/* * PROJETO E.D.E.N — Ecological Development in Exo-Environments * ExoGenesis · FIAP Global Solution 2026 * * Sistema IoT de Monitoramento de Biocápsula Botânica Orbital * Hardware: ESP32 + DHT22 + LDR + MPU-6050 + LCD I2C + LEDs + Buzzer */ #include #include #include #include // ─── PINAGEM ──────────────────────────────────────────────────── #define DHT_PIN 4 #define DHT_TYPE DHT22 #define LDR_PIN 34 #define LED_GREEN 25 #define LED_YELLOW 26 #define LED_RED 27 #define BUZZER_PIN 23 #define LED_BLUE 32 // ─── OBJETOS ──────────────────────────────────────────────────── DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); MPU6050 mpu; // ─── FASES DA MISSÃO ──────────────────────────────────────────── enum MissionPhase { PHASE_NOMINAL, // Missão nominal — condições ideais de suporte à vida PHASE_ECLIPSE, // Zona de eclipse — aguardando passagem PHASE_STRESS, // Alerta — sistema corrigindo condições da cápsula PHASE_REENTRY // Crítico — sistemas falharam, evacuação necessária }; MissionPhase currentPhase = PHASE_NOMINAL; String phaseNames[] = {"MISSAO NOMINAL", "ZONA ECLIPSE", "ALERTA CAPSULA", "EVACUANDO!!!"}; // ─── THRESHOLDS POR FASE ──────────────────────────────────────── // [NOMINAL, ECLIPSE, STRESS, REENTRY] float tempMax[] = {35.0, 25.0, 60.0, 80.0}; // °C — limite superior float tempMin[] = {10.0, 0.0, 0.0, -5.0}; // °C — limite inferior (estresse < 0, reentrada < -5) float humMax[] = {70.0, 75.0, 85.0, 90.0}; // % — umidade máxima (acima = risco de fungos) float humMin[] = {40.0, 35.0, 40.0, 10.0}; // % — umidade mínima (estresse < 40%, reentrada < 10%) // LDR no Wokwi: valor BAIXO = muita luz | valor ALTO = escuro // Range real: ~0 (luz máxima) a ~4095 (escuridão total) // Eclipse só ocorre com luz bastante reduzida int ldrMax[] = {1500, 3000, 3800, 4000}; // acima desse valor = escuro demais p/ a fase float vibrMax[] = {1.5, 1.0, 2.5, 3.4}; // g — aceleração máxima (Wokwi max ~3.46g) // ─── VARIÁVEIS GLOBAIS ────────────────────────────────────────── float temperature = 0; float humidity = 0; int ldrValue = 0; float vibration = 0; bool alertActive = false; String alertCause = ""; // causa do alerta atual bool stressBeepDone = false; // garante bip único no estresse bool thrusterState = false; // estado atual do LED azul (pisca na reentrada) unsigned long lastThruster = 0; // controle do pisca do propulsor String lastAlertCause = ""; // detecta mudança de causa int displayPage = 0; // alterna páginas do LCD unsigned long lastPageSwitch = 0; unsigned long lastPhaseCheck = 0; unsigned long lastBuzzerBeep = 0; unsigned long missionStart = 0; int readingCount = 0; // ─── SETUP ────────────────────────────────────────────────────── void setup() { Serial.begin(115200); Serial.println("Hello Arduino\n"); Wire.begin(21, 22); // Inicializa sensores dht.begin(); mpu.initialize(); // Inicializa LCD lcd.init(); lcd.backlight(); // Inicializa pinos pinMode(LED_GREEN, OUTPUT); pinMode(LED_YELLOW, OUTPUT); pinMode(LED_RED, OUTPUT); pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); pinMode(LED_BLUE, OUTPUT); pinMode(LDR_PIN, INPUT); missionStart = millis(); // Tela de boot bootScreen(); // Log inicial no Serial Serial.println("╔══════════════════════════════════════╗"); Serial.println("║ PROJETO E.D.E.N — MISSION CONTROL ║"); Serial.println("║ ExoGenesis · FIAP GS 2026 ║"); Serial.println("╚══════════════════════════════════════╝"); Serial.println("> [E.D.E.N OS v1.0] SISTEMA INICIALIZADO"); Serial.println("> Biocapsula botanica em missao nominal."); Serial.println("> Aguardando telemetria..."); Serial.println("─────────────────────────────────────────"); } // ─── LOOP ─────────────────────────────────────────────────────── void loop() { unsigned long now = millis(); // Lê sensores a cada 2s if (now - lastPhaseCheck >= 2000) { lastPhaseCheck = now; readingCount++; readSensors(); evaluatePhase(); updateLEDs(); logToSerial(); } // Alterna página do LCD a cada 3s if (now - lastPageSwitch >= 3000) { lastPageSwitch = now; displayPage = (displayPage + 1) % 3; updateLCD(); } // Buzzer: 1 bip único no estresse, contínuo na reentrada if (currentPhase == PHASE_REENTRY) { // Bip contínuo na reentrada if (now - lastBuzzerBeep >= 400) { lastBuzzerBeep = now; tone(BUZZER_PIN, 1500, 300); } // LED azul piscando — propulsor ativado if (now - lastThruster >= 300) { lastThruster = now; thrusterState = !thrusterState; digitalWrite(LED_BLUE, thrusterState); } } else { // Fora da reentrada — propulsor desligado digitalWrite(LED_BLUE, LOW); thrusterState = false; if (currentPhase == PHASE_STRESS && !stressBeepDone) { // 1 bip único ao entrar no estresse tone(BUZZER_PIN, 800, 200); stressBeepDone = true; } } } // ─── LÊ SENSORES ──────────────────────────────────────────────── void readSensors() { // DHT22 float t = dht.readTemperature(); float h = dht.readHumidity(); if (!isnan(t)) temperature = t; if (!isnan(h)) humidity = h; // LDR ldrValue = analogRead(LDR_PIN); // MPU-6050 — calcula magnitude da aceleração int16_t ax, ay, az, gx, gy, gz; mpu.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz); float ax_g = ax / 16384.0; float ay_g = ay / 16384.0; float az_g = az / 16384.0; vibration = sqrt(ax_g*ax_g + ay_g*ay_g + az_g*az_g); } // ─── AVALIA FASE DA MISSÃO ─────────────────────────────────────── void evaluatePhase() { alertActive = false; bool tempCritical = (temperature > tempMax[PHASE_REENTRY]) || (temperature < tempMin[PHASE_REENTRY]); bool vibrCritical = (vibration > vibrMax[PHASE_REENTRY]); bool humCritical = (humidity > humMax[PHASE_REENTRY]) || (humidity < humMin[PHASE_REENTRY]); bool ldrCritical = (ldrValue > ldrMax[PHASE_REENTRY]); // EVACUAÇÃO: atuadores falharam — condições letais para a planta if (tempCritical || vibrCritical || humCritical || ldrCritical) { if (tempCritical) { alertCause = temperature > tempMax[PHASE_REENTRY] ? "FALHA TERMICA" : "CONGELAMENTO"; } else if (vibrCritical) { alertCause = "DANO ESTRUTURAL"; } else if (humCritical) { alertCause = "COLAPSO HIDRICO"; } else { alertCause = "FALHA ENERGETICA"; } if (currentPhase != PHASE_REENTRY) { currentPhase = PHASE_REENTRY; alertActive = true; reentryAlert(); } return; } // ALERTA: sistema de suporte falhou — IA ativa atuadores para corrigir bool tempHigh = temperature > tempMax[PHASE_STRESS]; bool tempLow = temperature < tempMin[PHASE_STRESS]; bool vibrHigh = vibration > vibrMax[PHASE_STRESS]; bool humHigh = humidity > humMax[PHASE_STRESS]; bool humLow = humidity < humMin[PHASE_STRESS]; bool ldrHigh = ldrValue > ldrMax[PHASE_STRESS]; bool inStress = tempHigh || tempLow || vibrHigh || humHigh || humLow || ldrHigh; if (inStress) { // Define mensagem do atuador correspondente if (tempHigh) alertCause = "TEMP+:RESFRIANDO"; else if (tempLow) alertCause = "TEMP-: AQUECENDO"; else if (humHigh) alertCause = "UMID+:EXAUSTORES"; else if (humLow) alertCause = "UMID-: IRRIGANDO"; else if (vibrHigh) alertCause = "VIBR: ESTABILIZ."; else if (ldrHigh) alertCause = "ECLIPSE: REPOUSO"; // Reseta bip se a causa mudou if (alertCause != lastAlertCause) { stressBeepDone = false; lastAlertCause = alertCause; } currentPhase = PHASE_STRESS; alertActive = true; return; } // ECLIPSE: luz reduzida — aguardando passagem if (ldrValue > ldrMax[PHASE_ECLIPSE]) { alertCause = "ECLIPSE ORBITAL"; stressBeepDone = false; lastAlertCause = ""; currentPhase = PHASE_ECLIPSE; return; } // NOMINAL: tudo dentro do esperado alertCause = ""; stressBeepDone = false; lastAlertCause = ""; currentPhase = PHASE_NOMINAL; } // ─── ATUALIZA LEDs ─────────────────────────────────────────────── void updateLEDs() { digitalWrite(LED_GREEN, LOW); digitalWrite(LED_YELLOW, LOW); digitalWrite(LED_RED, LOW); switch (currentPhase) { case PHASE_NOMINAL: digitalWrite(LED_GREEN, HIGH); break; case PHASE_ECLIPSE: digitalWrite(LED_YELLOW, HIGH); break; case PHASE_STRESS: digitalWrite(LED_YELLOW, HIGH); digitalWrite(LED_RED, HIGH); break; case PHASE_REENTRY: digitalWrite(LED_RED, HIGH); break; } } // ─── ATUALIZA LCD ─────────────────────────────────────────────── void updateLCD() { lcd.clear(); switch (displayPage) { case 0: // Página 1: Temperatura e Umidade lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("TEMP: "); lcd.print(temperature, 1); lcd.print((char)223); // símbolo ° lcd.print("C"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("UMID: "); lcd.print(humidity, 1); lcd.print("%"); break; case 1: // Página 2: Luminosidade e Vibração lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("LUZ: "); lcd.print(ldrValue); lcd.print(" lux"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("VIBR: "); lcd.print(vibration, 2); lcd.print("g"); break; case 2: // Página 3: Fase da Missão + ação da IA lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(phaseNames[currentPhase]); lcd.setCursor(0, 1); if (alertCause != "") { lcd.print(alertCause); } else { lcd.print("SISTEMAS OK"); } break; } } // ─── ALERTA DE REENTRADA ───────────────────────────────────────── void reentryAlert() { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); // Linha 1: causa específica lcd.print(alertCause); lcd.setCursor(0, 1); // Linha 2: ação if (alertCause == "DANO ESTRUTURAL" || alertCause == "FALHA ENERGETICA") { lcd.print("EVACUANDO!"); } else { lcd.print("REENTRADA INIC."); } // Buzzer contínuo gerenciado no loop principal Serial.println("╔══════════════════════════════════════╗"); Serial.println("║ !! PROTOCOLO DE REENTRADA ATIVADO !! ║"); Serial.print ("║ CAUSA: "); Serial.println(alertCause); Serial.println("║ Capscula iniciando retorno a Terra. ║"); Serial.println("╚══════════════════════════════════════╝"); } // ─── LOG SERIAL ────────────────────────────────────────────────── void logToSerial() { unsigned long elapsed = (millis() - missionStart) / 1000; Serial.print("> [T+"); if (elapsed < 3600) { Serial.print(elapsed / 60); Serial.print("m"); Serial.print(elapsed % 60); Serial.print("s] "); } else { Serial.print(elapsed / 3600); Serial.print("h] "); } Serial.print("TEMP="); Serial.print(temperature, 1); Serial.print("C | UMID="); Serial.print(humidity, 1); Serial.print("% | LUZ="); Serial.print(ldrValue); Serial.print(" | VIBR="); Serial.print(vibration, 2); Serial.print("g | FASE="); Serial.print(phaseNames[currentPhase]); if (alertActive) { Serial.print(" [!!! ALERTA !!!"); if (temperature > tempMax[PHASE_STRESS] || temperature < tempMin[PHASE_STRESS]) Serial.print(" TEMP"); if (humidity > humMax[PHASE_STRESS] || humidity < humMin[PHASE_STRESS]) Serial.print(" UMID"); if (vibration > vibrMax[PHASE_STRESS]) Serial.print(" VIBR"); Serial.print("]"); } Serial.println(); } // ─── TELA DE BOOT ──────────────────────────────────────────────── void bootScreen() { lcd.clear(); lcd.setCursor(2, 0); lcd.print("PROJ. E.D.E.N"); lcd.setCursor(1, 1); lcd.print("Inicializando..."); delay(2000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("ExoGenesis 2026"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("FIAP Global Sol."); delay(2000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Sistema OK!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Missao iniciada!"); delay(1500); // LED verde acende no boot digitalWrite(LED_GREEN, HIGH); delay(500); digitalWrite(LED_GREEN, LOW); }