Cómo hacer un sistema de riego automático Arduino sin bomba (Instrucciones + PDF gratis)

En este instructivo, le enseñaremos a cómo puede hacer su propio sistema de riego automático Arduino sencillo para regar una o varias plantas de su casa. Podrá fabricar este regador autónomo sin la necesidad de tener conocimientos avanzados de programación ni electrónica. Y la mejor parte es que no necesita implementarle bomba a este sistema, por lo que su costo de fabricación le será mucho menor.

¿Cómo funciona un sistema de riego automático Arduino?

Un sistema de riego automático Arduino es un sistema de riego que utiliza la plataforma de hardware y software de Arduino para automatizar y controlar el riego de plantas y cultivos.

El sistema de riego automático Arduino utiliza sensores para medir la humedad del suelo, la temperatura y la humedad del aire, y la cantidad de luz solar. Estos sensores envían información al microcontrolador Arduino, que procesa la información y controla las válvulas de agua y la bomba de agua para regar las plantas según las necesidades detectadas por los sensores.

Además, el sistema puede ser programado para regar en momentos específicos del día, y se puede ajustar el tiempo y la cantidad de agua que se suministra a las plantas.

El sistema de riego automático Arduino es una solución eficiente y sostenible para el cuidado de las plantas y cultivos, ya que reduce el desperdicio de agua y asegura que las plantas reciban la cantidad adecuada de agua y nutrientes.

Características de la versión de este instructivo

Hay un montón de diferentes sistemas de riego automático por internet. Estos parecen funcionar muy bien, sin embargo, siempre hay un detalle que puede impedir a uno construirlos: todos requieren una bomba. Y aunque se trate de un componente importante, algunas personas prefieren evitarlas porque estas son caras y hacen mucho ruido.

Por fortuna, para este diseño, en lugar de usar una bomba de agua costosa y ruidosa, vamos a usar un servo para abrir y engarzar elegantemente un tubo de agua. Algo mucho más barato y fácil.

Herramientas y materiales para el sistema de riego automático Arduino

Herramientas

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Materiales

• Un Arduino SparkFun RedBoard
• Un Sensor de humedad de suelo 0,79″ × 2.36″
• Un Servo estándar 1.52 oz (En realidad, cualquier pequeño servo servirá, como esos pequeños de 9G que se pueden comprar por un dólar)
• Tubo de agua (Te mostraremos cómo hacer uno si no lo posees)
• Bridas para cables
• Hilo resistente de nylon
• Fuente de alimentación para tu arduino
• Una Reserva de agua
• Un cartón de leche o una botella vacía con tapa
• Cables de tablero

Cómo construir un sistema de riego automático Arduino casero

La construcción de un sistema de riego automático Arduino puede ser emocionante, pero es importante tomar medidas de seguridad para prevenir accidentes. Aquí hay algunas medidas que se deben considerar:

1. Electricidad: Antes de trabajar en el sistema, asegúrese de desconectar la fuente de alimentación y retire todas las baterías. Utilice una fuente de alimentación adecuada y evite el uso de cables dañados o desgastados.
2. Protección personal: Utilice guantes y gafas protectoras para evitar lesiones durante el proceso de construcción. Maneje con cuidado herramientas afiladas y maquinaria pesada.
3. Selección de materiales seguros: Utilice materiales seguros y resistentes al agua para construir el sistema de riego automático. Evite materiales tóxicos que puedan liberar sustancias dañinas en el agua.
4. Conexiones seguras: Asegúrese de que todas las conexiones estén bien selladas para evitar fugas de agua y cortocircuitos eléctricos. Utilice conectores de alta calidad y apriete bien los tornillos.
5. Pruebas: Antes de usar el sistema, asegúrese de realizar pruebas exhaustivas para garantizar que todo esté funcionando correctamente. Verifique que la programación del Arduino sea correcta y que todas las conexiones estén seguras.

Paso 1: Fabricar un tubo de agua

Este paso es opcional y puedes omitirlo si ya posee un pequeño tubo de agua.

