..................................................................................46 
FIGURA 32 – DIA 4 DA PLANTAÇÃO..................................................................................47 
FIGURA 33 – DIA 5 DA PLANTAÇÃO..................................................................................47FIGURA 34 – DIA 6 DA PLANTAÇÃO..................................................................................48 
FIGURA 35 – DIA 7 DA PLANTAÇÃO..................................................................................48 
FIGURA 36 - DIA 9 DA PLANTAÇÃO...................................................................................49 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
TABELA 1 - EVOLUÇÃO DAS ÁREAS IRRIGADAS NO BRASIL (EMBRAPA)............29 
TABELA 2 – ARDUINO UNO (DATASHEET, FARNELL)..................................................36 
TABELA 3 – SENSOR DE UMIDADE DE SOLO (DATASHEET, FACEGYPT).................37 
TABELA 4 – PROTOBOARD (DATASHEET, MINIPA) ......................................................38 
TABELA 5 – PINOS DE UM DISPLAY LCD COMUM.........................................................39 
TABELA 6 – PREÇOS DOS ITENS DO PROTÓTIPO...........................................................49 
TABELA 7 – MÉTODO E FATORES PARA UMA IRRIGAÇÃO.........................................50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ...........................................................................................................12 
2. OBJETIVOS ................................................................................................................13 
2.1. OBJETIVO GERAL ............................................................................................13 
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO ..................................................................................13 
3. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................14 
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................15 
4.1. ESTRUTURA DO ARDUINO .............................................................................15 
4.2. DIVISÕES DO ARDUINO ..................................................................................15 
4.2.1. HARDWARE..................................................................................................16 
5. MODELOS DE ARDUINO .........................................................................................16 
5.1. ARDUINO DUEMILANOVE ..............................................................................16 
5.2. ARDUINO UNO ...................................................................................................18 
5.3. ARDUINO MEGA ...............................................................................................18 
5.4. ARDUINO NANO ................................................................................................19 
5.5. SHIELDS ..............................................................................................................20 
6. AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO ..................................................................20 
6.1. IDE (AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO INTEGRAL) ...........................20 
6.1.1. TOOLBAR DA IDE .......................................................................................22 
7. PROGRAMAÇÃO.......................................................................................................25 
7.1. ESTRUTURA DA ESCRITA DA PROGRAMAÇÃO .......................................25 
7.1.1. SETUP ............................................................................................................25 
7.1.1.1. PIN MODE .................................................................................................25 
7.1.2. LOOP ..............................................................................................................25 
7.1.2.1. DIGITAL WRITE ......................................................................................26 
7.1.2.2. ANALOG READ ........................................................................................26 
7.2. REFERENCIAIS DE ESTRUTURA ...................................................................27 
 
 
7.2.1. CONTROLE ‘IF’............................................................................................27 
7.2.2. CONTROLE ‘ELSE’ ......................................................................................27 
7.3. REFERENCIAIS DE FUNÇÃO ..........................................................................28 
7.3.1. DELAY ...........................................................................................................28 
8. IRRIGAÇÃO ...............................................................................................................28 
8.1. PRINCIPAIS TIPOS DE IRRIGAÇÃO ..............................................................29 
8.1.1. IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE .................................................................29 
8.1.1.1. SULCO ........................................................................................................30 
8.1.1.2. INUNDAÇÃO .............................................................................................30 
8.1.2. IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO ....................................................................31 
8.1.3. IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO ..........................................................32 
9. PROJETO DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADA .....................................................33 
9.1. SENSORES ..........................................................................................................34 
9.1.1. SENSORES ANALÓGICOS ..........................................................................34 
9.1.2. SENSORES DIGITAIS ..................................................................................35 
10. METODOLOGIA ....................................................................................................36 
10.1. JUSTIFICATIVA PARA O USO DESTE SISTEMA .....................................42 
10.2. MONTAGEM DO HARDWARE ....................................................................42 
10.3. CONFIGURAÇÃO DO SOFTWARE .............................................................44 
11. DISCUSSÕES E RESULTADOS ............................................................................46 
12. CONCLUSÃO ..........................................................................................................50 
 
12 
 
1. INTRODUÇÃO 
Após a Revolução Industrial o mundo tecnológico ficou sob intensas mudanças, não só 
o industrial, pois houve uma exportação da tecnologia para os mais diferentes âmbitos, como o 
agrícola, por exemplo. 
Isto não é diferente na modernidade em que vivemos, pois os ganhos serão mais altos e 
a qualidade daquilo que foi produzido será maximizada em um menor tempo com o uso de 
ferramentas tecnológicas, ou seja, há um aumento da eficiência das plantações e afins. 
Como diz MOLIN, JOSÉ PAULO; ARMARAL, LUCAS RIOS DO; COLAÇO, 
ANDRÉ (2015) “Ao mesmo tempo que há uma crescente demanda por alimentos, energia e 
demais produtos oriundos da agricultura, os recursos naturais estão cada vez mais escassos 
[...]”. 
Desta forma, a união da tecnologia com qualquer que seja o cenário irá trazer mais 
ganhos do que despesas, gerando então uma visão de investimento ao contrário de um gasto 
desnecessário. Com a implementação de um sistema de irrigação de baixo custo, uma 
agricultura familiar teria a possibilidade de autossuficiência e contribuição para com o meio-
ambiente, porque estaria desenvolvendo ali uma atividade sustentável com a manutenção 
precisa dos gastos naturais e financeiros. 
O termo usado para essa recente aplicação de tecnologias na forma da produção agrícola 
se baseia na “agricultura de precisão”, esta que faz uso de microprocessadores e satélites GPS 
em combinação para maximizar os ganhos na produção. 
Para o estudo e base para a produção desta monografia será usado um microprocessador 
Arduino, pois é uma ferramenta de baixo custo e fácil manuseiocom uma alta gama de 
aplicabilidade, que usaremos algumas delas para a construção do projeto. 
Com Arduino, projetos que antes eram rebuscados e que exigiam uma mão de obra 
altamente especializada foram começando a ficar mais fáceis e de fácil aplicação em diferentes 
âmbitos de produção. ‘ 
 
 
 
