HydroMazing: Sistema Inteligente de Jardinería IoT para Cultivo Avanzado

Componentes y materiales

Componente	Cantidad	Notas
Raspberry Pi 3 Model B	1	Opcional: IoT, mensajería SMS
Arduino Nano R3	2	Nodos sensores/actuadores
Shield de expansión Arduino Nano	2
Sensor temp/humedad DHT21/22	1	Puede necesitar resistencia 10k Vcc/Data
Módulo fotorresistencia (luz)	1
Radio nRF24L01 2.4GHz	1	Con o sin antena SMA
Sensor Dallas (temp. solución nutritiva)	1	Probablemente necesite conector
Módulos TX/RX 433MHz	1 par	Para enchufes inalámbricos
Pack 3-5 enchufes inalámbricos + mando	1	Control de ventiladores, luces, bombas
Pantalla LCD con botones DFRobot (shield Uno)	1	Monitor local

Herramientas

• Soldador

Software y servicios

• Arduino IDE
• Microsoft Visual Studio 2015 (para parte Raspberry Pi / web)

Sobre el proyecto

No pretendía hacer un producto, solo resolver un problema común: cultivar plantas en interior/controlado. ¿Cómo crear ambiente óptimo con electrónica común y objetos caseros? ¿Suelo o hidropónico?

hydroMazing facilita proporcionar condiciones óptimas para cultivar plantas en casa. Sistema independiente de recopilación de datos e interfaz web en tu propio dispositivo, no en nube remota.

Automatización del hogar

Inicialmente usé termostatos programables Lux WIN100 para ventiladores. Efectivos pero con muchos cables y relés antiguos. Intenté hackear una regleta con mis propios relés y Arduino Uno → lío de cables y conectores, desánimo.

Idea: usar enchufes AC controlados por radio (mando a distancia). Hackear el mando para que Arduino envíe señales ON/OFF. ¿Fiable? Probé y no fue mucho mejor. Luego encontré módulos TX/RX 315/433MHz baratos. Con librería RCSwitch leí códigos del mando y los reproduje con Arduino. ¡Funcionó!

Programación: "TheDecider"

Desarrollé software con parámetros base para temporización, gestión, transmisión/recepción de objetos "sensor" y "appliance". Control de electrodomésticos mediante algoritmos llamados "TheDecider": decide encender/apagar enchufes según lecturas de sensores y umbrales programados. Diseñado para ser adaptable a acuaponía, setas, etc.

Los enchufes inalámbricos resultaron fiables. El código creció hasta tocar límites de memoria del Arduino Uno → optimización forzada. Finalmente necesitó segundo microcontrolador o uno mayor.

Monitorización inalámbrica SIN Internet

Comunicación entre microcontroladores: nRF24L01 (radio 2.4GHz bajo consumo). Añadí otro Arduino Uno con shield LCD para mostrar lecturas, estados y alertas. Plataforma abierta, auto-contenida, arquitectura abierta para integrar Internet fácilmente.

Monitorización por Internet (Raspberry Pi)

Raspberry Pi + nRF24L01 recibe datos. Modifiqué código Arduino para escuchar transmisiones y volcar a archivos: log completo, estado sensores, estado actuadores, alertas. Script PHP lee archivos y muestra web en Apache (Pi). Script Python vigila carpeta alertas: si existe, parsea y envía email/SMS. Mueve alerta para que PHP la muestre. Logs → base de datos → analíticas e informes. hydroMazing Garden Wizard guía todo el cultivo.

Monitorización solución nutritiva (hidropónico)

Controla nivel, pH y EC. Activar bomba para rellenar agua ("topping-off") y mantener concentración. Gestiona bombas pH/EC y notifica cambios necesarios.

Código: Configuración núcleo (CoreSettings.h)

Archivo crítico: red nRF, códigos mando enchufes, temporizadores, definiciones de objetos Appliance y Sensor.

