Como funcionam os módulos de sensores do meu Kit de Hidroponia Inteligente?
Este artigo foi traduzido automaticamente. Versão original em inglês.
O Kit de Hidroponia Inteligente é um sistema de cultivo alimentado por micro:bit: seus alunos programam o micro:bit para controlar ciclos de luz, níveis de água, circulação de água e medições de pH e temperatura para plantas reais (Forward Education). Os sensores e dispositivos são o que transforma um tanque de plástico em um sistema de cultivo inteligente.
Aqui está o tour rápido, para você saber o que cada peça faz antes de entregá-la a uma turma.
A versão resumida
Todo sensor e dispositivo do kit se conecta à placa breakout — a pequena placa de circuito que atua como o hub do projeto. O micro:bit se encaixa na placa breakout, e a placa transmite cada leitura de sensor para o seu código. Nada precisa de fiação, solda ou chave de fenda: os módulos são plug-and-play, e os cabos são reversíveis, então os alunos não conseguem conectá-los "de trás para frente".
Em seguida, você lê esses sensores (e liga a bomba e a luz) usando os blocos da Forward Education no MakeCode. Se você não vir as gavetas Sensors e Motors no MakeCode, adicione a extensão primeiro — veja How to add the Forward Extension in MakeCode nesta base de conhecimento.
Como os módulos se conectam à placa breakout
O layout da placa breakout é compartilhado em todo o ecossistema de hardware da Forward Education, então funciona da mesma forma que no Climate Action Kit:
- As quatro portas superiores aceitam qualquer um dos módulos brancos de sensor ou componente.
- As três portas inferiores são para motores de servo.
- A bomba de água tem seu próprio ponto de conexão dedicado, logo à direita do micro:bit.
- A placa tem uma bateria recarregável integrada, então um projeto pode funcionar longe de uma mesa. Para um projeto de hidroponia que roda por dias seguidos, mantenha a placa conectada à energia com um cabo micro USB — essa é a recomendação nas páginas de projeto da Forward Education, e evita que a bateria acabe no meio de um experimento.
Mais detalhes sobre a placa em si estão em An in-depth look into the Climate Action Kit Sensors and Components.
De acordo com anúncios de revendedores sobre o conteúdo do kit, o Kit de Hidroponia Inteligente vem com sua própria placa breakout (com conector de borda para micro:bit e bateria recarregável), e um micro:bit V2 é necessário e vendido separadamente (Pakronics).
TODO: Confirmar na lista oficial de embalagem da Forward Education se a placa breakout está incluída em todas as versões regionais do kit, se um micro:bit V2 é necessário, e se o sensor de temperatura e a sonda vêm com o kit ou são comprados separadamente (a lista de conteúdo do revendedor mostra os módulos de pH, flutuador e controlador de luz, além da bomba, mas nenhum sensor de temperatura).
O que cada módulo faz
Sensor de flutuador (nível de água)
O sensor de flutuador é como o seu projeto "sabe" quanta água há no tanque. Ele fica no reservatório e informa se a água está acima ou abaixo do ponto do flutuador, para que os alunos possam disparar alguma ação quando o nível cair — por exemplo, um alarme no visor do micro:bit, ou a bomba reabastecendo o reservatório. Os projetos Low-Water Alarm for Hydroponics e de reabastecimento de reservatório em learn.forwardedu.com são a forma mais rápida de ver isso em ação.
Dica para sala de aula: peça aos alunos para levantar e abaixar fisicamente o flutuador com a mão enquanto observam o micro:bit. Ver a leitura mudar é o momento em que o conceito de limite (threshold) faz sentido.
Sensor de pH
O sensor de pH mede o quão ácida ou alcalina está a água com nutrientes, e transmite essa informação de volta ao micro:bit para que os alunos possam registrá-la, exibi-la ou compará-la ao longo de um ciclo de cultivo (Forward Education). O pH é um dos dados mais "reais" do kit — ele muda conforme as plantas se alimentam, o que o torna ideal para uma tarefa de coleta de dados de longa duração.