13 
 
2. OBJETIVOS 
2.1. OBJETIVO GERAL 
Com a frequente mudança no campo tecnológico, se vê uma necessidade frequente e 
cada vez maior em adaptar mecanismos antigos e nessa adaptação está a implementação de 
recursos que tenham uma margem de erro cada vez menor, estes que são os sistemas 
automatizados. 
Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo a apresentação de um projeto 
que seja acessível a todos os níveis de interesse, sejam eles de lazer, alimentação e/ou 
econômico. Bem como a tentativa de descomplicar uma pequena parte da tecnologia da 
automatização para aqueles que irão ler este documento, tentando então estabelecer uma relação 
lógica dos sistemas que irão fazer parte deste projeto. 
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO 
Fazer um protótipo na plataforma arduino e um possível equipamento comerciável com 
o uso de componentes de baixo custo e que seja de fácil manutenção para quem for usar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
3. JUSTIFICATIVA 
A idealização deste projeto pode servir de grande ajuda àqueles que não tem grandes 
condições de estabelecerem um rebuscado sistema de irrigação na sua propriedade e almejam 
algo para potencializar os seus ganhos. Bem como a contribuição ao meio ambiente, para que 
assim, possa haver um uso racionalizado de recursos quando houver uma vontade de criar uma 
horta de pequeno porte, estabelecendo uma via de duas vantagens em sustentabilidade e lazer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
O Arduino é uma ferramenta de código aberto projetado e criado em 2005 por cinco 
pesquisadores, sendo eles, Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e 
David Mellis. Juntos eles tinham em mente um projeto que seja acessível financeiramente, de 
fácil uso e que de fato funcionasse. 
Com este pensamento, estes pesquisadores se juntaram e criaram uma placa de 
prototipagem, em que esta possuía um microcontrolador Atmel e sua IDE (Ambiente de 
Desenvolvimento Integrado) era programada por uma linguagem de programação derivada da 
C/C++. 
Esta nova plataforma foi de grande utilidade, pois cumpriu com o que prometia em todos 
aspectos, de serem mais baratas, mais fáceis de serem programadas e apenas necessitando da 
placa em si e um cabo USB para fazer o envio do programa. Desta forma, este novo sistema 
facilitou a aprendizagem e também se inseriu no meio comercial. 
4.1. ESTRUTURA DO ARDUINO 
O Arduino é uma plataforma de computação embarcada, ou seja, ele faz uma relação 
entre hardware e software no meio em que está aplicada, fazendo uso de sensores, atuadores, 
etc, para que uma determinada variável possa ser percebida e convertida em comandos pelo 
microcontrolador. MCROBERTS (2011, p. 22). 
Sendo assim, ela se torna uma plataforma de Entrada/Saída, em que os parâmetros 
captados pelo sensores entram no arduino, passam e são interpretados pelo programa e logo 
após os comandos serão executados em base nas funções programadas. 
Como um dos criadores dizem, o Arduino é um projeto que torna a imaginação em 
“open-source” (código-aberto), em outras palavras, tanto o código e quanto a parte física do 
arduino são disponibilizado para quem quiser no seu site, eles só põem um aviso para que os 
criadores sigam as normas dos seus países. BANZI (2012). 
4.2. DIVISÕES DO ARDUINO 
O Arduino é divido entre duas partes completamente livres para o usuário fazer as suas 
alterações. Sendo elas o hardware, que é a placa em si e o software, que é o IDE (Ambiente de 
Desenvolvimento Integrado). 
 
16 
 
4.2.1. HARDWARE 
Por se tratar de uma plataforma de código livre existem inúmeras formas de construções 
de arduino, pois cada um pode fazer a sua em casa com as suas modificações específicas aonde 
bem entender. Mesmo o modelo oficial dos criadores passam por mudanças ao decorrer dos 
anos para suprir novas necessidades e não ficar um projeto em esquecimento eminente. 
Também, por ser uma ferramenta de baixo custo e de fácil construção, empresas paralelas 
copiam o modelo oficial e passam a vender protótipos cada vez mais baratos e acessíveis para 
os diferentes tipos de públicos. 
Portanto, mesmo com toda essa gama de variação, o projeto ainda segue uma certa forma 
de ser construído. Possuindo na sua base um microprocessador Atmel AVR, um cristal ou 
oscilador (relógio que permite a operação da placa na velocidade correta), regulador linear de 
5 volts, saídas analógicas e PWM digitais e por fim, na maioria dos modelos, encontramos uma 
porta USB para fazer a troca de dados e/ou alimentação 5 volts da placa. MCROBERTS (2011, 
p. 24). 
Para uma melhor experiência do uso do arduino, foi desenvolvida para ele 
complementos chamados de ‘shields’, que nada mais que são extensões à placa original, as 
quais auxiliam no funcionamento e na característica que o usuário quer dar ao seu protótipo. 
Exemplificando os Shields (Receptores GPS, displays LCD, módulos Ethernet, etc). 
MCROBERTS (2011, p. 24). 
5. MODELOS DE ARDUINO 
Como dito acima existem vários tipos de construções para o arduino, porém quase todas 
elas seguem um padrão de funcionamento com saídas analógicas, digitais, alimentação, etc. 
5.1. ARDUINO DUEMILANOVE 
Este arduino, lançado em 2009, é um dos mais famosos dos modelos existentes 
popularizado pelo seu sucessor, que é o Arduino UNO. MCROBERTS (2011, p. 25). 
17 
 
Possui tal popularidade por possuir uma boa quantidade de portas digitais e possuir um 
bom sistema de segurança em erros de montagens nos protótipos. Ela é composta por um micro 
controlador ATmega168, oscilador cristal de 16 MHz, suporte para conexão USB, conector 
fêmea para fonte, conector ICSP. Para usá-la bastar fazer o carregamento do programa por um 
cabo USB e alimentá-la com o próprio USB em caso de projetos baseados até 5 V ou com uma 
fonte de 12 V para projetos que requerem uma tensão de 5 a 12V. (Arduino DUEMILANOVE, 
datasheet). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 Arduino Duemilanove(www.arduino.cc) 
18 
 
5.2. ARDUINO UNO 
O modelo UNO é o sucessor do Duemilanove, por tanto possui uma construção 
semelhante a este. Sendo assim, possui um micro controlador ATmega328, possuindo quatorze 
portas digitais, seis entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, conexão tipo fêmea 
USB, entrada para fonte, cabeçalhos ICSP e nessa versão possui um botão para dar um reset na 
placa. Semelhante à Duemilanove, para usá-la bastar fazer o carregamento do programa por um 
cabo USB e alimentá-la com o próprio cabo em caso de projetos baseados até 5 V ou com uma 
fonte de 12 V para projetos que requerem uma tensão de 5 a 12V. (Arduino UNO, datasheet). 
5.3. ARDUINO MEGA 
O Arduino MEGA, como diz o nome, possui mais possibilidades de conexões, porém 
possui uma arquitetura semelhante ao UNO. Possui um micro controlador ATmega2560 em 
forma de SMD (Componente para Montagem em Superfície), cinquenta e quatro portas digitais, 
das quais 15 podem ser usadas como PWM, viabilizando então projeto que demandam uma 
maior quantidade de portas digitais, ele possui também dezesseis entrada analógicas, quatro 
portas seriais de hardware, cristal oscilador de 16MHz, conexão para cabo USB, cabeçalho 
ICSP e por fim um botão de reset. Para usá-la bastar fazer o carregamento do programa por um 
cabo USB e alimentá-la com o próprio cabo em caso de projetos baseados até 5 V ou com uma 
fonte de 12 V para projetos que requerem uma tensão de 5 a 12V. (Arduino MEGA2560, 
datasheet). 
Figura 2 Arduino UNO (www.arduino.cc) 
19 
 
5.4. ARDUINO NANO 
O Arduino nano é uma das versões mais compactas da família deste micro controlador.Possui um micro controlador da mesma versão do UNO, porém SMD, o ATmega368. Por sua 
vez, a conexão é mini-USB para gravação e alimentação apenas. Possui oito entradas analógicas 
e a mesma quantidade de portas digitais do UNO, jumper de +5V AREF. Ela não possui uma 
entrada para fonte, mas pode ser alimentada pelo pino de alimentação Vin. (Arduino NANO, 
datasheet). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 Arduino MEGA2560 (www.arduino.cc) 
Figura 4 Arduino NANO 
(www.filipeflop.com) 
20 
 
