Estufa
Relatório técnico final
Integrantes:
Cleiton J. Marcon
Jefferson A. A. Parisotto
Professor Orientador:
Guilherme Nogueira
4º Bimestre
Visto:
Sumário
Sumário ................................................................................................................. 2
Índice das Figuras ................................................................................................. 3
Índice das Tabelas ................................................................................................. 4
Resumo ................................................................................................................. 5
1
Introdução ................................................................................................... 6
2
Detalhamento do Projeto ............................................................................ 7
2.1
Módulo de Hardware .............................................................................. 7
2.1.1 Arduino Mega 2560 .......................................................................... 8
2.1.2 Módulo de Temperatura .................................................................... 9
2.1.3 Módulo de Luminosidade ............................................................... 11
2.1.4 Módulo de pH ................................................................................. 12
2.1.5 Módulo de Umidade........................................................................ 15
2.1.6 Módulo de Irrigação ........................................................................ 16
2.1.7 Módulo de Interface ........................................................................ 18
2.2
Módulo de Software.............................................................................. 19
2.2.1 Teste ................................................................................................ 20
2.2.2 Define valores ................................................................................. 20
2.2.3 Temperatura .................................................................................... 20
2.2.4 pH .................................................................................................... 20
2.2.5 Umidade .......................................................................................... 20
2.2.6 Luminosidade .................................................................................. 20
2.2.7 Regula Intensidade .......................................................................... 20
3
Cronograma .............................................................................................. 21
4
Procedimentos de Teste e Validação do Projeto ...................................... 26
4.1
Testes de caixa preta ............................................................................. 26
2
4.2
Testes de caixa branca .......................................................................... 27
4.2.1 Módulos sensores ............................................................................ 27
4.2.2 Módulos atuadores .......................................................................... 27
4.2.3 Módulo Interface ............................................................................. 28
4.2.4 Plano de testes ................................................................................. 28
5
Análise dos Riscos .................................................................................... 31
6
Conclusão ................................................................................................. 33
7
Referências Bibliográficas ........................................................................ 34
Índice das Figuras
Figura 2-1 – Módulo de Hardware ....................................................................... 7
Figura 2-2 – Placa arduino Mega 2560 ................................................................. 9
Figura 2-3- LM35 ................................................................................................ 9
Figura 2-4 - Sensor LM35 .................................................................................. 10
Figura 2-5 – Desenho esquemático do módulo de temperatura ......................... 10
Figura 2-6 - Desenho da conexão do módulo de temperatura ............................ 10
Figura 2-7 - LDR ................................................................................................ 11
Figura 2-8 - Desenho esquemático do módulo de luminosidade ........................ 12
Figura 2-9 - Desenho da conexão do módulo de luminosidade.......................... 12
Figura 2-10 - Sensor de pH instalado ................................................................. 13
Figura 2-11 - Sensor de pH montado .................................................................. 13
Figura 2-12 - Barras de aço galvanizado ............................................................ 13
Figura 2-13 - Instrumento de medição comercial ............................................... 13
Figura 2-14 - Desenho esquemático do módulo de pH ...................................... 14
Figura 2-15 - Desenho da conexão do módulo de pH ........................................ 14
Figura 2-16 - Desenho esquemático do módulo de umidade ............................. 15
Figura 2-17 - Desenho da conexão do módulo de umidade ............................... 15
Figura 2-18 - Bomba utilizada para irrigação ..................................................... 16
Figura 2-19 - Diagrama da ligação da bomba .................................................... 16
3
Figura 2-20 - Desenho da conexão do módulo de irrigação ............................... 17
Figura 2-21 - Desenho esquemático do módulo de iluminação ......................... 17
Figura 2-22- Desenho da conexão do módulo de iluminação ............................ 18
Figura 2-23 - Esboço do módulo de interface .................................................... 18
Figura 2-24 - Fluxograma de software ............................................................... 19
Figura 3-1 - Fase de Elaboração da Proposta ..................................................... 21
Figura 3-2 - Fase de Desenvolvimento do Plano de Projeto .............................. 22
Figura 3-3 - Fase de Elaboração do Projeto Físico ............................................. 23
Figura 3-4 - Fase de Elaboração do Protótipo .................................................... 24
Figura 3-5 - Fase final do projeto ....................................................................... 25
Índice das Tabelas
Tabela 1 – Testes efetuados .................................................................................. 9
Tabela 2 – Testes a realizar ................................................................................ 30
Tabela 3 - Análise de Riscos .............................................................................. 31
4
Resumo
O projeto tem o objetivo de desenvolver uma estufa controlada, ou seja, um
ambiente propício para o desenvolvimento de algumas espécies de plantas, que
necessitam de cuidados específicos. Esses cuidados se referem à temperatura,
iluminação, umidade da terra e pH. Alguns desses parâmetros serão monitorados ou
controlados de acordo com a necessidade da planta, utilizando a tecnologia Arduino,
sensores e uma interface gráfica.
