Sistema de Jardim Automatizado Inteligente com Arduino UNO e Raspberry Pi

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade	Observações
Arduino UNO	1
Raspberry Pi 2 Model B	1	Qualquer modelo serve
Módulo Câmera Raspberry Pi	1	Para timelapse
Arduino Ethernet Shield 2	1	Conectividade rede
Relé (genérico)	1	Módulo 4 canais recomendado
Cabo (por metro)	1	Fiação
Fotorresistor (LDR)	1	Sensor de luz
Bomba d'água (genérica)	1	Irrigação
Ventoinha (genérica)	1	Usei de PC antigo
Transistor NPN Uso Geral	1	Drive ventoinha
Cartão MicroSD (Genérico)	1	16 GB para timelapse

Aplicativos e Serviços

• Arduino IDE
• Raspberry Pi OS (Raspbian)
• Win32DiskImager (gravar imagem no SD)
• PuTTY (SSH remoto)
• myDevices Cayenne (plataforma IoT)

Sobre o Projeto

Segundo projeto usando meu jardim automatizado, agora controlado via Cayenne (muito mais fácil). Adicionei Raspberry Pi para timelapse do crescimento das plantas.

Configurando o Arduino

Para monitorar o jardim, usei vários sensores/atuadores. Lembre-se: conecte o Ethernet Shield ao Arduino antes de começar.

Conexões

Dispositivo	Conexões
Umidade do Solo (Verifica necessidade de água)	VCC: 5V GND: GND A0: A1
Ventoinha (Resfriamento/ar fresco)	Resistor → pino 3 GND ventoinha → pino central transistor + ventoinha → relé (pino central) Último pino transistor → GND Diodo → pino central transistor + GND
Bomba d'água (Ativada por umidade solo)	+ → relé (pino central) GND → GND fonte externa
Fotorresistor (opcional) (Mede luminosidade)	Um lado → A0 + resistor → GND Outro lado → 5V
Luz	Anodo (+) → relé Outro → GND fonte externa
Sensor Umidade/Temperatura (DHT22) (Requer código específico para Cayenne)	VCC: 3.3V GND: GND DAT: Pino digital 8
Sensor Nível d'Água	VCC: 5V GND: GND SIG: A2

Montagem Final

Usei 2 relés no diagrama (Fritzing não tinha relé 4 canais). Na prática, uso um relé 4 canais com uma fonte 12V. Separei fios + e -, soldei 3 fios do positivo para cada atuador no relé. Um basta pois não ligam simultaneamente.

Fonte 5V para Arduino. Relé:

• VCC: 5V
• GND: GND
• IN1: Pino 2 → Luz
• IN2: Pino 5 → Bomba d'água
• IN3: (livre)
• IN4: Pino 4 → Ventoinha

Configuração Cayenne

Fácil configuração:

1. Crie conta no Cayenne
2. Conecte Ethernet Shield com cabo RJ45
3. Use código abaixo (para shield W5100; outros shields têm código no Cayenne). Não esqueça seu token (obtido no dashboard).

#include "DHT.h"
//#define CAYENNE_DEBUG
#define CAYENNE_PRINT Serial
#include <CayenneMQTTEthernet.h>

#define DHTPIN 8
#define DHTTYPE DHT22

#define VIRT_TEMP V1
#define VIRT_HUM V2

char token[] = "seu_token_aqui";

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
unsigned long prev_DHT_refresh, interval_DHT_refresh = 1000;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Cayenne.begin(token);
  dht.begin();
}

void loop() {
  Cayenne.run();
  getDhtValues();
}

void getDhtValues() {
  unsigned long now = millis();
  if (now - prev_DHT_refresh > interval_DHT_refresh) {
    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();
    if (!isnan(h) && !isnan(t)) {
      Cayenne.virtualWrite(VIRT_HUM, h);
      Cayenne.celsiusWrite(VIRT_TEMP, t);
    }
    prev_DHT_refresh = now;
  }
}

Dispositivos no Cayenne

Agora adicione todos os dispositivos no Cayenne.