5.5. SHIELDS 
Os Shields são extensões do arduino que são conectados a ele para o usuário obter 
adicionais às funções nativas da plataforma base. Os Shields também estendem os pinos do 
arduino ao topo do eixo vertical, para que facilite o manuseio. 
Ressalta-se o uso opcional deste adicional, pois o usuário pode ter a mesma função de 
um shield se ele montar um protótipo em uma protoboard ou uma placa de circuito impresso. 
MCROBERTS (2011, p. 25). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO 
O ambiente de desenvolvimento será aquele em que o usuário irá escrever um programa 
para o microprocessador do arduino executar os seus comandos. Eles geralmente possui um 
tipo de linguagem de programação específica, no caso do arduino, essa linguagem é derivada 
da C/C++ e adaptada à placa. 
6.1. IDE (AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO INTEGRAL) 
O Arduino possui uma IDE feita para a sua placa, mas como se trata de um programa 
de código aberto, as cópias do arduino (Geekcreit, Roboduino, etc) são compatíveis a este 
mesmo programa. Ela é uma interface interessante pois possui várias ferramentas em um só 
Figura 5 Exemplo de Shield (www.sparkfun.com) 
21 
 
programa, apresentando um editor, compilador, viculador e depurador em uma mesma interface 
interativa. 
Na IDE para uso do arduino o usuário irá encontrar um editor de texto para editar os 
sketches, área de mensagens que irá mostrar o que está acontecendo no momento do upload por 
exemplo, console de texto e uma barra de ferramentas característica de quase todos programas 
para navegação do usuário. 
A interação entre software e hardware é feita por um cabo USB e feita mediante a este 
programa de computador. (RODRIGUES; SARTORI; GOUVEIA, 2012). 
Os sketeches são os programas escritos pelo editor de texto a serem lidos pelo arduino. 
Eles são salvos em arquivos com um extensão própria do projeto, exemplo “tcc.ino”. 
Para fazer uso deste IDE, o usuário deverá ir ao site oficial do Arduino 
<https://www.arduino.cc/en/Main/Software> e baixar o programa referente ao sistema 
operacional em que ele irá criar o seus projeto, a depender será o Windows, Linux ou MAC 
OS. Neste caso, usaremos a plataforma da Microsoft como exemplo. 
Ao instalar o programa e abri-lo pela primeira vez ele irá apresentar sua tela inicial, 
mostrando o seu editor de texto, barra de ferramentas, caixas de mensagens e seus botões de 
atalho para facilidade à produção da programação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.1.1. TOOLBAR DA IDE 
A barra de ferramentas do arduino, ou toolbar, é uma ferramenta necessária para dar 
rapidez e conforto para o usuário, pois ela traz consigo atalhos para as tarefas mais primordiais 
na elaboração de um programa. Sendo assim, não é preciso navegar nos menus do programa 
para fazer uma simples ação de carregar a compilação do sketch no arduino. 
 
 
 BOTÃO ABRIR 
Ao clicar no atalho “abrir”, o programador irá se deparar com uma tela que lhe dará 
várias opções de exemplos para estudar sobre um caso e aplicar ao seu projeto, ou, ele poderá 
um arquivo .ino do seu sketchbook e dar continuidade ao seu projeto. O sketchbook ou livro de 
Figura 6 IDE v1.8.7 do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 7 Toolbar/Barra de ferramentas da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
23 
 
sketches, é o local onde fica originalmente armazenado qualquer projeto que o programa salve 
primeiramente. 
 
 
 BOTÃO SALVAR 
O botão salvar é usado para salvar o projeto que está sendo feito no editor de texto do 
arduino. Ao salvar pela primeira vez ele irá abrir uma janela do explorer do Windows, por 
exemplo, para o usuário escolher aonde ela irá salvar o projeto. 
 
 
 
 BOTÃO NOVO 
O atalho do botão salvar é usado para criar um sketch em branco, apenas com as pré 
definições que são encontradas na Figura 6. 
 
 
 
 
 BOTÃO MONITOR SERIAL 
O botão monitor serial irá abir uma janela (Figura 12) que permitirá o usuário ler os 
parâmetros que estão sendo lido para o arduino e por aí estabelecer limites para seu programa, 
usando-as em funções da linguagem C/C++. 
 
 
 
 
Figura 8 Botão Abrir da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 9 Botão Salvar da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 10 Botão Novo da IDE do Arduin (Fonte do autor)o 
Figura 11 Botão Monitor Serial da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
24 
 
 
 BOTÃO VERIFICAR 
O botão verificar é usado para a aplicação fazer uma varredura no código escrito pelo 
usuário, a função dela é detectar possíveis erros de escritas antes de ser carregado para a 
memória do arduino. Caso ela encontre um erro, ela irá sinalizar na caixa de mensagens para o 
usuário visualizar (Figura 14). 
 
 
 
 
 
 
 BOTÂO CARREGAR 
O botão carregar tem como função a compilação e carregamento para o arduino o sketch 
produzido pelo usuário. 
 
 
Figura 12 Monitor Serial do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 13 Botão Verificar da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 14 Caixa de erro da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
Figura 15 Botão Carregar da IDE do Arduino (Fonte do autor) 
25 
 
7. PROGRAMAÇÃO 
Como dito anteriormente, o Arduino é uma plataforma de código de aberto baseada na 
linguagem C/C++, porém efetivamente ocorreram mudanças para que ficasse mais fácil a 
programação por jovens estudantes. 
Essa linguagem de programação mais simples derivada da C++ é chamada de Wiring e 
possui funções primordiais para a sua funcionalidade, sendo elas setup() e loop(), as quais serão 
descritas profundamente nos tópicos a seguir. 
7.1. ESTRUTURA DA ESCRITA DA PROGRAMAÇÃO 
A estrutura do void bloco de texto do arduino já vem pré-definida com as estruturas 
trabalhadas nos seguintes tópicos 
7.1.1. SETUP 
Essa função setupo() será executada somente uma vez quando iniciado ou resetado e no 
começo da leitura do programa, pois fará as preparações inicias para o arduino entrar em loop. 
É nela em que o usuário irá inserir as informações dos modos dos pinos, se é de saída ou entrada 
por exemplo, das condições de transmissão dos componentes, iniciar as variáveis, incluir as 
bibliotecas especiais que serão usadas, etc. Essa função é muito importante, pois tudo que não 
for declarado nela o arduino irá simplesmente ignorar as portas que não forem declaradas. 
7.1.1.1. PIN MODE 
O pinMode() irá ser escrito na região void do setup, ele será o responsável por declarar 
os componentes que estarão ligados nas portas digitais da placa. Declarando então em qual 
porta cada respectivo componente está ligado e se ele é de saída(OUTPUT) ou entrada(INPUT) 
de dados. 
7.1.2. LOOP 
 A função loop() é a principal que regra o funcionamento do arduino, pois ela irá 
executar tudo o que está escrito entre as suas chaves, passo a passo, respeitando tudo aquilo que 
o usuário programou. Como seu nome diz, loop, ela irá repetir aquele mesmo programa infinitas 
vezes enquanto o sistema estiver ligado a uma fonte de energia elétrica. 
 
 
 
 
26 
 
7.1.2.1. DIGITAL WRITE 
O digitalWrite() é uma ferramenta de escrita para um dispositivo de saída, um led por 
exemplo, que de acordo com o que o usuário quer irá gerar uma saída alta (high-1) ou um saída 
baixa (low-0). Exemplo: 
int LedVermelho = 6; // Define uma constante, dizendo que o LedVer
melho está na porta 6 
 
void setup() 
{ 
 pinMode(LedVermelho, OUTPUT); // Aquidefine-se a porta 6 (LedVermelho) com
o uma saída (output) 
} 
 
void loop() 
{ 
 digitalWrite(LedVermelho, HIGH); // Manda uma saída alta e o led se acende 
 delay(1000); // Espera 1000ms = 1s 
 digitalWrite(LedVermelho, LOW); // Manda uma saída baixa e o led se apaga 
 delay(1000); // Espera novamente 1000ms = 1s 
} 
7.1.2.2. ANALOG READ 
A analogRead() é uma ferramenta para fazer a leitura de um pino analógico específico. 
Esta leitura poderá variar de 0 a 1023 e cada número desse parâmetro significará um estado 
diferente para cada sensor, variando com as suas informações contidas no datasheet do 
fabricante. Exemplo: 
int Potenciometro = A0; // Perna central de um potenciômetro conectada na port
a A0 // As pernas laterais devem ser alimentadas pelo GND e 
pela porta de 5V 
int val = 0; // Define uma variável para armazenar o valor dado pelo pot
enciômetro 
void setup() 
{ 
 Serial.begin(9600); // Dá um comando para as informações aparecerem no 
monitor serial 
} 
 
void loop() 
{ 
 val = analogRead(Potenciometro); // Aqui o Arduino irá ler os parâmetros do p
otenciômetro 
 Serial.println(val); // Irá ‘printar’ na caixa do monitor serial o v
alor armazenado projetado pelo potenciômetro 
} 
 
