🌱 ProjetoUmidade

Projeto disciplinar de IoT que realiza o monitoramento da umidade do solo em tempo real e aciona automaticamente um sistema de irrigação, utilizando um ESP32-S3, um sensor de umidade HW-390 e o protocolo MQTT para comunicação entre o dispositivo e demais aplicações (dashboards, brokers, etc).

📑 Sumário

• Sobre o projeto
• Funcionalidades
• Tecnologias utilizadas
• Hardware utilizado
• Esquema de ligação
• Como funciona
• Tópicos MQTT
• Pré-requisitos
• Instalação e configuração
• Como executar
• Estrutura do projeto
• Melhorias futuras
• Autor

---

📋 Sobre o projeto

O ProjetoUmidade integra hardware e software para automatizar a irrigação com base na umidade do solo. O ESP32-S3 realiza a leitura analógica do sensor de umidade, converte essa leitura em um percentual de umidade, publica esse valor via MQTT e controla o acionamento da irrigação (simulada por LEDs) utilizando uma lógica de histerese, evitando acionamentos e desligamentos repetidos em curtos intervalos de tempo.

O projeto foi desenvolvido em C++, através da Arduino IDE, e utiliza comunicação Wi-Fi para conexão com a internet e um broker MQTT público para troca de mensagens.

⚙️ Funcionalidades

• 📡 Conexão automática à rede Wi-Fi, com reconexão em caso de queda;
• 🔄 Reconexão automática ao broker MQTT caso a conexão seja perdida;
• 💧 Leitura analógica do sensor de umidade do solo, com média de múltiplas amostras para reduzir ruído;
• 📊 Conversão da leitura bruta do sensor em percentual de umidade (0% a 100%);
• 🚿 Controle automático de irrigação com histerese, evitando oscilações rápidas entre ligado/desligado;
• 💡 Indicação visual do estado do sistema por meio de LEDs (verde = irrigação desligada, vermelho = irrigação ligada);
• 📤 Publicação em tempo real da umidade e do status da irrigação via MQTT.

🛠 Tecnologias utilizadas

• C++ (Arduino Framework)
• Arduino IDE
• Protocolo MQTT
• Bibliotecas:
  • WiFi.h — conexão com a rede Wi-Fi
  • PubSubClient.h — comunicação MQTT

🔌 Hardware utilizado

Componente	Função
ESP32-S3	Microcontrolador principal, responsável pela leitura do sensor e comunicação Wi-Fi/MQTT
Sensor de umidade do solo HW-390	Leitura analógica da umidade do solo
LED verde	Indica que a irrigação está desligada
LED vermelho	Indica que a irrigação está ligada

🔗 Esquema de ligação

Pino do ESP32-S3	Componente
GPIO 4	Sinal analógico do sensor HW-390
GPIO 5	LED verde (irrigação desligada)
GPIO 13	LED vermelho (irrigação ligada)

🧠 Como funciona

1. Conexão: ao ligar, o ESP32-S3 se conecta à rede Wi-Fi e, em seguida, ao broker MQTT (broker.hivemq.com), publicando o status inicial "Desligada" no tópico de status.
2. Leitura do sensor: a cada ciclo, são feitas 8 leituras analógicas do sensor (NUM_AMOSTRAS), que são somadas e divididas para obter uma leitura média, reduzindo o ruído da leitura.
3. Conversão em umidade: a leitura bruta é convertida em um percentual de 0% a 100%, com base nos valores de calibração do sensor seco (sensorSeco = 2400) e do sensor molhado (sensorMolhado = 1200).
4. Publicação MQTT: o valor de umidade calculado é publicado no tópico meuprojeto/umidade.
5. Controle de irrigação (histerese):
   • Se a umidade cair abaixo de 35% e a irrigação estiver desligada, ela é ligada (LED vermelho aceso, LED verde apagado) e o status "Irrigando" é publicado.
   • Se a umidade subir acima de 50% e a irrigação estiver ligada, ela é desligada (LED verde aceso, LED vermelho apagado) e o status "Desligada" é publicado.
   • A diferença entre os limites de ligar (35%) e desligar (50%) evita que o sistema fique ligando e desligando repetidamente quando a umidade está próxima de um único limite fixo.
6. O ciclo se repete a cada 2 segundos.

📡 Tópicos MQTT

Tópico	Descrição	Exemplo de mensagem
meuprojeto/umidade	Percentual de umidade do solo	42
meuprojeto/status	Status atual da irrigação	Irrigando / Desligada

Broker MQTT: broker.hivemq.com (broker público, porta 1883)

✅ Pré-requisitos

• Arduino IDE instalada
• Suporte à placa ESP32 instalado na Arduino IDE
• Biblioteca PubSubClient instalada (disponível pelo gerenciador de bibliotecas da Arduino IDE)
• Sensor de umidade HW-390 e placa ESP32-S3
• Rede Wi-Fi com acesso à internet

🔧 Instalação e configuração

1. Clone este repositório:

   git clone https://github.com/jotapeor/ProjetoUmidade.git

2. Abra o arquivo .ino na Arduino IDE.
3. Instale a biblioteca PubSubClient pelo gerenciador de bibliotecas (Sketch > Incluir Biblioteca > Gerenciar Bibliotecas).
4. Configure as credenciais da sua rede Wi-Fi no início do código:

   const char* ssid = "SEU_SSID";
   const char* password = "SUA_SENHA";

5. (Opcional) Ajuste os valores de calibração do sensor (sensorSeco e sensorMolhado) e os limites de irrigação (ligaThreshold e desligaThreshold) conforme o seu sensor e o tipo de solo utilizado.

▶️ Como executar

1. Conecte o ESP32-S3 ao computador via USB.
2. Selecione a placa e a porta correspondente na Arduino IDE.
3. Faça o upload do sketch para a placa.
4. Abra o Monitor Serial (115200 baud) para acompanhar a conexão Wi-Fi/MQTT e as leituras de umidade em tempo real.
5. Utilize um cliente MQTT (como o MQTT Explorer ou o app HiveMQ) inscrito nos tópicos meuprojeto/umidade e meuprojeto/status para acompanhar os dados publicados.

📁 Estrutura do projeto

ProjetoUmidade/
└── sketch_dec9a/
    └── sketch_dec9a.ino   # Código principal do ESP32-S3

🚀 Melhorias futuras

• Substituir os LEDs indicativos por um relé real, acionando uma bomba ou válvula de irrigação;
• Adicionar autenticação no broker MQTT (usuário/senha) em vez de um broker público;
• Persistir o histórico de leituras em um banco de dados;
• Criar um dashboard para visualização gráfica da umidade ao longo do tempo;
• Mover credenciais sensíveis (Wi-Fi) para um arquivo de configuração separado, fora do controle de versão.

👨‍💻 Autor

Desenvolvido por João Paulo de Oliveira Rosseto

• GitHub: @jotapeor
• LinkedIn: joaopauloor2004