Com a implementação da automatização da estufa, visa-se facilitar e
conseqüentemente aumentar a produção, pois o ambiente de crescimento, por ser
controlado automaticamente, acaba por gerar um desenvolvimento mais rápido e sadio
dos espécimes.
5
1 Introdução
Temos como motivação, a carência de um sistema que proporcione de forma
concisa, o controle e monitoramento de estufas, com a mínima necessidade de
interferência humana para proporcionar às plantas o ambiente ideal para seu
desenvolvimento. Algumas plantas precisam de um foto-período interrompido para
seu florescimento, isto é, necessitam de algumas horas de luz durante o período da
noite, o que gera um problema para os produtores dessas espécies. A estufa irá fazer
este controle através de um software, por meio do qual será possível selecionar a
configuração desejada em que será ativada a iluminação, e quanto tempo ela deverá
permanecer ativa. Além deste controle, a estufa irá monitorar a temperatura, o pH e
a umidade da terra, e também acionar bombas de irrigação.
Após a revisão do documento do projeto físico, este se constitui da seguinte
forma:
Na primeira seção será apresentado um detalhamento mais aprofundado do
projeto, como soluções tecnológicas, e de como será implementado o projeto e de
maneira o mesmo irá funcionar.
Já na segunda seção será apresentado o cronograma com as fases do projeto e
suas respectivas datas.
A terceira seção apresenta os procedimentos de teste e como serão validados os
módulos do projeto. Está seção é dividida em testes de caixa branca, que são os
testes que são realizados pelos desenvolvedores do projeto e ainda os testes de caixa
preta, que são os testes que devem ser realizados pelo usuário. Em “Tecnologias
utilizadas” faz-se uma descrição sucinta das tecnologias que podem ser utilizadas
para desenvolver cada módulo do sistema.
A quarta seção, “Análise de riscos”, apresenta uma análise dos problemas
potenciais do projeto e do impacto desses problemas no sucesso ou fracasso do
projeto.
A quinta seção é a Conclusão do projeto.
A última seção, “Referências bibliográficas” é onde se podem encontrar todas as
referências utilizadas neste trabalho.
6
2 Detalhamento do Projeto
O projeto da estufa automatizada consiste basicamente em dois módulos,
Hardware e Software.
Estes dois módulos são subdivididos em outros módulos.
2.1 Módulo de Hardware
O módulo de processamento consiste em um Arduino Mega Atmega 2560. É o
principal módulo e é onde será feita toda a aquisição e processamento dos dados
recebidos.
Figura 2-1 - Módulo de Hardware
O módulo de hardware é subdividido em sete outros apresentados a seguir. Os
desenhos e diagramas abaixo foram projetados no software Fritzing. O Fritzing é uma
interface livre para o desenvolvimento de esquemas eletrônicos que possui o desenho do
Arduino, facilitando assim o desenvolvimento dos diagramas. Como todo o projeto
desenvolvido é baseado no Arduino, abaixo será explicado mais detalhadamente o
modelo escolhido.
7
2.1.1 Arduino Mega 2560
O Arduino Mega 2560 é uma placa com o microcontrolador Atmega2560.
Possui 54 pinos digitais (entrada/saída) sendo que 14 podem ser utilizados como saídas
PWM. São 16 pinos analógicos, 4 UARTs (Portas Seriais de Hardware), um cristal
oscilador de 16MHz, entrada USB, entrada de alimentação, soquete de comunicação
ICSP e um botão reset. A placa contém todo o necessário para usar o microcontrolador,
bastando, ligar o cabo USB no computador para ligá-lo e programá-lo. A alimentação
pode ser feita através do cabo USB, fonte de alimentação AC-DC ou bateria.
