Proiectul constă în realizarea unui sistem embedded pentru monitorizarea umidității solului unei plante. Sistemul măsoară nivelul de umiditate folosind un senzor higrometru capacitiv, afișează valoarea măsurată și statusul plantei pe un display LCD 16×2, iar atunci când umiditatea scade sub un prag prestabilit, avertizează utilizatorul prin aprinderea unui LED roșu și pornirea unui buzzer activ.

Scopul proiectului este de a ajuta utilizatorul să știe când planta are nevoie de apă și de a urmări evoluția umidității solului în timp. Pentru acest lucru, sistemul salvează măsurătorile pe un card microSD, împreună cu data și ora obținute de la un modul RTC DS3231. De asemenea, valorile măsurate și statisticile calculate pot fi transmise prin Bluetooth către un telefon sau laptop, folosind un modul HC-05.

Care este ideea de la care am pornit și de ce este util? Ei bine, eu toată viața mea, am avut 3 ghivece cu plante: primul eram in gimnaziu, era o floare, a ținut 1 lună, al doilea eram în liceu și am avut un cactus (m-a ținut 3 luni) și acum am unul de o lună și cred că e timpul să accept decesul. Mereu uit să ud plantele și știu sigur că este o problemă pentru multe persoane. Statisticile transmise prin bluetooth mă pot ajuta să-mi dau seama în fazele neoportune ale plantei dacă e din cauza udatului excesiv sau udatului prea rar sau non existent.

Sistemul are la bază o placă Arduino UNO R3, care coordonează toate componentele proiectului. Senzorul de umiditate este introdus în sol și trimite către placă o valoare analogică, în funcție de cât de umed sau uscat este pământul. Această valoare este citită prin pinul A0, apoi este transformată într-un procent de umiditate și comparată cu un prag stabilit în program.

Dacă umiditatea scade sub pragul ales, sistemul consideră că planta trebuie udată. În această situație, LED-ul roșu se aprinde, buzzerul pornește, iar pe LCD apare un mesaj de avertizare. Dacă nivelul de umiditate este normal, LED-ul și buzzerul rămân oprite, iar pe ecran este afișat statusul plantei.

Pentru a putea urmări măsurătorile în timp, proiectul folosește un modul RTC DS3231, care oferă data și ora fiecărei citiri. Valorile sunt salvate pe un card microSD într-un fișier de tip `.csv`, astfel încât pot fi analizate ulterior. În plus, prin modulul Bluetooth HC-05, datele curente și statisticile calculate pot fi transmise către un dispozitiv.

Sistemul include și un buton Start/Stop, care permite pornirea sau oprirea monitorizării fără a deconecta alimentarea plăcii.

• Arduino UNO R3
• Breadboard HQ 830 puncte
• Senzor de umiditate a solului
• LCD 1602 cu interfață I2C
• LED roșu
• Set rezistențe
• Modul cu buzzer activ
• Buton Start/Stop
• Modul RTC DS3231
• Baterie CR2032 3V
• Modul microSD
• Card microSD 4GB
• Modul Bluetooth HC-05
• Fire jumper tată-tată
• Fire jumper mamă-tată
• Cablu USB pentru Arduino UNO

Senzor VCC  -> Arduino 5V
Senzor GND  -> Arduino GND
Senzor AOUT -> Arduino A0

LCD SDA -> A4
LCD SCL -> A5

RTC SDA -> A4
RTC SCL -> A5

microSD CS   -> D10
microSD MOSI -> D11
microSD MISO -> D12
microSD SCK  -> D13

HC-05 TXD -> D5
HC-05 RXD -> D6 prin divizor de tensiune
HC-05 VCC -> 5V
HC-05 GND -> GND

D6 Arduino -> rezistență 1kΩ -> nod comun -> HC-05 RXD
nod comun -> rezistență 2kΩ -> GND

D7 -> rezistență 220Ω -> LED roșu -> GND
D8 -> buzzer activ -> GND
D2 -> buton -> GND

Firmware-ul proiectului va fi dezvoltat în:

• PlatformIO în Visual Studio Code

Codul va fi scris în C/C++ pentru Arduino.

La pornirea sistemului:

1. se inițializează LCD-ul;
2. se configurează pinii pentru senzor, LED, buzzer și buton;
3. se inițializează modulul RTC DS3231;
4. se inițializează cardul microSD;
5. se inițializează comunicația Bluetooth;
6. se afișează un mesaj de pornire pe LCD.