27 
 
7.2. REFERENCIAIS DE ESTRUTURA 
Para o usuário escrever um determinado programa na linguagem do Arduino ele precisa 
estabelecer referenciais para o hardware interpretar o que está escrito. Não foi diferente no 
projeto que vai ser trabalhado neste trabalho de conclusão de curso. 
Os referenciais ainda podem ser divididos entre diferentes tópicos com suas respectivas 
finalidades. Como: 
 Estruturas de controle: if; else; for; while ... 
 Elementos de sintaxe: ponto e vírgula (;), vírgula (,), linha de comentário (//) ... 
 Operadores aritméticos: = (igualdade), + (adição), - (subtração) ... 
 Operadores de comparação: igual a (==), diferente de (!=), menor que (<), maior 
que (>) ... 
7.2.1. CONTROLE ‘IF’ 
O controle ‘if’ é usado para que alguma ação ocorra no arduino se uma determinada 
leitura de sensor detectar um determinado parâmetro. Por exemplo: 
// Se (if) 
if (AlgumParâmetroLidoPorAlgumSensor > 100); 
{ 
 // Faça tal coisa 
} 
Em outras palavras, em uma situação real: 
if (SensorDeUmidade > 120); 
{ 
digitalWrite(Nao_regando, HIGH); 
} // Ou seja, se (if) o sensor de umidade apresentar um determinado valor, ele i
rá ligar um led, por exemplo. 
7.2.2. CONTROLE ‘ELSE’ 
O controle ‘else’ é feito para trabalhar em conjunto com o controle ‘if’, pois é feita para 
caso não ocorra o que foi especificado na ‘if’, ocorrer não ‘else’. Exemplificando: 
if (SensorExemplo < 200); 
{ 
 // Se o valor do SensorExemplo for menor do que 500, faça uma ação X. 
} 
else 
{ 
28 
 
 // Se o valor do SensorExemplo NÃO for menor do que 500, faça uma ação Y. 
} 
7.3. REFERENCIAIS DE FUNÇÃO 
 Entrada e saída digital: pinMode, digitalWrite, int digitalRead 
 Entrada e saída analógica: int analogRead, analogWrite 
 Tempo: delay 
 Comunicação serial: Serial.begin, Serial.print 
7.3.1. DELAY 
A função delay irá praticamente tornar o arduino inoperante durante o intervalo de 
tempo determinado na estrutura da programação inserida na memória da placa. Quando o delay 
chega na sua vez de ser lido o arduino irá conservar tudo aquilo que está definido e manter essas 
configurações pelo tempo especificado. Exemplo: 
int Led1 = 1; // LED conectado à porta digital 1 
 
void setup() 
{ 
 pinMode(Led1, OUTPUT); // Define o Led1 na porta 1 como uma saída digital 
} 
 
void loop() 
{ 
 digitalWrite(Led1, HIGH); // Dá um comando alto para ligar o Led1 
 delay(1000); // O arduino fica inoperante durante 1 segundo 
 digitalWrite(Led1, LOW); // Dá um comando baixo para desligar o Led1 
 delay(1000); // Novamente fica inoperante por 1 segundo 
} 
8. IRRIGAÇÃO 
A irrigação é um conjunto de técnicas usadas para transpor a água de um lugar origem 
para um outro lugar diferente, visando modificar as características agrícolas de cada região. Por 
consequência, modificar, em partes, o curso natural da água da chuva. (LIMA, FERREIRA, 
CHRISTOFIDIS). 
Por ser uma técnica que potencializa os ganhos e livram o produtor agrícola de ficar a 
mercê do ciclo natural da água, a irrigação ganha notório crescimento ao decorrer dos anos. 
Áreas que antes eram contempladas por um ciclo regular de chuvas também começaram a 
desenvolver tecnologias de irrigação, além das regiões secas como o Nordeste e Centro-Sul do 
Brasil, pois não podem fazer uma aposta em investimentos e recursos humanos para logo após 
29 
 
perdê-los por negligência e confiança exagerada no ciclo natural das águas. Este crescimento 
pode ser observado na tabela a seguir: 
Tabela 1 Evolução das áreas irrigadas no Brasil (Embrapa) 
Ano 195
0 
195
5 
196
0 
196
5 
197
0 
197
5 
198
0 
198
5 
199
0 
199
4 
199
5 
199
6 
199
7 
1998 
Área 
Irrigada 
(103 
Hectare
s) 
64 141 320 545 796 110
0 
160
0 
210
0 
270
0 
280
0 
260
0 
265
6 
275
6 
2870
0 
Taxa de 
crescim
e 
nto (% 
ao ano) 
 17,1
1 
17,8
1 
11,2
3 
7,8
7 
6,6
8 
7,7
8 
5,5
9 
5,1
5 
0,9
1 
-
7,1
4 
2,1
5 
3,7
7 
4,14 
8.1. PRINCIPAIS TIPOS DE IRRIGAÇÃO 
Cada região e cada tipo de cultura irá demandar uma forma diferentes de irrigação. Desta 
forma, cada método de cultivo irá requerer uma diferente quantidade de água, períodos de 
irrigação e em quais partes do dia o cultivo será regado. 
Pensando nisso, engenheiros desenvolvem frequentemente tipos de irrigação, em que 
possam contemplar o produtor da melhor forma possível. Essa grande variedade na indústria da 
irrigação irá propiciar uma alta gama de vantagens e, também, desvantagens para os recursos 
naturais, humanos e financeiros. 
8.1.1. IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE 
O método de irrigação por superfície irá usar o fenômeno da gravidade para ser eficiente, 
por tanto, ele não é um sistema pressurizado. A água irá percorrer um caminho por canais ou 
tubos janelados até qualquer lugar em que ela consiga se infiltrar. 
Por ser um método um pouco mais rústico, há um grande consumo de água se 
comparado com outras tecnologias. 
 VANTAGENS 
 Menor custo de manutenção; 
 Sofre baixas influências naturais; 
 Baixo consumo de energia; 
 Requer equipamentos de alta simplicidade; 
30 
 