Características:
Tamanho:
Microcontrolador:
Tensão de operação:
Tensão de entrada (recomendada):
Tensão de entrada (limites):
Pinos de entrada/saída (I/O)
digitais:
Pinos de entrada analógica:
Corrente DC por pino I/O:
Corrente DC para pino de 3,3V:
Memória Flash:
SRAM:
EEPROM:
Velocidade de Clock:
5,3cm x 10,2cm x 1,0cm
ATmega2560
5V
7-12V
6-20V
54 (dos quais 14 podem ser saídas PWM)
16
40mA
50mA
256KB (dos quais, 8KB são usados pelo
bootloader
8KB
4KB
16MHz
8
Figura 2-2 - Placa Arduino Mega 2560
2.1.2 Módulo de Temperatura
O módulo do sensor de temperatura é constituído por um LM35, o qual será
ligado ao módulo do processamento. Esse sensor mede a temperatura ambiente e a
converte em um valor de tensão, que é enviado para a porta analógica do Arduino, onde
é então processado e convertido para valor de temperatura (ºC).
Figura 2-3 - LM35
9
Figura 2-4 - Sensor LM35
Figura 2-5 - Desenho esquemático do módulo de temperatura
Figura 2-6 - Desenho de conexão do módulo de temperatura
10
2.1.3 Módulo de Luminosidade
O sensor de luminosidade é constituído por um LDR, também ligado ao módulo
de processamento. O LDR faz a conversão da radiação eletromagnética incidente em
resistência (Ω). Conforme aumenta a intensidade de luz incidente no LDR, um número
maior de elétrons na estrutura tem também seu nível de energia aumentado, devido à
aquisição de energia entregue pelos fótons. O resultado é o aumento de elétrons livres e
elétrons fracamente presos ao núcleo. A queda de tensão presente nos terminais do
sensor é enviada ao Arduino.
O LDR escolhido possui uma resistência interna de 10KΩ e é ilustrado na figura
7. A sua conexão com o Arduino ainda receberá um resistor que tem a função de
facilitar a calibração. Haverá a necessidade de se levantar uma curva de calibração.
Figura 2-7 – LDR
11
Figura 2-8 - Desenho esquemático do módulo de luminosidade
Figura 2-9 - Desenho da conexão do módulo de luminosidade
2.1.4 Módulo de pH
O sensor de pH fará a aquisição dos dados referentes ao pH do solo, que
serão enviados ao Arduino. O sensor será desenvolvido pelos membros da equipe,
devido ao fato de não existir no mercado um sensor apropriado para a aplicação, apenas
instrumentos de medição prontos. Este sensor é composto de 2 barras de aço
galvanizado. Estas barras serão acopladas a um isolante, com uma distância de 30mm
12
entre elas. Para fazer o papel do isolante, utilizaremos um bloco de espuma de
embalagem, por ser de fácil aquisição, baixo custo e resistência à umidade. Em uma das
barras, será aplicada uma tensão de 5V, então uma medição é feita entre as 2 barras, e o
valor adquirido será convertido para valores de pH no Arduino. Um instrumento de
medição comercial será utilizado para fazer a calibração do sensor desenvolvido pela
equipe.
Figura 2-10 - Sensor de pH instalado
Figura 2-11 - Sensor de pH montado
Figura 2-12 - Barras de ferro galvanizado utilizadas
Figura 2-23 - Instrumento de medição comercial
13
Figura 2-14 - Desenho esquemático do módulo de pH
Figura 2-15 - Desenho da conexão do módulo de pH
14
2.1.5 Módulo de Umidade
O sensor de umidade será o mesmo utilizado pelo módulo de pH, a tensão entre
as barras de aço será convertida em valores que representam a umidade do solo. Haverá
a necessidade de se levantar uma curva de calibração.
