gardener robot: um sistema de automação para o cuidado

GARDENER ROBOT: UM SISTEMA DE AUTOMAÇÃO PARA O CUIDADO DE
PLANTAS CASEIRAS
SANTANA, Heitor Rivera de1; CONCEIÇÃO, Raphael Silva1; QUEIROZ, Breno Cunha1; FREITAS,
Pedro Quadros de1; FERREIRA, Fábio1; FERREIRA, Ivisson Carlos Valverde1
1
COLÉGIO CÂNDIDO PORTINARI
CIC ROBOTICS – CLUBE DE INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA
Rua Adelaide Fernandes da Costa, nº 487, Costa-Azul
Salvador - Bahia - CEP: 41.760-040
Resumo Este artigo tem o objetivo de apresentar o projeto
Gardner Robot, que é um sistema de automação para o cuidado
de plantas caseiras ou ornamentais, o qual auxilia os seres
humanos a cuidar de suas plantas, utilizando um meio mais
simples para customização, através do Numeric Pad e do LCD
do NXT, que dispõe de uma interface que permite préprogramar o robô. Assim o usuário determina quais serão os
cuidados prestados a planta durante sua ausência.
Palavras Chaves: Robótica, Plantas Ornamentais, Robôs
Domésticos.
Abstract: This article aims to present the project Gardener
Robot, which is an automation system for the care of house
plants or ornamentals, which helps humans to care for your
plants, using a simpler means for customization through the
Numeric Pad and LCD NXT, which has an interface that
allows users to pre-program the robot. Once the user
determines what will be the care of the plant during his
absence.
Keywords: Robotics, Ornamental Plants, Domestic Robots.
1
INTRODUÇÃO
A CIC Robotics é o Clube de Investigação Científica,
destinado a iniciação à pesquisa científica de estudantes do
Ensino Fundamental e Médio através da robótica e educação
tecnológica.
O projeto consiste no desenvolvimento do sistema de
automação, cujo o objetivo é manter organismos
fotossintetizante hidratados (plantas caseiras), em um ambiente
controlado, principalmente durante a ausência do proprietário.
O projeto Gardener Robot utiliza os kits Mindstorms Education
NXT da LEGO e o TETRIX da Pitsco, sensor da Mindsensors
e materiais recicláveis.
A ausência dos donos pode ocasionar a desidratação das
plantas, principalmente nas plantas caseiras, muitas vezes
confinadas a ambientes fechados, sem acesso a água da chuva.
Como monitorar a hidratação das plantas na ausência de seus
responsáveis, os quais em determinado período do dia não
podem zelar pelos seus cuidados? O Gardener Robot pode
ajudar a cuidar das plantas devido a sua capacidade de
irrigação sem a presença humana, sendo apenas necessário
programá-lo para a rotina de irrigação do dia.
A fotossíntese e a forma de obtenção de alimento das plantas,
utilizando o gás carbônico, luz solar e água para transformar
em glicose que servira de alimento ele também transforma o
CO2 em O2. Assim, além de água as plantas precisam de luz do
sol. O Gardener é um robô autônomos que não necessita de
controle humano para operar, sem humanos os robôs poderão
operar sem problemas, fazendo apenas o que é ordenado.
2
PLANTAS ORNAMENTAIS/CASEIRAS
Pode se dizer que as plantas deixam o ambiente mais “vivo”.
Por isso, as pessoas estão familiarizadas com este decoração.
As pessoas são carinhosas com as plantas que colocam no
ambiente por causa deste fato,e demonstram isso cuidando da
planta. Mas, mesmo sendo carinhosas com essas plantas,
algumas pessoas ainda esquecem de regar.E o robô jardineiro
tem como função impedir isto.
2.1
Espécies
O tipo de planta mais utilizado são as herbáceas ou “flores” e,
dependendo da espécie, podem chegar no máximo até dois
metros. Todas as plantas pertencem ao mesmo reino Plantae.
As mais conhecidas são:
● Rosa- Rosa spp
● Hortencias- Hydrangea macrophylla
● Jarros- Arum italicum Miller
● Cacto- Cactus spp
● Dente-de-leão- Taraxacum officinale
● Lírio- Lilium martagon
2.2
Cuidados
Algumas plantas tem um tempo de hidratação distinta. Para
resolve tal problema, o sistema é adaptado para algumas
Mostra Nacional de Robótica (MNR)
1
espécimes mais exigentes, uma dessas plantas é a orquídeas
que necessitam de quantidade de água, luz e adubo diferentes.
O adubo gera nutrientes que contribuem para a evolução do
espécime de forma a gerar um avanço, porém o adubo também
deve ser aplicado com cautela pois em demasiado este artifício
pode ser prejudicial.
água é liberada sempre a válvula é acionada, irrigando assim a
planta, conforme figura 1.
Como qualquer animal, a planta tem necessites básicas: luz
para fazer fotossíntese, sombra (nem toda espécies necessitam
de luz o dia inteiro e o adubo é utilizado para garantir a
sobrevivência da planta que necessita sempre de nutrientes.
