Estufa Domótica Inteligente: Controle Climático Automatizado com Arduino

Visão Geral

As condições ambientais em estufas variam continuamente, exigindo monitoramento eficiente. Um sistema automático oferece vantagens significativas: redução de trabalho manual, monitoramento remoto de investimentos via PC ou smartphone, armazenamento de dados em banco de dados para análise histórica e intervenção em tempo real para prevenir problemas na cultura.

O sistema de monitoramento automático é composto por sensores que leem dados ambientais e atuadores, chamados "Slaves" (Escravos). Eles se comunicam via wireless com um dispositivo central, o "Master" (Mestre). Este envia alterações de configuração (como mudança de limiares) aos slaves e transmite os dados via Wi-Fi para um servidor web.

Componentes Principais

• Arduino MKR1000 – Atua como Master (com Wi-Fi integrado WINC1500)
• Arduino UNO – Atua como Slave
• Sensor DHT22 – Medição de temperatura e umidade
• Arduino WiFi Shield 101 – Para comunicação Wi-Fi do Slave
• Shield de Controle de Motor DC BTN8982 (Infineon) – Acionamento de atuadores
• Dispositivo Android – Visualização de dados via app

Arquitetura do Sistema

1. Master (Arduino MKR1000)

Opera em modo "Access Point" aguardando conexão do Slave para receber dados de temperatura e umidade. Processa os dados, calcula CRC para validação e, em seguida, conecta-se à rede Wi-Fi para enviar as informações ao servidor web onde são exibidas em gráficos.

2. Slave (Arduino UNO + WiFi Shield)

Adquire dados do sensor DHT22 a cada 5 minutos, cria pacote UDP, conecta-se ao Master e transmite. Aguarda possíveis novos limiares; se recebidos, valida via CRC (algoritmo Dallas/Maxim) e grava na EEPROM se válidos.

3. Servidor Web

Armazena os dados em banco de dados MySQL. Utiliza scripts PHP para:

• Inserção de dados (via GET)
• Geração de gráficos (biblioteca JpGraph)
• Fornecimento de dados em JSON para o app Android

4. Aplicativo Android

Permite consultar histórico selecionando intervalo de datas. Exibe gráficos de temperatura e umidade usando a biblioteca GraphView.

Código Fonte

O projeto inclui:

• Master (C/C++): Gerencia comunicação AP/Station, UDP, CRC, envio HTTP ao servidor.
• Slave (C/C++): Leitura DHT22, envio UDP, recepção de limiares, validação CRC, controle de atuadores (aquecedor, umidificador, ventilador), gravação em EEPROM.
• Scripts PHP: Criação de tabelas, inserção de dados, geração de gráficos, API JSON para app.
• SQL: Estrutura da tabela greenhouse.

Esquemáticos

Conexão: Arduino UNO – DHT22 – Relé (disponível no repositório do projeto).

Funcionamento Resumido

1. Slave lê sensor DHT22 a cada 5 min.
2. Envia pacote UDP ao Master (modo AP).
3. Master processa, calcula CRC, responde com novos limiares se houver.
4. Master muda para modo Station, conecta ao Wi-Fi e envia dados ao servidor web via HTTP GET.
5. Servidor armazena no MySQL e disponibiliza gráficos/JSON.
6. App Android consome JSON e exibe gráficos.