Sistema de Controle Remoto
O sistema de controle remoto foi um projeto realizado para aprovação no trabalho de conclusão de curso da minha graduação. O objetivo do sistema é o controle remoto de um sistema de bombeamento de água utilizando uma nova tecnologia de comunicação chamada de LoRa e um novo microcontrolador, amplamente difundido no mundo de ioT, chamado de ESP32. O sistema foi desenvolvido e implantando em uma propriedade rural na cidade de Bambuí no estado de Minas Gerais.
Com base em estudos, foi constatado que as principais tecnologias de comunicação existentes são inviáveis para o desenvolvimento de equipamentos que precisam ser controlados a uma grande distância, com baixo custo e em locais afastados dos grandes centros urbanos. As redes celulares, por exemplo, podem não possuir cobertura em propriedades rurais e o usuário precisa pagar um custo mensal para utilizar o serviço. Tecnologias como o Bluetooth e Wireless são para pequenos alcances e as redes via satélite possuem altos custos para a implementação de tais equipamentos.
A tecnologia LoRa, Long Range, é um novo tipo de comunicação via rádio que pode alcançar grandes distâncias a um baixo custo energético e também um baixo custo financeiro. O LoRa pode alcançar distâncias acima de 15 Km dependendo das condições do relevo e das antenas utilizadas. Os estudos realizados com a implantação do sistema buscavam avaliar se o LoRa poderia ser a solução para os problemas encontrados nas outras tecnologias de comunicação.
O ESP32 é um microcontrolador de baixo custo e baixo consumo de energia que pode ser encontrado em placas de ioT como a placa Wifi Kit 32 exibida ao lado. O ESP32 pode ser programado em C através da IDE do Arduíno e conta com diversos recursos para a automação, como portas de entrada e saída de dados, comunicação SPI, I2C dentre outras.
Para a construção do sistema foram realizadas etapas importantes do ciclo de vida de software, como levantamento de requisitos, casos de uso, modelagem do problema, construção de diagramas de alto nível de abstração dentre outras etapas. O diagrama ao lado é um exemplo da modelagem do sistema . Na propriedade rural há um açude, e uma cisterna, ambos foram utilizados para captação de água. A água das fontes é bombeada até um reservatório presente na propriedade. As bombas estão presentes nas duas fontes de captação e para o controle do seu funcionamento foram desenvolvidos módulos que monitoram o nível de água nas fontes e no reservatório. Os módulos controlam o acionamento das bombas conforme a demanda de água no reservatório. A comunicação entre os módulos é realizada através do rádio LoRa.
Para o bombeamento de água através do controle remoto, foi preciso realizar o sensoriamento de nível de água nos locais de captação. Foi necessário o desenvolvimento de toda a estrutura do sensor que foi aplicado.
Para o sistema foram desenvolvidos 3 módulos, um módulo de controle das bombas, um para o sensoriamento de nível no reservatório e outro para o operador do sistema. Os módulos foram desenvolvidos utilizando caixas de sobrepor, LEDs, botões, placas WiFi Kit 32 dentre outros elementos.
Os módulos também contaram com desenvolvimento de placas de circuito impresso para a integração dos elementos utilizados. As placas foram projetadas utilizando o EAGLE , os projetos realizados podem ser visualizados baixo. Para a confecção das placas foi utilizado uma impressora 3D presente no IFMG Campus Bambuí.
A automação do sistema também contou com o desenvolvimento de esquemas elétricos para a manutenção dos esquiamentos. Na imagem abaixo é possível ver o esquema elétrico do módulo 03.
Para um melhor entendimento da pesquisa realizada, do sistema construído e dos resultados obtidos, segue disponibilizado, através do botão abaixo, o acesso a monografia do trabalho.