Es posible utilizar el aislamiento exterior de un cable de alimentación como un tubo de agua. Para ello, necesitamos quitar los hilos de cobre interiores sin dañar la goma exterior.

Comience cortando un trozo de alambre. Puede utilizar un cable viejo cable de, al menos, unos 25 cm. Retire parte del aislamiento en uno de los extremos del cable. Con la ayuda de unos alicates, empiece a tirar hacia afuera el contenido del interior del cable. No necesita mucho, solo lo suficiente para controlarlo más adelante.

Remoje los cables en agua caliente para ablandar el plástico y para que le sea más manejable. Llene su fregadero con agua muy caliente y mantenga el cable debajo durante al menos 5 minutos.

Una vez hecho, use los alicates para sujetar firmemente los cables internos y comience a tirar. No fuerce demasiado o los cables podrían romperse. Sujete los cables mientras tira hacia abajo del aislamiento. Esto podrá parecer difícil al principio, pero pronto el aislamiento se soltará y los cables se deslizarán con mayor facilidad.

Paso 2: Fabricación del depósito de agua

Para hacer depósito necesario para extraer el agua de riego, corte varias ranuras diminutas en la tapa de su cartón de leche o de su botella. Ahora inserte el tubo de agua y selle el orificio con un poco de pegamento caliente. Pegue ambos lados de la tapa para un mejor aislamiento del agua, pero tenga cuidado de no poner pegamento en las roscas de la tapa.

Ahora corte el cartón de leche o la botella por la mitad para que le sea más fácil llenarlo. También puede cortar un par de agujeros en la parte inferior de la botella/cartón y pasarle un hilo por ellos para poder colgarlo boca abajo.

Luego atornille la tapa con el tubo de agua y cuelgue el depósito de agua. Deberá colgarlo a una altura en la que el otro extremo del tubo cuelgue ligeramente sobre la maceta.

Paso 3: Implementar la electrónica

Ahora toca lograr que el sistema cobre vida. Para ello, tome el Arduino, obsérvelo bien y conecte los componentes y el microcontrolador de la siguiente manera:

• Entrada analógica 0 – Pin del sensor
• E/S digital 2 – Sensor + (*)
• GND (Tierra) – GND del sensor
• E/S digital 3 – Cable de servo naranja
• 5V – Cable de servo rojo
• GND (Tierra) – Cable de servo marrón

(*) Este pin de salida está configurado para alimentar el sensor ¡De esa manera no necesitamos un tablero y podemos conectar todo directamente al Arduino!

Ahora debe subir un código específico para activar el Arduino. Para ello, necesitará una computadora y el programa para hacerlo. Puede descargar el software Arduino en su página oficial.

Una vez que ya tenga el programa instalado en su computadora, para cargar el código deberá seguir en siguiente procedimiento:

1. Conecte el Arduino a su computadora.
2. Descarga el código adjunto y ábrelo.
3. Seleccione su puerto COM y su placa Arduino desde la opción Herramientas.
4. Haga clic en el botón Cargar.

Puede descargar el código que hemos elaborado para este regador a continuación. Puede cargar el código directamente como viene o hacerle algunas modificaciones si lo desea.

El código en cuestión deberá visualizarse de la siguiente manera:

#include <Servo.h>  
Servo waterServo;  //crea el nombre de tu servo
int sensPin = 0;  //asigna un pin para el sensor de suelo
int servoPin = 3; //establece el pin del servo, este debe ser un pin PWM
int powerPin = 2; //asigna un pin para alimentar el sensor. opcional
int wetVal = 500; //el valor del sensor donde el suelo está suficientemente húmedo
int dryVal = 300; //el valor donde el suelo está seco y necesita riego
int dirtVal;    //variable para almacenar la lectura de un sensor
int waterPosition = 170;
int waterHold = 10;
double avgDirt; //variable para almacenar el promedio de 10 lecturas del sensor