Figura 2-163 - Desenho esquemático do módulo de umidade
Figura 2-47 - Desenho da conexão do módulo de umidade
15
2.1.6 Módulo de Irrigação
Este módulo possui uma bomba utilizada em automóveis para a limpeza do para-brisa conectada ao Arduino, e será acionada por um circuito com relês quando a
umidade do solo estiver abaixo da estipulada.
Figura 2-58 - Bomba utilizada para irrigação
Figura 2-19 - Diagrama da ligação da bomba
16
Figura 2-60 - Desenho da conexão do módulo de irrigação
A iluminação será controlada por matrizes de Led que serão acionadas pelo
Arduino caso a incidência de luz seja insuficiente ou um determinado horário
previamente estipulado seja atingido. Caso seja necessário, a intensidade luminosa será
controlada através de portas PWM do Arduino.
Figura 2-21 - Desenho esquemático do módulo de iluminação
17
Figura 2-22 - Desenho da conexão do módulo de iluminação
2.1.7 Módulo de Interface
Consiste da ligação do Arduino via porta USB com um computador, no qual
serão exibidas as informações coletadas nos módulos de aquisição e controle.
A imagem abaixo demonstra o módulo de interface.
Figura 2-23 – Esboço do módulo de interface.
18
2.2
Módulo de Software
Figura 2-7 - Fluxograma de software
19
2.2.1 Testes
Esta função tem como objetivo a verificação do funcionamento total do sistema.
Onde a iluminação irá piscar, a bomba irá ligar por alguns segundos e o ventilador por
dois segundos. Caso o sistema não efetue a rotina esperada pelos atuadores, existe um
problema.
2.2.2 Define valores
Esta função tem como objetivo definir os valores de configuração para a planta
que será cultivada na estufa.
2.2.3 Temperatura
A função Temperatura tem como objetivo receber os dados que são enviados ao
Arduino pelo LM35, fazer a conversão para ºC, exibir para o usuário e atuar junto ao
cooler de refrigeração.
2.2.4 pH
A função do módulo de pH é receber os dados do sensor, fazer a conversão dos
valores de tensão em valores digitais que representam a acidez do solo e exibir para o
usuário.
2.2.5 Umidade
A função do módulo de umidade é receber os dados e fazer uma conversão dos
valores de tensão em valores digitais que representam a umidade do solo e atuar junto à
bomba de irrigação.
2.2.6 Luminosidade
A função do módulo de iluminação deve receber o valor do LDR e fazer a
conversão necessária para exibir valores para o usuário. Além disto, a função tem o
objetivo de verificar o horário da luz,e acionar ou não as lâmpadas.
2.2.7 Regula Intensidade
Esta função vai ler o valor do LDR, comparar com o valor pré-definido, e fazer
os ajustes necessários, através de um controle feito por PWM.
20
3 Cronograma
Figura 3-1 - Fase de Elaboração da Proposta
21
Figura 3-2 - Fase de Desenvolvimento do Plano de Projeto
22
Figura 3-3 - Fase de Elaboração do Projeto Físico
23
Figura 3-4 - Fase de Elaboração do Protótipo
24
Figura 3-5 - Fase final do projeto
25
Este cronograma pode ser visualizado através do link:
https://www.tomsplanner.com/public/estufa/
senha: projetofinal
4 Procedimentos de Teste e Validação do Projeto
Para testar o projeto como um todo, é necessário testar os dois módulos como
um único, porém, adicionando funcionalidades em seqüência.
A forma de verificação dos módulos ocorrerá da seguinte maneira. Com o
Arduino previamente programado, e o sensor implementado, serão realizados testes para
a verificação do funcionamento do sensor. Por exemplo, para a verificação de
temperatura, aqueceremos e resfriaremos o ambiente, comparando com um sensor
calibrado, para verificarmos se o mesmo atende as necessidades do projeto.
A partir da verificação do funcionamento adequado do sensor, os sensores
seguintes irão sendo adicionados, seguindo a mesma estrutura de teste.
Para os atuadores, o processo será simplificado, com o atuador conectado ao
Arduino e a um eventual módulo de ativação, os atuadores serão ligados, se o resultado
for o esperado, o módulo estará verificado.
Os testes irão ser realizados em duas formas: caixa preta e caixa branca.