Adicionar Dispositivo → Widget Personalizado

Escolha tipo de widget: usei gráfico para umidade e nível d'água, valor para demais. Sensor DHT usa pinos virtuais:

• Temperatura: Vpin1
• Umidade: VPin2

Outros dispositivos: pino analógico correspondente. Atuadores (luz, ventoinha, bomba): tipo "actuator", pino do Arduino conectado ao relé.

Eventos e Gatilhos (Triggers)

Configuração dos gatilhos:

• Bomba d'água: Liga quando solo muito seco. Dois gatilhos: um liga, outro desliga.
• Nível d'água: Valor alto = falta água → envia e-mail de alerta.
• Eventos agendados: 4 eventos: luz ligada manhã, luz desligada noite, ventoinha ligada/desligada em horários definidos.

Configurando o Raspberry Pi

Timelapse do crescimento das plantas.

3 Softwares:

1. Raspbian
2. Win32DiskImager (gravar imagem no SD)
3. PuTTY (SSH remoto)

Win32DiskImager:

1. Selecione dispositivo (padrão OK se só SD conectado)
2. Clique pasta azul → selecione imagem Raspbian Jessie baixada
3. Write → pronto. Insira cartão no Raspberry.

PuTTY: SSH remoto. Abra PuTTY (sem instalação).

• Cabo rede no Raspberry
• Descubra IP: acesse interface do roteador ou conecte monitor/teclado → terminal → ifconfig
• No PuTTY: IP (ex: 192.168.0.3) → Enter → trust → yes
• Login: pi, Senha: raspberry

Atualizações necessárias (no PuTTY):

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

VNC (controle remoto gráfico):

sudo apt-get install tightvncserver
vncserver :1

Baixe VNC Viewer no PC → conecte IP:1 (ex: 192.168.0.3:1)

Cayenne no Raspberry: Controle remoto via Cayenne:

wget https://cayenne.mydevices.com/dl/rpi_03wl1tt4nt.sh
sudo bash rpi_03wl1tt4nt.sh -v

Timelapse

Habilite câmera:

sudo raspi-config

→ Enable Camera.

Crie pasta para fotos:

cd /home/pi/Desktop
mkdir timelapse

Script para foto a cada hora:

cd /home/pi/Desktop
nano timelapse.sh

Cole:

SAVEDIR=/home/pi/Desktop/timelapse/
while [ true ]; do
  filename=-$(date -u +"%d%m%Y_%H%M-%S").jpg
  /opt/vc/bin/raspistill -o $SAVEDIR/$filename
  sleep 3600;
done

Torne executável:

chmod +x timelapse.sh

Conclusão

Tutorial longo mas fácil: poucos dispositivos para conectar e configurar plataforma. Foto mostra bagunça de fios longos — vou postar resultado do timelapse quando plantas crescerem.

Dica: Ethernet Shield pode dar erro "DHCP fail". Solução do fórum Arduino: solde dois resistores 100Ω em locais aleatórios para "irritar seus leitores" (brincadeira do autor — na verdade é fixar terminação de barramento).

Código

Trecho #1 (Arduino)

#include "DHT.h"
//#define CAYENNE_DEBUG
#define CAYENNE_PRINT Serial
#include <CayenneMQTTEthernet.h>

#define DHTPIN 8
#define DHTTYPE DHT22

#define VIRT_TEMP V1
#define VIRT_HUM V2

char token[] = "seu_token_aqui";

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
unsigned long prev_DHT_refresh, interval_DHT_refresh = 1000;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Cayenne.begin(token);
  dht.begin();
}

void loop() {
  Cayenne.run();
  getDhtValues();
}

void getDhtValues() {
  unsigned long now = millis();
  if (now - prev_DHT_refresh > interval_DHT_refresh) {
    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();
    if (!isnan(h) && !isnan(t)) {
      Cayenne.virtualWrite(VIRT_HUM, h);
      Cayenne.celsiusWrite(VIRT_TEMP, t);
    }
    prev_DHT_refresh = now;
  }
}

Trecho #9 (Shell - Timelapse)

SAVEDIR=/home/pi/Desktop/timelapse/
while [ true ]; do
  filename=-$(date -u +"%d%m%Y_%H%M-%S").jpg
  /opt/vc/bin/raspistill -o $SAVEDIR/$filename
  sleep 3600;
done