În bucla principală:

1. se verifică starea butonului Start/Stop;
2. dacă sistemul este oprit logic:
   • LED-ul este stins;
   • buzzerul este oprit;
   • LCD-ul afișează mesajul „Sistem oprit”;
3. dacă sistemul este pornit:
   • se citește valoarea analogică a senzorului;
   • valoarea ADC este convertită în procent de umiditate;
   • se citește data și ora de la RTC;
   • se stabilește statusul plantei: „OK” sau „UDAȚI PLANTA”;
   • se actualizează LCD-ul;
   • se controlează LED-ul și buzzerul;
   • se salvează datele pe cardul microSD;
   • se actualizează statisticile;
   • se transmit datele prin Bluetooth.

if (umiditate < pragUmiditate) {
    status = "USCAT";
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
} else {
    status = "OK";
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);
}

Pentru calculul statisticilor se pot folosi variabile simple:

int umiditateCurenta;
int umiditateMinima = 100;
int umiditateMaxima = 0;
long sumaUmiditate = 0;
unsigned long numarMasuratori = 0;
int primaMasurare;
int ultimaMasurare;
int masurareAnterioara;
int masuratoriSolUscat = 0;

Statisticile calculate:

• umiditatea curentă;
• media umidității;
• valoarea minimă;
• valoarea maximă;
• diferența față de prima măsurătoare;
• tendința: creștere, scădere sau stabilă;
• numărul de măsurători în care solul a fost uscat.

sumaUmiditate += umiditateCurenta;
numarMasuratori++;
 
int media = sumaUmiditate / numarMasuratori;
 
if (umiditateCurenta < umiditateMinima) {
    umiditateMinima = umiditateCurenta;
}
 
if (umiditateCurenta > umiditateMaxima) {
    umiditateMaxima = umiditateCurenta;
}

dacă umiditatea curentă este cu peste 2 puncte mai mare decât valoarea anterioară:
    tendință = CREȘTERE

dacă umiditatea curentă este cu peste 2 puncte mai mică decât valoarea anterioară:
    tendință = SCĂDERE

altfel:
    tendință = STABILĂ

Datele salvate pe cardul microSD pot avea următorul format:

data,ora,umiditate,status,media,minim,maxim,tendinta
2026-05-08,16:30:00,42,OK,48,35,72,SCADERE
2026-05-08,16:35:00,39,OK,47,35,72,SCADERE
2026-05-08,16:40:00,28,USCAT,45,28,72,SCADERE

Prin modulul HC-05 se poate transmite un mesaj de forma:

[16:40:00]
Umiditate: 28%
Status: UDATI PLANTA
Media: 45%
Minim: 28%
Maxim: 72%
Tendinta: SCADERE
LED: ON
Buzzer: ON

void initHardware();
int citesteUmiditateADC();
int convertesteInProcent(int valoareADC);
void actualizeazaLCD(int umiditate, String status);
void controleazaAvertizari(int umiditate);
void actualizeazaStatistici(int umiditate);
String calculeazaTendinta(int umiditateCurenta, int umiditateAnterioara);
void salveazaPeSD(DateTime timp, int umiditate, String status);
void trimiteBluetooth(DateTime timp, int umiditate, String status);
void verificaButon();

În urma realizării proiectului, se urmărește obținerea unui sistem funcțional care:

• măsoară umiditatea solului;
• afișează umiditatea și statusul plantei pe LCD;
• aprinde LED-ul roșu atunci când planta trebuie udată;
• pornește buzzerul activ cât timp umiditatea este sub pragul stabilit;
• permite pornirea și oprirea monitorizării cu ajutorul unui buton;
• citește data și ora de la modulul RTC DS3231;
• salvează măsurătorile pe cardul microSD într-un fișier CSV;
• calculează statistici simple despre evoluția umidității;
• transmite datele și statisticile prin Bluetooth către un dispozitiv extern.

Exemplu de afișare pe LCD când planta are umiditate suficientă:

Umiditate: 42%
Status: OK

Exemplu de afișare pe LCD când planta trebuie udată:

Umiditate: 28%
Status: UDATI

Exemplu de linie salvată pe cardul microSD:

2026-05-08,16:40:00,28,USCAT,45,28,72,SCADERE

Exemplu de mesaj transmis prin Bluetooth:

Ora: 16:40:00 | Umiditate: 28% | Status: UDATI PLANTA | Media: 45%

Export to PDF