Invernadero Inteligente

Presentación

Los invernaderos son construcciones que permiten cultivar plantas en lugares que no cuentan con las condiciones climáticas adecuadas para su crecimiento. Su cobertura transparente (de vidrio o de polietileno) deja pasar la luz y retiene el calor, de modo que la temperatura interior es mayor que la exterior. Controlar las condiciones internas —temperatura, humedad relativa del ambiente, luminosidad— es fundamental para el desarrollo de las plantas.

En este proyecto se propone diseñar, construir y programar el prototipo de un invernadero inteligente: un sistema que mide la temperatura y la humedad del aire con un sensor DHT11Sensor DHT11Sensor digital que mide temperatura y humedad del aire en un mismo integrado. Digitaliza la lectura internamente y la entrega por un pin digital (no es analógico: no va a A0). Necesita una librería para leerlo y no admite más de una lectura por segundo. y enciende un LEDLEDComponente electrónico tipo diodo que emite luz. Tiene polaridad: la pata larga es la positiva y la corta (o el lado plano del encapsulado) la negativa. Conectado al revés no se daña, pero no enciende. para avisar cuándo hay que ventilar, usando una placa ArduinoArduinoPlaca electrónica con un microcontrolador programable y comunicación USB/serial. Desde la computadora, un IDE permite escribir el código, compilarlo y cargarlo en la placa. Tiene entradas y salidas digitales (0 a 13) y entradas analógicas (A0 a A5). (o su equivalente ESP32ESP32Placa con un microcontrolador de Espressif que trae WiFi (y Bluetooth) integrados. Se programa desde el Arduino IDE igual que un Arduino, con pines llamados GPIO. En este proyecto reemplaza al conjunto Arduino UNO + módulo OBLOQ para el nivel IoT.). En los niveles siguientes esos datos se muestran en un display LCDDisplay LCDPantalla de cristal líquido que muestra texto en filas y columnas; el clásico es de 16 columnas por 2 filas. Se puede conectar en modo paralelo (muchos pines) o por I2C (solo dos cables, SDA y SCL). No representa bien las tildes ni la letra Ñ. y, por último, se monitorean de manera remota a través de Internet de las Cosas (IoT)IoT (Internet de las Cosas)Interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Permite, por ejemplo, enviar los datos de un sensor a una central y visualizarlos desde un dispositivo móvil. Requiere un dispositivo capaz de conectarse a internet y un servidor que reciba y aloje los datos..

A lo largo de toda la guía vas a encontrar términos técnicos resaltados: al tocarlos se despliega su definición, tomada del glosario original del proyecto. Allí está la información técnica necesaria para poner el proyecto en funcionamiento, con aclaraciones sobre los diversos elementos electrónicos involucrados así como también conceptos claves.

Cómo está organizado

• Nivel inicial: montar, con una placa Arduino, un sistema de control de temperatura que mida el ambiente con el sensor DHT11 y encienda un LED cuando la temperatura supere un valor previamente establecido, indicando que el invernadero debe ventilarse.
• Nivel intermedio: agregar un display LCDDisplay LCDPantalla de cristal líquido que muestra texto en filas y columnas; el clásico es de 16 columnas por 2 filas. Se puede conectar en modo paralelo (muchos pines) o por I2C (solo dos cables, SDA y SCL). No representa bien las tildes ni la letra Ñ. para ver en pantalla la temperatura y la humedad relativa del ambiente.
• Nivel avanzado: informar los datos obtenidos a un dispositivo móvil a través de Internet de las Cosas (IoT).

Esta reedición web conserva la estructura y la propuesta didáctica del material original de 2019, con las actualizaciones registradas en la ficha del proyecto: se programa directamente en C++ (mBlock3 fue discontinuado), el nivel IoT se resuelve con el WiFi nativo del ESP32 (el módulo OBLOQ fue discontinuado), el Arduino IDE se presenta en su versión 2.x actual, el display se adapta a cada plataforma (el LCD Keypad Shield paralelo del original en el UNO, un LCD por I2C en el ESP32) y la publicación IoT se hace por cambios, para respetar el límite de la cuenta gratuita de Adafruit IO.

Cierre y extensiones

Una vez finalizado este proyecto, si se quiere continuar, es posible extenderlo. Una opción sugerida es:

• Complementar con el proyecto “Sistema de Riego Automatizado” para sumarle al invernadero el riego de las plantas, combinando el control del ambiente con el del suelo.

El proceso de resolución de problemas como los que se han planteado aquí permite la movilización y la integración de distintos saberes, en la búsqueda de soluciones posibles a una situación dada. Si bien la información fue presentada a modo de instructivo, se espera que sean los estudiantes, organizados en pequeños grupos, quienes vayan encontrando las mejores formas para construir los dispositivos. Esto implica preparar los materiales para que cada grupo cuente con todo lo necesario para la construcción del proyecto. Además, en el interior de cada grupo, los estudiantes deben distribuirse los roles y las tareas de acuerdo a las demandas que van teniendo en las actividades.

Basado en la obra original Saberes Digitales — INET / EDUCAR, Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de la Nación Argentina (2019).