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);   //monitor serie para fines de depuración
  waterServo.attach(servoPin);  //establece el pin del servo como salida
  pinMode(sensPin, INPUT);  //establece el pin del sensor como entrada
  pinMode(powerPin, OUTPUT);
  delay(10);
  digitalWrite(powerPin, HIGH); //proporciona energía al sensor
}

void loop() 
{
  for(int i = 0; i < 10; i++)   //bucle FOR para calcular el promedio de diez lecturas de suelo
  {
    dirtVal = analogRead(sensPin);
    delay(30*1000);
    avgDirt += dirtVal;
  }
  avgDirt = avgDirt / 10.0;     //obtiene el valor promedio de 10 lecturas del sensor
  Serial.print("Sensor value: "); //para depurar
  Serial.print(avgDirt);

  if(avgDirt <= dryVal)   //si el valor promedio del suelo es seco
  {
    waterServo.write(waterPosition);  //empezar a regar las plantas
    while(dirtVal <= wetVal)  //bucle WHILE para seguir regando hasta que la tierra esté mojada
    {
      dirtVal = analogRead(sensPin);
      Serial.println(avgDirt);
      delay(20);
    }
    waterServo.write(waterHold);  //deja de regar las plantas
    avgDirt = dirtVal;  //restablece el valor promedio del suelo
  }
  Serial.println(avgDirt);
  delay(5*60*1000);
}

Nota: Mire las líneas 6 y 7 para calibrar el sensor para su propia planta. Simplemente cambie los valores a los valores del sensor que prefiera cuando el suelo esté seco y cuando esté mojado, pero no empapado.

Paso 4: Preparación de la solución servo

Cuando haya comprado el servo, probablemente este haya venido con un par de accesorios de plástico. Puedes abrochar lo que prefieras, aquí se utilizó el de la parte cruzada.

Atornille el accesorio en su lugar. Ahora fije el servo al marco de su ventana justo encima de su planta. ¡Asegúrese de que el servo tenga una rotación libre sin obstrucciones!

Inicialmente tenga la intención de usar pegamento caliente para fijarlo, pero le recomendamos utilizar cinta de doble faz. Esto hará que sea mucho más fácil ajustar dónde se asienta el servo más adelante.

Utilice un par de bridas para sujetar el tubo de agua al accesorio del servo. Debe comprobar que el tubo está abierto cuando el servo está en la posición de “riego”. Y lo más importante, asegúrese de que el tubo quede doblado y engarzado cuando el servo esté en la posición “seca”.

Paso 5: Entender cómo funciona el sistema

Una vez que esté todo configurado, el Arduino comenzará a monitorear los niveles de humedad en el suelo. Cada 5 minutos el microcontrolador tomará 10 lecturas con 30 segundos de diferencia, y dichas lecturas se utilizan para calcular un valor promedio para la lectura general del suelo. Este promedio se calcula para reducir cualquier artefacto aleatorio que afecte al sensor.

Las lecturas promedio se comparan con el valor que almacenó en el código cuando el sistema cree que el suelo está seco. Puede cambiar este valor en la línea 7. Si el suelo está seco, el arduino bajará el servo. Cuando esto sucede, el tubo de agua se abre y el agua comienza a fluir.

Ahora el código lee constantemente la humedad del suelo con solo 20 ms de retraso. Comprueba si el suelo se ha humedecido. Puede cambiar este valor en la línea 6. Tan pronto como el suelo esté húmedo, el Arduino girará el servo hacia arriba. Esto engarza el tubo de agua que a su vez detiene el flujo de agua.

Luego, el programa reiniciará su verificación del sensor de cinco minutos y la planta no se volverá a regar hasta que la tierra se haya secado.

Paso 6: Ha terminado su sistema de riego automático

Ahora inserte el sensor de humedad del suelo, llene el tanque de agua, encienda el Arduino y ¡listo! Así es como haces el riego automático para que tus plantas obtengan un poco más y tú uses un poco menos.

Este proyecto es fácilmente ampliable para incluir varios sensores y soluciones de riego servo. ¡Así que ponte a expandir el sistema a toda tu casa si lo deseas!

Descargar PDF: Cómo construir un sistema de riego automático Arduino sin bomba

Este artículo es una versión traducida y modificada de otro, puedes ver el original aquí.

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