4.1 Testes de caixa preta
Os testes de caixa preta, que serão realizados pelos usuários, como é inviável
esperar o crescimento de uma planta para saber se os módulos estão funcionando
corretamente, visto o tempo que o ciclo levaria para acionar as luzes, por exemplo, a
função teste irá realizar todas as etapas do código. Da verificação de sensores até a
atuação nas luzes e na bomba. Ao escolher a função teste, o ciclo da estufa será
26
realizado em um tempo reduzido pra que possa se verificar que os componentes estão
funcionando. Se tudo estiver dentro do esperado o teste é validado.
A função teste é executada uma quando o dispositivo é iniciado ou reiniciado.
Esta função verifica se os sensores estão enviando valores coerentes para temperatura,
umidade, luminosidade e ph, ou seja, os valores devem estar dentro da escala.
Se os sensores tiverem seus valores validados, os atuadores serão testados da
seguinte forma: a iluminação irá piscar algumas vezes, a bomba irá ligar por dois
segundos e o ventilador por cinco segundos. Caso o sistema não efetue a rotina esperada
pelos atuadores, existe um problema.
Ainda para os testes de caixa preta, o usuário pode efetuar, de mais grosso modo,
o aquecimento do sensor de temperatura, interromper o sensor de luminosidade ou ainda
retirar o sensor de ph e umidade da terra, e observar a mudança dos valores no display e
a ação dos atuadores correspondentes a cada sensor.
4.2 Testes de caixa branca
Os testes de caixa branca ou estruturais, serão realizados pelos desenvolvedores
do Projeto. Como os desenvolvedores do projeto conhecem todas as particularidades do
código e dos circuitos, exigem mais dos mesmos para validá-los nos testes. Para realizar
os testes de caixa branca dos módulos, é necessário que os circuitos estejam conectados
e o Arduino previamente programado com o código do módulo a ser testado. A seguir,
descreve-se como serão executados os testes de cada módulo.
4.2.1 Módulos sensores
Para o teste dos módulos sensores, com o Arduino programado com o código do
módulo e com a conexão física do sensor com o processador, o sensor será estimulado.
Com os valores captados por este sensor em momentos distintos, serão realizadas
comparações com as medições de um sensor calibrado.
4.2.2 Módulos atuadores
Para o teste dos módulos sensores, após os atuadores estarem devidamente
conectados com o Arduino, e o respectivo código de teste carregado, o módulo será
ligado ou desligado, se for verificada que a ação desejada ocorreu, os módulos estarão
verificados.
27
4.2.3 Módulo Interface
No teste do módulo de interface, serão verificados se os comandos efetuados no
mesmo estão sendo executados pelo Arduino. Se o resultado esperado estiver correto,
então o módulo de interface está validado.
4.2.4 Plano de testes
Abaixo (Tabela 1) é possível verificar as rotinas utilizadas nos testes que foram
realizados e outros testes que ainda serão efetuados até o final do projeto.
4.2.4.1 Testes efetuados e conclusões
TESTES
DESCRIÇÃO
RESULTADOS
RESULTADOS
AÇÃO EM
ESPERADOS
OBTIDOS
CASO DE
CONCLUSÕES
FALHA
Módulo de
temperatura
Teste realizado
Valores para
Valor verificado
Troca do sensor
Após varias trocas
em caixa branca,
temperatura dentro
onde os
do esperado, com
muito próximo
(Lm35), ou
de componente
(apresentando
reavaliação do
LM35, ele
código.
desenvolvedores
pouca variação e
variação de dois
efetuam
próximos ou iguais
graus centigrados
alterações de
ao valor verificado
para mais ou para
temperatura
no sensor
menos) ao valor
sobre o sensor e
calibrado.
funcionou de
maneira correta.
do sensor
verificam o valor
calibrado.
exibido na tela,
bem como a
comparação com
o sensor
calibrado.