3
GARDENER ROBOT
O robô utiliza kit Mindstorms Educations NXT, TETRIX
Education, sendo controlado pelo NXT (controlador lógico
programável) e um controlador Servo Motor, que permite a
utilização do motor servo que abre a válvula.
Legenda: A. Reservatórios de água; B. Tubos para irrigação; C.
Válvula; e D. Planta
Figura 2. Sistema de Irrigação do Gardener Robot
3.1.2
Módulo de Controle
Figura 1. Protótipo do Gardener Robot (primeira etapa)
3.1
Estrutura do Robô
O Gardener Robot foi construído para sustentar plantas de
pequeno porte, que possuem características ornamentais e
paisagística. Os repositórios de água mentem as plantas
hidratadas, sendo abertos através do Servo Motor após
configuração do usuário, que determina quantidade de água em
ml (mililitros) e quantas vezes as planta deve ser regada no dia.
Figura 2. Protótipo do Gardener Robot (segunda etapa)
A lista de matérias do robô contém:
1) 02 garrafas PET de um litro;
2) 01 Controlador Servo Motor da TETRIX;
3) 01 Servo Motor da TETRIX;
4) 01 Bateria de 9v da TETRIX;
5) 01 NXT (bloco programável) da LEGO Mindstorms
Education;
6) 01 Numeric Pad (sensor) da Mindsensors;
7) 02 Equipo;
8) Peças TETRIX.
3.1.1
Sistema de Irrigação
O Sistema de Irrigação do Gardener Robot consiste em duas
garrafas pet de um litro para o armazenamento de água e
equipos que conduzem a água dos reservatórios até a planta. A
Mostra Nacional de Robótica (MNR)
Figura 3. Hitechnic Servo Controller fo TETRIX
Fonte: (LEGO EDUCATION, 2013)
O servo motor abre e fecha a válvulas (três canais - 01 entrada
e 02 saídas) de liberação de água, comandado pelo NXT e o
Controlador Servo Motor, que determinam a ação do motor.
3.2
Sistema de Configuração do Robô
O robô armazenará a configuração personalizada de cada
pessoa para sua planta. Essas configuração será feita pelo
proprietário do espécime.
3.2.1
Configuração do Processo de Automação
ornamentais), na qual será inserido um equipo no solo para
liberar água conforme programação de quantidade de água e
número de regagem. A programação requer uma interface que
permite ao usuário escolher as opções através do display do
NXT. Assim, se torna fácil deixar sua planta sobre bons
cuidados durante a ausência de um humano.
AGRADECIMENTOS
Aos familiares pelo carinho, afeto e estimulo.
Ao Professor Fábio Ferreira pela orientação do projeto.
Ao Professor Ivisson Valverde pela co-orientação e ajuda
constante.
A Milene Cedraz pelo carinho e afeto.
Por fim, Ao Colégio Cândido Portinari e ao CIC Robotics pela
oportunidade em participar de um projeto de iniciação
científica, que tem muito importância na nossa formação.
Figura 4. Diagrama da Interface do Sistema de Configuração
do Robô
O Numeric Pad (ver figura 2) é o sensor que permite a
programação do robôs para determinar a quantidade de vezes
em que a planta será irrigada e a quantidade de água (em ml)
utilizada na irrigação. As teclas "0, 1, 2’ e 3" (zero, um, dois e
três) simbolizam as opções do "menu". Os caracteres "#"
(sustenido) e "*" (asterístico) simbolizam "confirmar" (ou
próximo) e "cancelar" (ou voltar). As telas de configuração do
robôo serão acionadas a partir do Numeric Pad, o que permite
ao usuário programar quantidade de água e número de
regagem. Essa interface exibe no display do NXT as opções
para programar o robô.
REFERÊNCIAS
CANTO, Eduardo Leite do. Ciências naturais: aprendendo
com o cotidiano, 2ed. São Paulo: Moderna, 2004.
LEGO EDUCATION. Hitechnic Servo Controller fo
TETRIX. Disponível em:
<http://www.legoeducation.us/eng/product/hitechnic_se
rvo_controller_for_tetrix/1649>. Acesso em: 13 ago.
2013.
MINDSENSORS.
Numeric
Pad.
Disponível
em
<http://mindsensors.com/index.php?module=pagemaste
r&PAGE_user_op=view_page&PAGE_id=138>.
Acesso em: 12 ago. 2013.
Figura 5. Numeric Pad
Fonte: (MINDSENSORS, 2013)
4
4.1
PROPOSTAS FUTURAS
Ampliação do Módulo Autônomo
Projetar o suporte dos reservatórios para que possam receber
garrafas de até 3L possibilita cuidar de plantas que requer mais
hidratação. É muito importante o cuidado com o solo, por esse
motivo a próxima versão do Gardener Robot deve ter sensores
ambientais para verificar a temperatura, umidade e pH do solo
para que seja possível intervir nas condições do solo,
mantendo-o sempre propício ao desenvolvimento da planta.
5
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O Gardener Robot é um projeto que visa auxiliar as pessoas
que cuidam de plantas nos momentos que estão ausente. O
Robô tem uma base de suporte a planta (caseiras ou
Mostra Nacional de Robótica (MNR)
3