Sensor de umidade do solo: irrigação automática de plantas com Arduino

O sensor de umidade do solo é um sensor simples que mede o quanto a terra está molhada em um vaso ou jardim. Ele é a base de muitos projetos, de uma luz de aviso que diz quando a planta está com sede a um sistema que rega suas flores enquanto você está de férias. É barato, liga no Arduino com três fios e, quando você acrescenta um relé e uma pequena bomba, vira uma automação realmente útil.

Como funciona um sensor de umidade do solo?

A água no solo muda o quanto ele conduz eletricidade e armazena carga. Os sensores resistivos medem a resistência entre duas hastes de metal enfiadas na terra: quanto mais molhado o solo, menor a resistência. Os sensores capacitivos medem a capacitância em volta de um eletrodo revestido; o metal nunca toca a terra. Na maioria dos módulos a leitura é alta quando o solo está seco e baixa quando está molhado.

Ligação

Lendo a umidade com Arduino e calibrando

Cada sensor e cada tipo de terra dão valores diferentes, então primeiro calibre o seu sensor: anote a leitura com o sensor no ar (totalmente seco) e mergulhado em um copo de água (totalmente molhado). Depois use map() para transformar essa faixa em uma porcentagem de 0 a 100. Troque DRY e WET no código pelas suas próprias leituras:

1const int SENSOR_PIN = A0;
2const int POWER_PIN = 7;       // sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
3const int DRY = 850;           // havadayken okunan / reading in air (kendin ölç / measure yours)
4const int WET = 380;           // sudayken okunan / reading in water (kendin ölç / measure yours)
5
6void setup() {
7  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
8  Serial.begin(9600);
9}
10
11int readMoisture() {
12  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
13  delay(10);                                              // değerin oturmasını bekle / let it settle
14  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
15  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
16  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);   // % nem / % moisture
17}
18
19void loop() {
20  int moisture = readMoisture();
21  Serial.print("Toprak nemi / Soil moisture: %");
22  Serial.println(moisture);
23  delay(2000);
24}

Irrigação automática: relé e bomba

Agora vamos transformar a leitura em ação de verdade: quando a umidade do solo cair abaixo de 30%, ligue a bomba por 4 segundos e depois espere 1 minuto para a água se espalhar pela terra antes de medir de novo. Essa espera evita que a bomba fique ligada sem parar e encharque o vaso só porque o sensor ainda não molhou. A bomba não pode ser alimentada direto por um pino do Arduino; acione-a por um relé ou um MOSFET. Para a ligação do relé, veja O que é módulo relé?

1const int SENSOR_PIN = A0, POWER_PIN = 7, PUMP_PIN = 8;   // PUMP_PIN → röle IN / relay IN
2const int DRY = 850, WET = 380;
3const int START_BELOW = 30;          // %30'un altında sula / water below 30%
4const unsigned long PUMP_MS = 4000;  // her seferde 4 sn / 4 s per run
5const unsigned long SOAK_MS = 60000; // suyun yayılması için bekle / wait for the water to soak in
6
7int readMoisture() {
8  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
9  delay(10);
10  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
11  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
12  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);
13}
14
15void setup() {
16  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
17  pinMode(PUMP_PIN, OUTPUT);
18  digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);      // aktif LOW röle: kapalı başla / active-LOW relay: start off
19}
20
21void loop() {
22  if (readMoisture() < START_BELOW) {
23    digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);     // pompayı çalıştır / pump on
24    delay(PUMP_MS);
25    digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);    // pompayı durdur / pump off
26    delay(SOAK_MS);                  // tekrar ölçmeden önce bekle / wait before measuring again
27  }
28  delay(5000);
29}

Umidade do solo com ESP32 e Raspberry Pi Pico

No ESP32, ligue o sensor em um dos pinos do ADC1 (GPIO 32–39), que continuam funcionando com o Wi-Fi ligado; os valores vão de 0 a 4095, então calibre de novo. Com um ESP32 você pode mandar o nível de umidade para o celular como notificação ou montar um sensor de vaso que mede uma vez por hora em deep sleep e funciona por meses com bateria. A leitura no Pico com MicroPython fica assim:

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4sensor = ADC(26)               # GP26 → AOUT
5power = Pin(15, Pin.OUT)       # sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
6DRY, WET = 52000, 24000        # kendi değerlerinle değiştir / replace with your readings
7
8def moisture():
9    power.value(1)
10    time.sleep_ms(10)
11    raw = sensor.read_u16()
12    power.value(0)
13    pct = (DRY - raw) * 100 // (DRY - WET)
14    return max(0, min(100, pct))
15
16while True:
17    print("Toprak nemi / Soil moisture: %", moisture())
18    time.sleep(2)

Qual deve ser a umidade do solo?

Essas porcentagens são relativas à faixa entre seco e molhado do seu próprio sensor; não são o teor de água científico do solo. O melhor limite se descobre observando por alguns dias o que o sensor lê quando a sua planta realmente precisa de água.

Ideias de projetos com sensor de umidade do solo

• Rega automática de vasos: um sistema que rega suas flores sozinho, até quando você está de férias.
• Alerta “estou com sede”: um LED que acende ou um buzzer que apita quando a terra seca.
• Notificação no celular: mande uma mensagem no Telegram a partir de um ESP32 quando a umidade cair.
• Rega de vários vasos: regue as plantas individualmente dando a cada vaso o próprio sensor e uma pequena válvula.
• Mini estação de estufa: meça também a umidade do ar com um DHT11 e a luz com um LDR e mostre tudo em um display.
• Jardim inteligente: pule a rega automaticamente quando um sensor de chuva detectar chuva.

Erros comuns e como corrigir

• O valor é sempre 1023 ou sempre 0: o pino DO está sendo lido em vez do AO, falta alimentação ou o fio até a placa do sensor está partido.
• As hastes corroeram e as leituras não fazem sentido: o sensor resistivo ficou alimentado o tempo todo; alimente-o por um pino ou troque por um modelo capacitivo.
• As leituras mudam com o tempo: a condutividade muda conforme a terra se compacta ou recebe adubo; recalibre de vez em quando.
• A bomba não para: o relé é ativo em LOW e o HIGH/LOW está invertido no código, ou ele mede de novo antes de a água penetrar; adicione uma espera entre as leituras.
• O sensor capacitivo dá valores estranhos: a eletrônica na parte de cima molhou; deixe a placa à prova d'água.
• As leituras ficam erradas quando o Wi-Fi liga no ESP32: o sensor está em um pino do ADC2; mude para um pino entre o GPIO 32 e o 39.

O sensor de umidade do solo pode ser o seu primeiro projeto que vai além de medir e muda de fato alguma coisa no mundo real. No app BlueGrays você encontra um projeto de estação de rega inteligente, passo a passo, com esquema do circuito e código.