Módulo
de
luminosidade
Teste realizado
Valores para
O valor exibido na
Troca do sensor
O módulo de
em caixa branca,
luminosidade
tela é muito
(LDR), ou
luminosidade
onde os
dentro do
próximo do
reavaliação do
mostrou-se
desenvolvedores
esperado, com
exibido no sensor
código.
eficiente, já que ao
efetuam
pouca ou nenhuma
calibrado podendo
medirmos a
alterações de
variação e
haver uma pequena
intensidade
luminosidade
próximos ou iguais
variação.
luminosa com o
sobre o sensor e
ao valor verificado
luxímetro,
verificam o valor
no sensor
verificarmos que
exibido na tela,
calibrado.
os valores dos leds
bem como a
são abaixo do
comparação com
esperado, mas
o sensor
suficientes para a
calibrado.
Lâmpadas
LED
Teste
aplicação.
realizado
Funcionamento
Verificação
de
Os
módulos
de
em caixa branca,
correto
adquiridos
conexões, soldas,
LED apesar de não
onde
luminárias e com
possuem qualidade
e posterior troca
apresentarem
colaboradores
intensidade
abaixo
de LEDs ou a
resultado esperado,
acionam a placa
satisfatória.
esperada,
troca
devido
os
das
Alguns dos leds
da
assim
total
da
a
um
má
28
desenvolvida
e
uma das luminárias
verificam
o
possui
intensidade
a
luminosa
intensidade
sem
auxílio
qualidade
uma
funcionamento e
luminosa
placa.
componentes,
atendem
inferior
de
Irrigação
de
de
para
indução à iniciação
Teste
Funcionamento da
A bomba utilizada
Troca da bomba
Bomba
em caixa branca,
realizado
bomba
mostrou-se muito
e verificação do
irrigação
onde
pressão e vazão da
eficiente
circuito
dentro do esperado
desenvolvedores
água eficientes no
aplicação,
efetuam
sistema
resultado
a
do
com
de
irrigação.
funcionamento
da
bomba,
acionando
a
Teste
para
a
de
acionamento.
de
está
pela equipe. Tem
melhor
pressão suficiente
do que esperado
para
visto que a bomba
água e irrigar as
é fabricada para
plantas.
outro
mesma.
interface
luz
floral.
verificação
Teste de
aos
requisitos mínimos
as demais.
sensor.
Bomba
dos
tipo
bombear
a
de
aplicação.
realizado
Exibição
dos
Apesar da interface
Reavaliação
do
A
código
da
modificada
em caixa branca
valores
ainda
com o protótipo
inteligíveis,
desenvolvimento,
interface,
da
corretos
esta
possível
interface,
onde
os
colaboradores
verificaram
e
condizentes
os
em
com
valores
esperados
em
mostrou-se
verificados
testes
sensores calibrados
simplificação ou
o momento.
desenvolvimento
em
nos
funcionamento
para cada módulo
correto
da
em específico.
interface
do
e
muito eficiente até
e
junto aos outros
o
estar
interface
foi
para
uma interface C#
linguagem
alternativa.
projeto.
Testes de
software
Teste
realizado
Atuadores
O software, apesar
Reavaliação
em caixa branca,
acionados
de
de
reconstrução do
ainda
onde
os
acordo
os
incompleto,
software, ou a
falhas
desenvolvedores
valores
funciona de acordo
busca de nova
funcionamento .
modificam
estipulados.
com o esperado.
solução para os
os
com
ainda
estar
limites que os
e
Algumas
funções
apresentam
ou
não
problemas.
atuadores devem
ser acionados.
Tabela 1 - Testes efetuados
4.2.4.2 Testes a realizar
TESTES
Cooler de
ventilação
DESCRIÇÃO
Teste
realizado
caixa
branca,
em
RESULTADOS
AÇÃO EM
ESPERADOS
OBTIDOS
CASO DE FALHA
Funcionamento
do
Funcionamento de
Busca
de
cooler com fluxo de ar
acordo com o
desenvolvedores
suficiente para regular
esperado.
efetuam a verificação
a temperatura interna
maquete,
do funcionamento d
da estufa.
verificação
cooler
onde
RESULTADOS
acionando
o
solução
alternativa,
reestruturação
necessidade
da
ou
da
ainda,
real
de
29
mesmo.
Teste
Módulo de pH
ventilação.
realizado
em
Funcionamento
caixa branca, onde se
sensor
faz
necessária
a
do
satisfatório,
Módulo
retirado
integração
ou
módulo de umidade.
posterior
verificados junto ao
verificação
do funcionamento do
solução
sensor.
com valores próximos
aos
de
alternativa, troca do
calibração do sensor e
idênticos
Busca
devido a problemas de
com
o
sensor calibrado.
mesmo para aplicação.