 DESVANTAGENS 
 Depende da topografia de inserção; 
 Complexo manejo; 
 Indústria fria; 
 Baixa eficiência quando mal alocado; 
8.1.1.1. SULCO 
A irrigação por sulco é feita por pequenos canais (sulcos). Pela gravidade a água irá se 
movimentar verticalmente e horizontalmente, regando então o solo. 
O método de irrigação por sulco geralmente é usado em culturas de: milho, soja, feijão 
e árvores frutíferas. 
8.1.1.2. INUNDAÇÃO 
Na irrigação por inundação a água é aplicada sobre a cultura por meio de bacias ou 
tabuleiros intermitentes. Nessa forma de irrigação a água é mantida no solo durante todo o 
tempo de cultivo. 
Figura 16 Irrigação por sulcos (www.agronomos.ning.com) 
31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.1.2. IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO 
A irrigação por aspersão é a mais indicada para a grande maioria das culturas, por ter 
uma alta eficiência no seu funcionamento. Porém o seu uso é moderado por ter um alto consumo 
de água e também por ter um custo inicial muito elevado, impossibilitando então o uso por 
agricultores de menor porte. 
O conjunto dos equipamentos deste tipo de irrigação é formada por motobomba, 
tubulações, aspersores e acessórios adicionais. 
De modo geral, a eficiência deste método de irrigação é um dos mais altos quando se 
comparados com os demais. Desta forma, a distribuição de água é melhor dividida pela extensão 
do terreno e por isto também pode ser utilizada, com eficácia, em terrenos arenososos quais 
possuem baixa capacidade de retenção. 
Depois de aplicada a uma cultura, a irrigação por aspersão se torna barata, pois há uma 
baixíssima perda de água por evaporação, infiltrações, etc por ser baseada em um sistema 
fechado. Ela também irá aumentar a produção, pois não depende de canais na região cultivável. 
Mas como todo sistema, ele possui desvantagens quando à parte de massas de ar que 
podem afetar o fluxo da irrigação. Se a pressão e a quantidade de água não for controlada, ele 
pode aumentar a umidade relativa do ar e favorecer o surgimento de pragas, bem como o 
impacto das gotículas de água pode danificar o solo. 
Figura 17 Irrigação por inundação (www.researchgate.net) 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.1.3. IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO 
A irrigação por gotejamento é um dos métodos mais econômicos se comparado com os 
demais. O custo inicial de aplicação dos equipamentos, manutenção e gasto de recursos naturais 
são relativamente baixos, isto o faz acessível para os mais diferentes níveis socioeconômicos. 
Este sistema tem uma alta eficiência pois as gotas de água são dimensionadas para serem 
aplicadas diretamente na raiz das plantas, evitando o gasto de em água em até 80% e evitando 
assim o surgimento de ervas daninhas. 
Os componentes deste tipo de irrigação são: motobomba, tubulações e cabeçais. É 
acoplado a ele um sistema de filtragem de resíduos da água para impedir o entupimento dos 
emissores. No projeto de implantação também é discutido o controle de pressão para 
dimensionar adequadamente a lâmina de água que será aplicada na planta. 
Se comparado a aspersão esse sistema irá levar vantagem, pois ele também é menos 
danoso ao meio ambiente, pois promove uma baixa erosão dos micronutrientes da planta e uma 
consequente redução quanto ao uso de fertilizantes. Este tipo de irrigação é amplamente usado 
em culturas de morango, tomate, berinjela, pimentão, pepino e vagem. 
Figura 18 Irrigação por aspersão (www agencia.cnptia.embrapa.br) 
33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. PROJETO DE IRRIGAÇÃO AUTOMATIZADA 
A irrigação tem os seus primeiros aparecimentos por volta do séc I na China, com vasos 
de barro com pequenos furos próximos às raízes das plantas. Com a evolução do tempo é claro 
que este método rústico foi se evoluindo, com aplicação de bombas de água, aspersores, 
tubulações e tudo o que já foi discutido acima nesta monografia. 
Nossa sociedade começa a se desenvolver e cada vez mais necessita-se de uma forma 
de desenvolvimento sustentável, em que os recursos naturais possam ser administrados da 
melhor forma possível, propiciando a mais alta eficiência a qual possa ser obtida. Desta forma 
temos o surgimento da agricultura de precisão, fazendo uso de sistemas modernos de 
monitoramento e ação, para que não haja uma desperdício de recursos, sendo a água o mais 
focado. 
Por isso, muitos projetos de automatização surgem na academia para contribuir nessa 
intenção de desenvolvimento sustentável, não restringindo os mais diferentes níveis de 
agricultura, indo da subsistência até o agronegócio em tamanho de área cultivável. Por tanto, 
os mais diferentes projetos surgem com uma mesma tentativa de oferecer algo acessível e 
funcional para o mercado. 
A partir deste ponto em diante, todos os componentes que foram usados no projeto será 
descrito detalhadamente para logo após isso discutir em quais situações ele poderá ser útil para 
a sociedade. 
Figura 19 Irrigação por gotejamento (www.superbac.com.br) 
34 
 
9.1. SENSORES 
Um sensor é um dispositivo que permite a análise de grandezas naturais por meio de um 
hardware, ou seja, ele literalmente “sente” um acontecimento externo e traduz eletronicamente 
para um determinado dispositivo. Sendo assim, um sensor é uma espécie de transdutor, o qual 
em uma determinada situação ele irá transformar um tipo de energia em outra, na maioria das 
vezes de energia (luminosa, térmica, cinética) em energia elétrica. 
Existe uma alta de gama de tipos de sensores e eles são divididos conforme a sua forma 
de funcionamento, entre sensores analógicos e digitais. 
9.1.1. SENSORES ANALÓGICOS 
Os sensores analógicos são os mais comuns e simples, pois são baseados em sinais 
analógicos. Os sinais analógicos possuem fixados um determinado valor máximo e mínimo, 
porém pode assumir infinitos valores entre este máximo e mínimo, ou seja, valores 
intermediários. 
Em um sensor ideal as medidas fornecidas por ele não irá variar conforme influência de 
fatores externos, mas como no cotidiano esta possibilidade é quase impossível de acontecer, 
ficamos sujeitos a analisar parâmetros que muitas vezes sofreram influências indesejáveis. 
Dentro da divisão dos sensores analógicos há uma subdivisão conforme a sua forma de 
funcionamento, entre: 
 Sensor analógico resistivo: A medida dos parâmetros fornecidos por este sensor 
é feito pela resistência e consequente tensão em que esse sensor irá fornecer de acordo com o 
ambiente em que ele estará inserido. Exemplo da curva de um sensor resistivo: 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20 Gráfico exemplar fictício de um sensor resistivo (Fonte do autor) 
35 
 
 Sensor analógico capacitivo: O sensor analógico capacitivo irá dar a medida dos 
seus parâmetros a partir da mudança da capacitância do componente. Este evento poderá gerar 
uma mudança na tensão ou capacitância do componente. 
Em suma, o funcionamento de um sensor analógico irá ser baseado na medição da 
tensão, em que cada ponto irá representar alguma porcentagem de alguma variante, a qual irá 
depender do que o sensor está medindo e do padrão do seu funcionamento. Como descrito na 
figura a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cada valor medido no gráfico (Figura 21) entre a tensão máxima e mínima será um 
parâmetro correspondente. 
9.1.2. SENSORES DIGITAIS 
Em contrapartida aos sensores analógicos, os sensores digitais não podem assumir 
diferentes valores compreendidos em um intervalo de tensão, sendo assim, eles possuem dois 
níveis definidos de tensão (Figura 22). Estes níveis são alto quando a tensão está próxima à 5V 
e baixo quando a tensão está próxima à 0V. 
É importante que os patamares de alto e baixo sejam bem definidos, pois se o nível for 
maior do que 5V ele poderá danificar o sistema e se for menor que 5V, e diferente de 0V, ele 
irá fornecer uma leitura errada ao controlador, por se tratar de um sensor digital. 
Figura 21 Curva de um sensor analógico genérico (PATSKO, 2006) 
36 
 
Os sensores digitais mais simples apresentam apenas duas possibilidades por sensor, 
uma saída alta e uma baixa. Sendo assim, as possibilidades de resposta de uma sistema baseado 
em sensores digitais será a seguinte: 
2^n = Nº de possibilidades, em que n é a quantidade de sensores digitais. 
 