Você vai precisar de tampão (buffer) de pH up/down para ajustar a água, junto com nutrientes de hidroponia. Ambos são consumíveis e não são infinitamente reutilizáveis — veja Where can I purchase consumables for the Smart Hydroponics Kit? nesta base de conhecimento.
Sensor de temperatura e sonda
O módulo de temperatura é usado com uma sonda para medir a temperatura da água, do solo ou de outro meio (Forward Education). Em um projeto de hidroponia, os alunos geralmente colocam a sonda no reservatório para acompanhar a temperatura da água junto com o pH — água quente e a saúde das plantas formam uma pergunta de investigação natural.
Assim como os outros módulos, ele tem duas portas de cabo reversíveis e funciona com qualquer kit da Forward Education, então você pode emprestá-lo para outros projetos.
Luz de cultivo LED
A luz de cultivo é uma saída, não um sensor. Os alunos podem programar tanto o ciclo de luz ligado/desligado quanto o brilho, o que significa que podem simular a duração do dia para diferentes plantas e comparar o crescimento (Forward Education).
Se a luz não acender, há um artigo dedicado a isso: My Hydroponics Light isn't working.
Bomba de água
A bomba movimenta a água — seja circulando-a pelo tanque para manter os nutrientes bem misturados, seja alimentando água nova quando o sensor de flutuador indica que o nível está baixo. Ela se conecta à sua própria porta na placa breakout, em vez de uma porta de sensor padrão.
Dois hábitos que fazem as bombas durarem mais:
- Use um filtro na mangueira sempre que bombear água de um reservatório, para manter detritos fora da bomba e da mangueira (recomendação na página do projeto Water Recirculation for Hydroponics).
- Guarde-a corretamente ao final de uma unidade — veja Walkthrough - How to store the water pump.
Se ela não estiver funcionando de forma alguma, comece por The Water Pump is not working.
O hardware de cultivo
Nem tudo na caixa é eletrônico. A unidade principal de hidroponia inclui o tanque (capacidade de 7 L), a tampa, os postes de suporte e as hastes de suporte das plantas (Forward Education). A montagem é abordada em Smart Hydroponics Kit Assembly Guide — siga esse guia primeiro e depois volte para os sensores.
Teste os módulos antes da aula
Você não precisa de água no tanque para verificar se um módulo funciona. Com a extensão da Forward Education adicionada, o MakeCode mostra uma versão virtual de cada sensor conectado:
- Ligue a placa breakout.
- Emparelhe seu micro:bit e insira-o na placa breakout.
- Conecte um sensor em uma das quatro portas superiores.
- Observe a área do simulador à esquerda do espaço de trabalho do MakeCode — o sensor aparece abaixo do simulador do micro:bit e é atualizado em tempo real conforme você conecta ou desconecta módulos.
Isso te dá uma verificação pré-aula de 30 segundos: conecte cada módulo, veja-o aparecer e siga em frente. Mais detalhes em Introduction to MakeCode Simulators.
Se um módulo não estiver lendo
Siga estes passos em ordem — a solução geralmente está nos dois primeiros:
- Verifique a porta. Os sensores vão nas quatro portas superiores; a bomba de água vai no seu próprio conector ao lado do micro:bit.
- Verifique a energia. Certifique-se de que a placa breakout está ligada e carregada, ou conectada à energia USB para um projeto de longa duração.
- Verifique o emparelhamento. Se o micro:bit não baixar o código ou não conectar, veja Pairing your micro:bit in MakeCode e My micro:bit is having trouble connecting. Nota para planejamento: os alunos precisarão remparelhar o micro:bit em um computador novo ou após uma mudança de navegador.
- Verifique a versão da sua extensão. Projetos mais antigos podem não ter os blocos mais recentes — veja Do I have the latest version of the Forward Education Coding blocks?
- Troque o módulo para uma porta diferente, ou experimente um módulo que você sabe que funciona, para descobrir se o problema é a peça ou a porta.
Ainda com dificuldades? How do I contact support? tem a rota mais rápida até um humano, e A piece is missing from my kit — how do I get a replacement? trata de substituições.