Sistema embarcado de gotejamento automatizado para o semiárido. O solo dispara a irrigação — o controlador apenas executa.
Quatro módulos embarcados operando em malha fechada, com gateway opcional para monitoramento remoto. Componentes nacionais, firmware aberto, manutenção local.
O sensor de umidade do solo é a referência. O firmware compara a leitura com o limiar agronômico da cultura e decide irrigar ou aguardar. Sem agendamento, sem estimativa, sem intervenção manual.
O sistema opera autônomo, sem dependência de conectividade. Quando disponível, sincroniza telemetria com plataforma web via HTTPS/MQTT para dashboards e relatórios.
Microcontrolador, sensores, módulos relé e válvulas solenoide disponíveis no mercado nacional. Reposição de peças e manutenção local sem assistência especializada.
Cada módulo pode ser substituído sem reprojetar o sistema. Falhas localizadas, manutenção pontual.
Esquemáticos, firmware e manual de montagem abertos. O agricultor consegue replicar e adaptar.
Encapsulamento IP65, faixa térmica ampliada e proteção elétrica para condições do semiárido.
Opera sem internet, sem nuvem, sem servidor central. A conectividade é um complemento, não um requisito.
Duas peças no campo: a sonda enterrada na zona radicular e o controlador encapsulado próximo à válvula. Ambos projetados para clima quente, úmido e empoeirado.
Sensor de umidade volumétrica do solo. Instalado a 15-25 cm de profundidade, na zona radicular efetiva da cultura.
Unidade de controle, comunicação e acionamento. Caixa IP65 instalada próxima à válvula solenoide.
O firmware implementa um controlador histérese-com-limiares duplos: aciona a válvula ao atingir o limiar inferior, mantém até o limiar superior, encerra o ciclo. Sem PID, sem sintonia complexa, sem espaço para drift.
// loop @ 5 Hz, idle current ≈ 2 mA while (true) { θ = sensor.read(); log.push(θ); if (state == IDLE && θ < θ_min) valve.open(), state = IRRIGATE; if (state == IRRIGATE && θ ≥ θ_max) valve.close(), state = LOG; if (state == LOG) cloud.sync(), state = IDLE; sleep(200); // ms }
Unidades piloto distribuídas pelas mesorregiões do semiárido paraibano, cada uma cobrindo uma área de cultivo de pequeno porte com 1 controlador e 1-3 sondas.
Distribuição estilizada das unidades piloto cobrindo zonas climáticas representativas.
200-400 m² de área irrigada por unidade. 1 controlador, 2 sondas, 4-6 linhas de gotejamento.
Plataforma web acessível em qualquer navegador. Lista as unidades, exibe métricas agronômicas e hídricas, e dá ao operador visibilidade sobre cada ciclo de irrigação.
| Time | Event | Duration | Δθ | Volume |
|---|---|---|---|---|
| 14:32 | CYCLE Irrigation #248 | in progress | +2.4 %vol | ~ 4 L |
| 11:23 | DONE Irrigation #247 | 52 min | +18 %vol | 9.3 L |
| 08:14 | DONE Irrigation #246 | 38 min | +14 %vol | 6.8 L |
| 06:00 | SYNC Telemetry batch upload | 2 s | — | — |
| 04:42 | DONE Irrigation #245 | 41 min | +16 %vol | 7.5 L |
| 02:11 | WARN Threshold crossed | — | −1 %vol | — |
Limiares de umidade são por cultura, não por sistema. Cada cultura tem sua faixa de operação calibrada em estufa antes da implantação em campo.
Cada cultura possui faixa ótima de umidade volumétrica do solo. Fora dessa janela há estresse hídrico (déficit) ou perda por percolação (excesso).
Calibração feita em estufa experimental antes da implantação. Cada cultura passa por um ciclo controlado com tensiômetros de referência.
Bandejas instrumentadas com tensiômetro de referência e sonda capacitiva pareada.
Mapeamento da relação entre umidade volumétrica e potencial matricial ao longo do ciclo.
θ_min e θ_max ajustados em função da fenologia (vegetativo, floração, frutificação).
Bancada A (automatizada) vs Bancada B (manual). Comparação de consumo hídrico e biometria.
Especificações de referência da unidade de campo (revisão v0.4).
| Controlador | ESP32 dual-core 240 MHz 520 KB SRAM · 4 MB flash · Wi-Fi 2.4 GHz + BLE |
|---|---|
| Sensor de umidade | Capacitivo enterrado · faixa 0-100 %vol · resolução 0.1% eletrônica integrada + ponta epóxi vedada · saída analógica 0-3.3 V |
| Taxa de amostragem | 5 Hz nominal · ADC 12-bit · média móvel 10 amostras low-power: deep-sleep entre ciclos · consumo médio ≈ 2 mA |
| Atuação | 2× relé 12 V DC · 10 A · contato seco válvula solenoide 12 V e bomba 12 V comutáveis independentemente |
| Interface local | OLED 128×64 monocromático + 3 botões físicos configuração de limiar e cultura sem aplicativo · IP65 panel-mount |
| Comunicação | Wi-Fi opcional (HTTPS + MQTT) · BLE para configuração inicial buffer local de 7 dias · sincronização incremental quando online |
| Alimentação | 12 V DC nominal (8-16 V) · 5 W idle · 30 W com bomba compatível com painel solar 20 W + bateria 12 V 7 Ah |
| Proteção mecânica | Gabinete IP65 · 180 × 130 × 60 mm · ABS UV-estável prensa-cabos M16 · faixa térmica -10 a +60 °C |
| Firmware | Aberto · C/C++ no ESP-IDF OTA via Wi-Fi · log local em SPIFFS · esquemáticos disponíveis |
| Manutenção | Componentes nacionais · troca de relé/válvula sem ferramentas especializadas MTBF estimado > 8.000 h sob condições do semiárido |