 
 
 
 
10. METODOLOGIA 
 ARDUINO UNO: 
O modelo UNO (Figura 2) possui um micro controlador ATmega328, possuindo 
quatorze portas digitais, seis entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, 
conexão tipo fêmea USB, entrada para fonte, cabeçalhos ICSP e nessa versão possui um 
botão para dar um reset na placa. Semelhante à Duemilanove, para usá-la bastar fazer o 
carregamento do programa por um cabo USB e alimentá-la com o próprio cabo em caso 
de projetos baseados até 5 V ou com uma fonte de 12 V para projetos que requerem uma 
tensão de 5 a 12V. (Arduino UNO, datasheet). 
RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS: ARDUINO UNO 
Micro controlador ATmega328 
Tensão operacional 5V 
Tensão de entrada (Recomendado) 7-12V 
Tensão de entrada (Limites) 6-20V 
Pinos digitais Input/Output 14 (6 deles podem ser saídas PWM) 
Pinos analógicos Input 6 
Corrente contínua por pinos I/O 40 mA 
Corrente contínua para pino 3,5V 50 mA 
Memória flash 32 KB (ATmega328) dos quais 0,5 KB é para o 
bootloader 
SRAM 2 KB (ATmega328) 
EEPROM 1 KB (ATmega328) 
Velocidade do clock 16 MHz 
Tabela 2 Arduino UNO (datasheet, FARNELL) 
 
Figura 22 Sinal digital (Reprodução,BBC) 
37 
 
 SENSOR DE UMIDADE DE SOLO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
O sensor de umidade de solo (Figura 23), como propriamente diz o seu nome, é usado 
para medir a umidade de um solo por meio de um sinal analógico em sua grande maioria e irá 
propiciar uma alta gama de valores medíveis, mas também poderá ser utilizado o valor digital 
e estabelecer alguns extremos nos parâmetros do sensor. Para utilizá-lo basta inseri-lo em uma 
determinada poção do solo e a partir da resistência do solo seco/úmido ele irá fazer um 
referencial de tensão e mandar para uma porta analógica do arduino. 
RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS: SENSOR DE UMIDADE DE SOLO 
Tensão operacional 5V 
Corrente operacional <20 mA 
Interace Analógica 
Profundidade da detecção 37 mm 
Temperatura de operação 10ºC~30ºC 
Peso 3 g 
Dimensões 63x20x8 mm 
Interface compatível Arduino 
Consumo de energia Baixo 
Sensibilidade Alta 
Tensão do sinal de saída 0~4.2V 
Tabela 3 Sensor de umidade de solo (datasheet, FACEGYPT) 
 PROTBOARD: 
Protoboard (Figura 24) é uma ferramenta eletrônica usada para fazer experimentos em 
laboratório, dispensando então a ligação permanente de componentes e por assim evitar a 
diminuição do tempo de vida destes mesmos. 
Figura 23 Sensor de umidade de solo 
(www.eletrogate.com) 
38 
 
RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS: PROTOBOARD 
Número de furos 830 
Material do corpo ABS (Resistente até 90ºC) 
Material da base Alumínio 
Material do contato Bronze fosforoso 
Acabamento do contato Banho de níquel 
Bitola do fio 0,41 mm a 0,81 mm (20 ~ 29 AWG) 
Tensão máxima 300 V RMS 
Corrente máxima 3A RMS 
Dimensões 165x54x10 mm 
Peso 103 g 
Tabela 4 Protoboard (datasheet, MINIPA) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 MÓDULO RELÉ: 
O módulo relé (Figura 25) é uma chave de operação que permite a troca de estado a 
partir de um comando de uma porta digital do arduino, por exemplo. Ele permite o controle de 
uma tensão e corrente muito maior do que a placa arduino pode aguentar. 
Um módulo relé comum possui 3 portas, sendo a comum e as outras NF ou NA que 
serão usadas conforme o requerimento do projeto. 
Figura 24 Protoboard (www.filipeflop.com) 
39 
 
A tensão que ele irá controlar irá variar de relé para relé, mas a que ele será controlado 
por uma tensão de 3-5V. 
 
 
 
 
 
 
 DISPLAY LCD: 
O display LCD (Figura 26) usado no projeto é um 16x2, ou seja, possui dezesseis 
colunas e duas linhas para a descrição da informação disponibilizada pelo arduino. Um display 
LCD comum possui 16 pinos, cada um com sua função. 
NÚMERO DO PINO SÍMBOLO FUNÇÃO 
1 Vss GND/Terra 
2 Vdd +3V ou +5V 
3 Vo Ajuste de contraste 
4 RS H/L Registar sinal de 
seleção 
5 RW H/L Sinal de Escrita/Leitura 
6 E H -> L Ativar Sinal 
7 DB0 Pino de dados 
8 DB1 Pino de dados 
9 DB2 Pino de dados 
10 DB3 Pino de dados 
11 DB4 Pino de dados 
12 DB5 Pino de dados 
13 DB6 Pino de dados 
14 DB7 Pino de dados 
15 A/Vee +4.2V para o LED/Tensão 
de saída negativa 
16 K Alimentação elétrica 
Tabela 5 Pinos de um display LCD (datasheet) 
Figura 25 Módulo relé (ZQC Module Store) 
40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 VÁLVULA SOLENÓIDE: 
Uma válvula solenoide (Figura 27) é um dispositivo eletromecânico que tem como 
objetivo o controle do fluxo de um determinado liquido por uma interação elétrica com uma 
bobina e êmbolo. Normalmente o êmbolo é feito de metal revestido com algum polímero, sua 
posição de repouso rompe o fluxo contínuo do material submetido à válvula, quando ela é ligada 
e passa corrente na sua bobina, surge nela um campo magnético que irá atrair o êmbolo, que 
por sua vez irá permitir a passagem do fluido, como demonstrado a seguir (Figura 28). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 26 Display LCD comum (www.microwat.com.br) 
Figura 27 Válvula solenoide (www.eletrogate.com) 
41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LED: 
Para uma melhor administração do funcionamento do sistema e para levar uma 
experiência melhor para o usuário foi feita a utilização de leds para fazer indicações de estágios 
de operação representados pelo estado de cada componente. 
O led (Figura 29) é um dispositivo formado por um diodo emissor de luz que irá 
trabalhar a 5V no arduino, em que o seu polo negativo irá se conectar ao GND e o polo positivo 
irá se conectar a uma porta digital. Neste projeto, o led vermelho irá representar a necessidade 
de água do solo e ao momento que ele for regado e estiver com uma umidade boa o led verde 
irá se acender e o led vermelho se apagará. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28 Funcionamento de uma válvula solenoide 
(ADAPTADO, CITISYSTEMS) 
Figura 29 Led (www.kitronik.co.uk) 
42 
 
10.1. JUSTIFICATIVA PARA O USO DESTE SISTEMA 
Atualmente, no mercado da agricultura, há inúmeros sistemas de automatização de uma 
cultura, mas geralmente são voltados aos grandes consumidores de tecnologia pesada, como o 
agronegócio. Por consequência, se torna um sistema inacessível para o restante das pessoas que 
almejam uma potencialização na sua plantação de menor porte, seja ela com intuito de consumo 
ou de lazer. 
Com um projeto criado para a plataforma Arduino, essa possibilidade de automatização 
de uma plantação se torna mais ampla devido à quantidade de modificações que um sistema 
aberto nos dá e também fica acessível, por se tratar de um sistema relativamente de baixo custo 
e de fácil implementação, não exigindo uma mão de obra altamente especializada. E uma das 
maiores vantagens deste sistema é que mesmo ele sendo barato, a precisão será enorme, pois 
será baseado nos cálculos e parâmetros de sensores, deixando um pouco de lado a dependência 
do fator humano. 
10.2. MONTAGEM DO HARDWARE 
Após a seleção dos componentes eles foram instalados ao hardware do arduino, ou seja, 
todas as ligações físicas foram feitas seguindo o esquema a seguir, esquematizado em 
protoboard: 
43 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fi
g
u
ra
 3
0 
Es
qu
em
at
iz
a
çã
o
 d
o
 p
ro
tó
ti
po
 (
Fo
n
te
 d
o 
a
ut
o
r)
 
