Este documento descreve a seção de Internet das Coisas (IoT) do projeto Waterline, responsável pelo monitoramento e controle em tempo real de um ecossistema de aquário. O sistema utiliza um microcontrolador ESP8266 como cérebro principal para conectividade Wi-Fi e um Arduino Uno como controlador auxiliar para os periféricos.
A imagem abaixo ilustra todas as conexões de hardware entre os microcontroladores, sensores e atuadores.
- Microcontrolador Principal: NodeMCU (ESP8266) - Responsável pela conectividade Wi-Fi, comunicação com a nuvem (AWS IoT) e controle de sensores específicos.
- Microcontrolador Auxiliar: Arduino Uno - Atua como um expansor de I/O, controlando o módulo de relés de 4 canais e fornecendo os 5 volts necessários.
- Sensor de Nível de Água: Módulo analógico para medição do nível da água no aquário.
- Sensor de Temperatura da Água: DS18B20, sensor digital à prova d'água de alta precisão.
- Sensor de Temperatura e Umidade do Ar: Módulo DHT11 para monitorar as condições do ambiente.
- Módulo Relé de 4 Canais: Controla os dispositivos de maior potência (iluminação, bomba, filtro).
- Módulo Relé de 1 Canal: Utilizado especificamente para o pressionamento do botão físico do alimentador automático.
- Iluminação
- Bomba d'água
- Filtro
- Alimentador Automático
- Monitoramento em Tempo Real: Leitura contínua dos sensores e envio dos dados para uma plataforma em nuvem IoT Core, permitindo a visualização em um dashboard web.
- Controle Remoto: Acionamento individual de dispositivos como a iluminação, bomba e filtro através de comandos enviados pela internet.
- Alimentação Automatizada: Capacidade de acionar o ciclo de alimentação do dispenser de forma remota ou programada.
A seguir, um resumo das principais conexões, conforme o diagrama.
| Componente | Pino no ESP8266 | Conexão |
|---|---|---|
| Sensor de Nível de Água | A0 | Saída Analógica (S) |
| Relé do Alimentador (1 Canal) | D0 | Sinal (IN) |
| Sensor temperatura ambiente e umidade | D2 | Sinal (IN) |
| Sensor nível da água | D3 | Sinal (IN) |
| Sensor de Temperatura (DS18B20) | D4 | Pino de Dados |
| Relé 1 | D5 | Sinal (OUT) |
| Relé 2 | D6 | Sinal (OUT) |
| Relé 3 | D7 | Sinal (OUT) |
| Relé 4 | D8 | Sinal (OUT) |
| Componente | Pino no Arduino | Conexão |
|---|---|---|
| VCC do módulo 4 relés | 5v | Pino de energia |
| GND do módulo 4 relés | GND | Pino terra |
O ESP8266 atua como o cérebro do sistema. Ele se conecta à rede Wi-Fi e estabelece comunicação via MQTT com a plataforma da AWS IoT Core. Ele é responsável por ler os sensores que lhe são diretamente conectados (nível e temperatura da água) e por enviar comandos para o Arduino.
O Arduino Uno funciona como um "ajudante" robusto, simplificando o controle dos relés de 5V. O ESP8266 trabalha apenas com 3,3v, que não é o suficiente para ativar os relés.
O sistema de alimentação utiliza um relé de 1 canal para fechar o circuito do botão físico do alimentador, simulando um pressionamento de dedo de forma automatizada.