/* CoreSettings.h - Copyright (C) 2015 Cory J. Potter - All Rights Reserved
   Licencia: ver LICENSE.txt - NO USO COMERCIAL */

#ifndef __CORESETTINGS_H__
#define __CORESETTINGS_H__

#ifdef ARDUINO
#define RX_PIN 103
#define TONE_PIN 104
#define TX_PIN 8
uint8_t node_address = 1;
uint8_t totalNodes = 3;
unsigned long lastRxTimeStamp = 0;
const uint64_t nRFbaseAddress = 1034834473100;
uint8_t nRFaddress = 0;
uint64_t tx_pipes[3] = { 0xF0F0F0F0F8LL, 0xF0F0F0F0F7LL, 0xF0F0F0F0F6LL };
uint64_t rx_pipes[3] = { 0xF0F0F0F0F1LL, 0xF0F0F0F0F2LL, 0xF0F0F0F0F3LL };

// Enchufes inalámbricos (ejemplo ETEKCITY #0319)
uint8_t totalSwitches = 5;
unsigned long mySwitchOn[]  = {24,333107,333251,333571,335107,341251};
unsigned long mySwitchOff[] = {24,333116,333260,333580,335116,341260};

// I2C
const int MY_ADDRESS = 42;
const int SEND_TO_ADDRESS = 22;

// Temporizadores (encadenados)
Timer Timer_txData        = { TIMER_TX_DATA,        30000UL, true, false, 0, NULL };
Timer Timer_Save_Settings = { TIMER_SAVE_SETTINGS, 3600000UL, true, false, 0, &Timer_txData };
Timer Timer_Sensor_Read   = { TIMER_SENSOR_READINGS, 7000UL, true, false, 0, &Timer_Save_Settings };
Timer Timer_Alerts        = { TIMER_ALERTS,         45000UL, true, false, 0, &Timer_Sensor_Read };
Timer Timer_rxData        = { TIMER_RX_DATA,         6000UL, true, false, 0, &Timer_Save_Settings };

// Actuadores (Appliances)
Appliance Appliance_Light_1      = {101, 1, APPLIANCE_LIGHT,       DEFAULT_TIME, true, false, OFF, NULL };
Appliance Appliance_IntakeFan    = {104, 1, APPLIANCE_INTAKE_FAN,  DEFAULT_TIME, true, false, OFF, &Appliance_Light_1 };
Appliance Appliance_ExhaustFan   = {103, 1, APPLIANCE_EXHAUST_FAN, DEFAULT_TIME, true, false, OFF, &Appliance_IntakeFan };
Appliance Appliance_Humidifier   = {102, 0, APPLIANCE_HUMIDIFIER,  DEFAULT_TIME, true, false, OFF, &Appliance_ExhaustFan };
Appliance Appliance_Heater       = {101, 0, APPLIANCE_HEATER,      DEFAULT_TIME, true, false, OFF, &Appliance_Humidifier };
Appliance Appliance_FeedPump     = {105, 1, APPLIANCE_PUMP,        DEFAULT_TIME, true, false, OFF, &Appliance_Heater };
uint8_t totalAppliances = 6;

// Sensores
Sensor Sensor_Photocell   = { PIN_A0, 1, SENSOR_PHOTO,      100,  50, 100, 0, 25, NULL };
Sensor Sensor_Temp        = { PIN7,   1, SENSOR_TEMPF,      50,   70,  80, 0, 75, &Sensor_Photocell };
Sensor Sensor_Humidity    = { PIN7,   1, SENSOR_HUMIDITY,   50,   40,  70, 0, 50, &Sensor_Temp };
Sensor Sensor_WaterTemp   = { PIN3_INT1,1,SENSOR_WATER_TEMPF,100,  50,  70, 0, 65, &Sensor_Humidity };
Sensor Sensor_Flow        = { PIN2_INT0,2, SENSOR_FLOW,     100,  50,  50, 0, 75, &Sensor_WaterTemp };
Sensor Sensor_Float       = { PIN_A2, 1, SENSOR_FLOAT,      100,   0,   1, 0,  1, &Sensor_Flow };
Sensor Sensor_Voltage     = { PIN1_TX, 1, SENSOR_VOLTAGE,   100,   0, 100, 0, 50, &Sensor_Float };
uint8_t totalSensors = 7;

#endif
#endif

Esquemáticos

• Ventiladores entrada/salida, luces, calefactores, deshumidificadores, bombas → controlados vía enchufes AC inalámbricos.
• Enchufes inalámbricos comerciales usados.
• Prototipo montado y testeando.
• Interfaz web prototipo (dashboard y alertas).

Más información

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