44 
 
10.3. CONFIGURAÇÃO DO SOFTWARE 
Para o sistema funcionar adequadamente eu fiz uma programação para que tudo ocorra 
como o esperado, com as informações sendo transmitidas a partir do display LCD e com o 
auxílio de leds com cores indticativas. O código do programa está a seguir: 
#include <LiquidCrystal.h> // Aqui eu inseri a biblioteca do LCD para que o arduin
o reconheça o que vai ser usado 
 
 int rele = 8; // Nessa linha eu declarei que o relé estará na porta 
 int regando = 13; // Nessa linha e na de baixo seguinte eu declarei as portas do
s leds, vermelho nesse caso 
 int nao_regando = 12; // E verde neste daq 
 const int rs = 3, en = 2, d4 = 7, d5 = 6, d6 = 5, d7 = 4; // Coloquei uma consta
nte para cada pino do LCD 
 LiquidCrystal lcd(3, 2, 7, 6, 5, 4); // Aqui eu declarei quais portas são de dad
os 
 
void setup() { 
 pinMode(rele, OUTPUT); // Declarei o relé como um dispositivo de saída 
 pinMode(regando, OUTPUT); // Declarei o led verde como um dispositivo de saída 
 pinMode(nao_regando, OUTPUT); // Declarei o led vermelho como um dispositivo de 
saída 
 lcd.begin(16, 2); 
} 
 
void loop() { 
 int umidade = analogRead(A0); // Declarei ‘umidade’ como a mesma coisa para faze
r a leitura da porta analógica A0 
if (umidade > 600) { // Se a ‘umidade’ for maior que 600, o relé estará conduzindo 
corrente, o led verde estará acesso e o vermelho desligado e também estará escrito 
no LCD que a válvula estará aberta. 
 digitalWrite(rele, LOW); 
 digitalWrite(regando, HIGH); 
 digitalWrite(nao_regando, LOW); 
 lcd.clear(); 
 lcd.setCursor(0,0); 
 lcd.print("Umidade: "); 
 
45 
 
 
 lcd.print(umidade); 
 lcd.setCursor(0,1); 
 
 lcd.print("Valvula: Aberta"); 
 delay(5000); // Irá regar por 5 segundos e voltar para o estado inicial de válvu
la fechada e led vermelho acesso e led verde desligado 
 digitalWrite(rele, HIGH); 
 digitalWrite(nao_regando, HIGH); 
 digitalWrite(regando, LOW);lcd.clear(); 
 lcd.setCursor(0,0); 
 lcd.print("Umidade: "); 
 lcd.print(umidade); 
 lcd.setCursor(0,1); 
 lcd.print("Valvula: Fechada"); 
} 
else { // Se a ‘umidade’ não for maior que 600 o estado de válvula fechada permane
cerá e o led vermelho estará ligado, o verde estará desligado e no lcd estará dize
ndo que a válvula está fechada 
 lcd.clear(); 
 lcd.setCursor(0,0); 
 lcd.print("Umidade: "); 
 lcd.print(umidade); 
 lcd.setCursor(0,1); 
 lcd.print("Valvula: Fechada"); 
 digitalWrite (rele, HIGH); 
 digitalWrite(nao_regando, HIGH); 
 digitalWrite(regando, LOW); 
 delay(1000); 
} 
 delay (5000); // Irá dar um intervalo de 5s para realizar a próxima leitura 
} 
 
 
 
46 
 
11. DISCUSSÕES E RESULTADOS 
Após a montagem da irrigação, com a ligação da válvula solenoide em uma fonte de 
água, eu usei um vaso comum de planta e plantei alguns grãos de feijão mulatinho para observar 
como ele se desenvolveu com o passar dos dias sem interferência humana na irrigação. Apenas 
foi mudado a configuração da mangueira que estava lhe fornecendo água e o vaso também foi 
mudado para uma posição mais próxima da luz solar. Vale ressaltar que o solo usado estava 
com um adubo orgânico. 
A seguir será apresentado uma sequência de fotos em que será retratada o crescimento 
da planta ao longo dos dias: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No dia 0 foi feita a plantação de várias covinhas aleatórias contendo três grãos de feijão 
mulation,foi tirada uma fotografia apenas para mostrar visualmente como o solo estava com as 
suas condições de conformidade do adubo e da umidade relativa do solo. 
 
 
Figura 31 Dia 1 da plantação (Fonte do autor) 
47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No dia 2 não houve mudança significativa no vaso de plantas, apenas mudei o arranjo 
de como a mangueira ficaria acoplada no vaso, mas como pode ser visualizado no 3° dia da 
plantação, os feijões da germinaram e alguns apresentaram pequenos brotos. É magnífico 
pensar sobre isso pois eles não sofreram nenhuma irrigação externa do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32 Dia 4 da plantação (Fonte do autor) 
48 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 33 Dia 5 da plantação (Fonte do autor) 
Figura 34 Dia 6 da plantação (Fonte do autor) 
Figura 35 Dia 7 da plantação (Fonte do autor) 
49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em apenas 8 dias, sem nenhuma interferência na irrigação externa ao sistema, os feijões 
germinaram e se desenvolveram plenamente. 
Como foi possível observar, as plantas cresceram em um rápido ritmo, mesmo não 
havendo interação entre homem e máquina de irrigação para uma potencialização dos ganhos, 
servindo então como um exemplo puro da eficiência real do protótipo em uma fase beta de 
operações. 
Um dos pontos positivos deste projeto foi o baixo custo exigido pelo mesmo, mas 
mesmo assim um ponto negativo importante para ser lembrado é a oxidação da sonda do sensor 
de umidade do solo, o que pode acarretar na variação irreal das medidas reais fornecidas pelo 
solo, sendo assim, é de suma importância a substituição periódica deste componente para que 
a plantação tenha um bom rendimento. 
. 
ITEM PREÇO 
(R$) 
Arduino UNO (Importado) 13,25 
Válvula solenoide (Reutilizada) 30,00 
Módulo relé 9,90 
Sensor de umidade de solo 14,00 
Display LCD 17,90 
Tabela 6 Preços dos itens do protótipo (Fonte do autor) 
É importante ressaltar que estes preços são referentes ao ano de 2018. 
Figura 36 Dia 9 da plantação (Fonte do autor) 
50 
 
12. CONCLUSÃO 
Este exemplar de plantação foi feito sem um método regular de irrigação, apenas foi 
testado se haveria uma periodicidade comandada pelo sensor de umidade de solo, sendo assim 
não foi ponderada em como a eficiência de um método de irrigação poderia influenciar no 
crescimento da planta. Para a escolha de um sistema de irrigação adequada, deve-se fazer uma 
sequência de estudos sobre a declividade, taxa de infiltração, sensibilidade da cultura ao 
molhamento e efeito do vento, logo depois ponderá-los e só assim escolher qual a forma melhor 
de irrigação. Isto fica melhor exemplificado na tabela a seguir. 
Tabela 7 Adaptado de Turner (1971) e Gurovich (1985) (ANDRADE, BRITO) 
MÉTODO FATORES 
 DECLIVIDADE TAXA DE 
INFILTRAÇÃO 
SENSIBILIDADE 
DA CULTURA 
AO 
MOLHAMENTO 
EFEITO 
DO VENTO 
Superfície Área deve ser 
plana ou nivelada 
artificialmente a 
um limite de 1%. 
Maiores 
declividades 
podem ser 
empregadas 
tomando-se 
cuidados no 
dimensionamento. 
Não 
recomendado 
para solos com 
taxa de 
infiltração acima 
de 60 mm/h ou 
com taxa de 
infiltração muito 
baixa. 
Adaptável à cultura 
do milho, 
especialmente o 
sistema de sulcos. 
Não é 
problema 
para o 
sistema de 
sulcos. 
Aspersão Adaptável a 
diversas 
condições. 
Adaptável às 
mais diversas 
condições. 
Pode propiciar o 
desenvolvimento 
de doenças 
foliares. 
Pode afetar a 
uniformidade 
de 
distribuição 
e a 
eficiência. 
Localizada Adaptável às mais 
diversas 
condições. 
Todo tipo. Pode 
ser usado em 
casos extremos, 
como solos muito 
arenosos ou 
muito pesados. 
Menor efeito de 
doenças que a 
aspersão. Permite 
umedecimento de 
apenas parte da 
área. 
Nenhum 
efeito no 
caso de 
gotejamento. 
Subirrigação Área deve ser 
plana ou nivelada. 
O solo deve ter 
uma camada 
impermeável 
abaixo da zona 
das raízes, ou 
lençol freático 
alto que possa ser 
controlado. 
Adaptável à cultura 
do milho desde que 
o solo não fique 
encharcado o 
tempo todo. Pode 
prejudicar a 
germinação. 
Não tem 
efeito. 
51 
 