Teste
Módulo
de
umidade
realizado
em
Funcionamento
do
caixa branca, onde faz-
sensor
se
com valores próximos
necessária
a
satisfatório,
calibração do sensor e
ou
posterior
verificados junto ao
verificação
do funcionamento do
-
idênticos
Busca
de
solução
alternativa, troca do
sensor.
aos
sensor calibrado.
mesmo para aplicação.
Teste
Função
regulagem
realizado
em
Alteração
da
caixa branca, onde os
luminosidade
de
desenvolvedores
lâmpadas de acordo
da
verificam a alteração
com
da
estipulada pelo usuário
intensidade
das
intensidade
lâmpadas
LED
de
luminosa
acordo
com
a
a
-
das
Busca
de
solução
alternativa.
predefinição
através do software.
especificação.
Teste
realizado
caixa
branca,
em
Funcionamento
de
-
Revisão dos circuitos,
onde
todas as funções de
funções do software,
Integração total
todos os módulos serão
acordo com a proposta.
conexões.
dos módulos.
ligados juntos e então a
protótipo deverá ficar
em funcionamento por
um período de tempo
onde
todas
as
funcionalidades
possam ser verificadas.
Função teste
Testes realizados em
A função deverá dar
caixa preta, onde o
uma certeza ao usuário
e posterior verificação
usuário ao iniciar ou
de que o sistema está
dos
reiniciar o programa
funcionando
individualmente.
irá verificar, através do
perfeitamente.
acionamento
-
Verificação da função
módulos
dos
atuadores, que todos os
módulos
estão
funcionando
corretamente.
Tabela 2 - Testes a realizar
30
5 Análise dos Riscos
A tabela a seguir apresenta os riscos e suas análises, onde:
Probabilidade: escala de 1 até 5, onde 1 representa baixa probabilidade e 5 alta
probabilidade. Impacto: escala Alto, Médio e Baixo.
Nº
Descrição
do
Probabilidade
Impacto
Ação de Prevenção
Risco
1
Contingencia
Dificuldade nas
4
Alto
linguagens de
programação
2
Ação de
Dificuldade na
Estudar
Buscar auxílio
antecipadamente as
especializado
linguagens
4
Alto
Pesquisar os
Buscar auxílio
implementação
sensores e
com o
de sensores e
atuadores utilizados
orientador
atuadores
3
Indisponibilidade
Buscar
Procurar
de sensores e
2
Alto
antecipadamente a
componentes
atuadores no
disponibilidade
equivalentes
Seguir o
Diminuir
cronograma
tempos
mercado
4
Atraso no
4
Alto
desenvolvimento
possíveis
6
Alteração do
7
Cronograma
2
Médio
Pesquisar
Adotar
alternativas
alternativas
4
Alto
Analisar o tempo
Reformular
disponível dos
cronograma
escopo
inviável
integrantes
8
Atrasos ou
3
Alto
Comprar
Procurar
problemas na
componentes com
componentes
entrega
antecedência
equivalentes
disponíveis
9
10
11
Queima/Falha
2
Baixo
Se possível
Compra de
de componentes
comprar em maior
novos
eletrônicos
quantidade
componentes
Busca bomba de
Adquirir nova
na bomba
qualidade, e com
bomba
irrigadora
garantia
Queima/Falha
Queima/Falha
nas matrizes de
1
1
Alto
Baixo
Comprar matrizes
Adquirir novos
de boa qualidade
componentes
Led
Tabela 3 - Análise de Riscos
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6 Resultados
Os resultados encontrados durante o desenvolvimento do projeto, serão
comentados a seguir, classificados de acordo com suas dificuldades.
6.1 Facilidades
Algumas atividades desenvolvidas no projeto se mostraram bastante, ou
relativamente simples, muitas delas devido a conhecimentos e experiências adquiridas
durante os anos acadêmicos, tanto teóricas quanto práticas. Alguns circuitos, como o
circuito retificador de onda completa, e os circuitos de aquisição dos sensores.