 
O projeto apresentou um resultado satisfatório em um cenário que não foi dos melhores 
para o pleno desenvolvimento da plantação, pois no momento experimental não foi possível a 
arquitetura de um método de irrigação mais eficaz, sujeitando então para uma adaptação do que 
seria uma irrigação por gotejamento. Ou seja, caso uma pessoa tenha interesse em adquirir um 
protótipo desses, ela poderia implementar no seu conjunto uma forma de irrigação discutida 
acima neste trabalho. 
Como este equipamento faz uso de apenas um sensor de umidade de solo ele restringe 
o uso em agriculturas de grande porte, por isso ele foi pensado e idealizado principalmente para 
agriculturas de subsistência e/ou plantações para lazer. Porém, para emprega-lo em uma 
plantação de grande porte, faz se necessário a compra de mais de um sensor de umidade de solo 
e uma pequena modificação no código da programação, para que mais de um sensor em mais 
de uma porta analógica possa ser lido e modificar o sistema por consequência. 
Um ponto negativo deste sensor usado é, que por ser um sensor simples, ele restringe a 
profundidade de detecção em apenas 37mm segundo o seu datasheet, inviabilizando então um 
uso 100% certo das suas medições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
 
REFERÊNCIAS 
LAMAS, Fernando Mendes. A tecnologia na agricultura. Disponível em: < 
https://www.embrapa.br/agropecuaria-oeste/busca-de-noticias/-/noticia/30015917/artigo-a-
tecnologia-na-agricultura>. Acesso em: 2 jan. 2019. 
 
MOLIN, José Paulo; AMARAL, Lucas Rios do; COLAÇO, André Freitas. Agricultura de 
precisão. -- 1. Ed. -- São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 
 
THOMSEN, Adilson. O que é Arduino. Disponível em: < https://www.filipeflop.com/blog/o-
que-e-arduino/>. Acesso em: 2 jan. 2019. 
 
MCROBERTS, Michael. Arduino básico. -- 1. Ed. -- São Paulo: Novatec, 2011. 
 
BANZI, Massimo. Como o arduino está tornando a imaginação open-source. Disponível 
em: < https://www.youtube.com/watch?v=UoBUXOOdLXY>. Acesso em: 3 jan. 2019. 
 
DOWNLOAD IDE ARDUINO. Arduino. Disponível em: < 
https://www.arduino.cc/en/Main/Software>. Acesso em: 3 jan. 2019. 
 
BARBOSA, José Wilian. Sistema de irrigação automatizado utilizando plataforma 
arduino. Assis: Fundação Educacional do Município de Assis, 2013.RODRIGUES, Lucas; SARTORI, Eliseu; GOUVEIA, Bruno. Introdução ao arduino. Campo 
Grande: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, 2012. 
 
REIS, Jéssica Sarto dos. Sistema de controle aplicado à automação de irrigação agrícola. 
Cornélio Procópio: Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2015. 
 
ALCINO, Jorge. Mundo Arduino: Vamos começar a programar?. Disponível em: < 
https://pplware.sapo.pt/gadgets/hardware/mundo-arduino-vamos-comecar-a-programar/>. 
Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. Referência da linguagem. Disponível em: < https://multilogica-
shop.com/Referencia>. Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. If (condicional) e ==, !=, <, > (operadores de comparação). 
Disponível em: < https://multilogica-shop.com/node/23>. Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. If / Else. Disponível em: < https://multilogica-shop.com/node/24>. 
Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. Delay(ms). Disponível em: <https://multilogica-shop.com/node/95>. 
Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. AnalogRead(). Disponível em: <https://multilogica-
shop.com/node/75>. Acesso em: 4 jan. 2019. 
 
MULTILÓGICA-SHOP. DigitalWrite(). Disponível em: <https://multilogica-
shop.com/node/69>. Acesso em: 4 jan. 2019. 
https://www.embrapa.br/agropecuaria-oeste/busca-de-noticias/-/noticia/30015917/artigo-a-tecnologia-na-agricultura
https://www.embrapa.br/agropecuaria-oeste/busca-de-noticias/-/noticia/30015917/artigo-a-tecnologia-na-agricultura
https://www.filipeflop.com/blog/o-que-e-arduino/
https://www.filipeflop.com/blog/o-que-e-arduino/
https://www.youtube.com/watch?v=UoBUXOOdLXY
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
https://pplware.sapo.pt/gadgets/hardware/mundo-arduino-vamos-comecar-a-programar/
https://multilogica-shop.com/Referencia
https://multilogica-shop.com/Referencia
https://multilogica-shop.com/node/23
https://multilogica-shop.com/node/24
https://multilogica-shop.com/node/95
https://multilogica-shop.com/node/75
https://multilogica-shop.com/node/75
https://multilogica-shop.com/node/69
https://multilogica-shop.com/node/69
53 
 
 
EMBRAPA (Brasil). O uso da irrigação no Brasil. Disponível em: < 
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/irrigacao_000fl7vsa7f02wyiv80ispcrr5frx
oq4.pdf>. Acesso em: 7 jan. 2019. 
 
AGROSMART. Vantagens e desvantagens dos principais tipos de irrigação. Disponível 
em: < https://agrosmart.com.br/blog/irrigacao/vantagens-tipos-de-irrigacao/>. Acesso em: 7 
jan. 2019. 
 
ANDRADE; R.S. Irrigação por superfície: Sulco e Inundação. Cuiabá: Universidade Federal 
de Mato Grosso, 2010. 
 
STONE, Luís Fernando. Irrigação por aspersão. Disponível em: < 
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/feijao/arvore/CONTAG01_37_1311200215102.
html>. Acesso em: 7 jan. 2019. 
 
JÚNIOR, Carlos Resser. As vantagens de irrigação por gotejamento. Pilar do Sul: Injertec. 
 
SANTOS, Vitor. Os benefícios da irrigação automatizada para jardins. Disponível em: < 
https://www.irrigacao.net/irrigacao-paisagismo/os-beneficios-da-irrigacao-automatizada-para-
jardins>. Acesso em: 9 jan. 2019. 
 
SILVEIRA, Cristiano Bertulucci. Como funciona a válvula solenoide e quais são os tipos 
existentes?. Disponível em: < https://www.citisystems.com.br/valvula-solenoide/>. Acesso 
em: 14 jan. 2019. 
 
ANDRADE, Camilo de Lelis Teixeira de. Métodos: Métodos de Irrigação. Disponível em: < 
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/milho/arvore/CONTAG01_72_16820051120.ht
ml>. Acesso em: 19 jan. 2019. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/irrigacao_000fl7vsa7f02wyiv80ispcrr5frxoq4.pdf
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/irrigacao_000fl7vsa7f02wyiv80ispcrr5frxoq4.pdf
https://agrosmart.com.br/blog/irrigacao/vantagens-tipos-de-irrigacao/
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/feijao/arvore/CONTAG01_37_1311200215102.html
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/feijao/arvore/CONTAG01_37_1311200215102.html
https://www.irrigacao.net/irrigacao-paisagismo/os-beneficios-da-irrigacao-automatizada-para-jardins
https://www.irrigacao.net/irrigacao-paisagismo/os-beneficios-da-irrigacao-automatizada-para-jardins
https://www.citisystems.com.br/valvula-solenoide/
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/milho/arvore/CONTAG01_72_16820051120.html
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/milho/arvore/CONTAG01_72_16820051120.html