A utilização do Arduino, tornou o projeto de fácil implementação, suas portas
prontas de entrada e saída de sinais simplificam muito a realização de projetos como
este, pois este kit proporciona uma fácil aquisição de dados e sinais digitais.
A estrutura física da estufa, feita com materiais de fácil aquisição e preço
bastante acessível, deixou bastante fácil a sua montagem.
6.2 Dificuldades
Encontramos certas dificuldades ao longo de todo o ano, durante o
desenvolvimento do projeto. Algumas delas nada têm haver com dificuldades técnicas
ou de conhecimento teórico. Podemos citar como exemplo, a aquisição de componentes
eletrônicos, ou por não encontrar alguns deles no mercado, ou devido aos preços
abusivos cobrados pelos mesmos, o que nos levou a importar algumas peças.
Dificuldades em excesso no desenvolvimento das placas de circuito impresso,
devido à falta de equipamentos de qualidade na universidade, isso quando não estão
quebrados, queimados ou no conserto, o que causou muito transtorno nesta fase do
projeto.
Em relação ao desenvolvimento do hardware, algumas dificuldades encontradas,
devido à falta de conhecimento em algumas áreas da eletrônica, ou então pelo pouco
conhecimento de componentes eletrônicos existentes no mercado.
Uma das funcionalidades da estufa foi retirada devido a dificuldades em
conciliar o sensor de pH e de umidade, pois a medida de uma dessas unidades, afeta a
medida da outra, tornando assim impossível uma medição confiável.
32
Uma dificuldade muito grande também encontrada, foi a organização geral do
projeto, devido ao não cumprimento a rigor do cronograma estipulado no começo das
atividades.
Problemas também encontrados em algumas funções do software, como o
controle de iluminação com PWM, e a temporização do acionamento das lâmpadas.
Apesar dessas dificuldades, conversas com o professor orientador, colegas, e
demais professores, conseguimos concluir o projeto com sucesso, com algumas
pequenas alterações de escopo.
7 Conclusão
Com o decorrer do projeto, pudemos analisar e repensar algumas das soluções
propostas no início das atividades relacionadas ao projeto. Algumas funcionalidades
foram removidas, alteradas ou adicionadas para proporcionar um melhor resultado final.
Em relação ao software, pequenas mudanças foram realizadas, como a remoção da
função Escolhe Planta, que será substituída por uma função Define Valores, que
consiste na entrada de valores pelo usuário no início da execução. Outra alteração em
relação ao software, é a interface do programa, antes feita através de conexão serial, e
agora por um applet Java, gerado pelo processing, uma linguagem de programação de
código aberto e ambiente de desenvolvimento integrado (IDE). A última mudança de
software foi a adição de uma função para ligar ou desligar um cooler para ventilação.
Em relação ao hardware, foi adicionado o cooler para fazer o resfriamento do
ambiente caso seja necessário, e também serão realizadas alterações no circuito de
acionamento das lâmpadas de LED.
Através da análise do problema a ser resolvido, do plano de desenvolvimento,
tecnologia a ser utilizada e dos testes planejados e realizados, concluímos que o projeto
não só solucionará o problema, mas também irá trazer outros benefícios aos produtores.
Podemos citar como alguns desses benefícios o baixo custo de implementação, baixo
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consumo de energia, facilidade de utilização, pois diminui a necessidade de serviços
manuais, e um possível aumento na produtividade.
8 Referências Bibliográficas
TROPCLIMA - disponível em: http://www.tropclima.com.br/. Acessado em 15
de abril de 2011.
MICROGROW - disponível em http://www.microgrow.com/. Acessado em 15
de abril de 2011.
ARDUINO - disponível em http://www.arduino.cc/. Acessado em 11 de abril de
2011.
HARNOIS - disponível em http://www.harnois.com/. Acessado em 15 de abril
de 2011.
KRIWAN - disponível em http://www.kriwan.com/. Acessado em 15 de abril de
2011.
GARDENBOT
- disponível em http://gardenbot.org/. Acessado em 25 de
fevereiro de 2011.
INSTRUCTABLES - disponível em http://www.instructables.com/id/GarduinoGardening-Arduino /. Acessado em 25 de fevereiro de 2011.
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