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🌱 Proyecto escolar · Grupo 10B · Armenia
Aqua Café 10B

Tecnología aplicada al cuidado del agua. Un sistema de riego automático con Arduino UNO, sensor de humedad, motobomba, relé y pantalla LCD que detecta cuándo la tierra necesita agua y actúa en el momento preciso.

FORMULARIO INSTITUCIONALENCUENTRO DE SABERES 2026. CIENCIAS NATURALES Y TECNOLOGIA - GRADOS DECIMOS Participar →
5bloques del sistema: sensor, Arduino, relé, bomba y LCD
A0 · D2 · D7pines clave de lectura, botón manual y control
0x27dirección I2C de la pantalla LCD
Aqua Café 10B · Sistema de riego automático
Símbolo Aqua Café
Arquitectura de marca

Naturaleza que se conecta

La hoja representa el cultivo, el grano de café identifica nuestro territorio, la gota simboliza el cuidado del agua y los circuitos integran la tecnología.

🌿Cultivo💧AguaTecnología
Proyecto académico · Grado 10BInnovación escolar con impacto ambiental.
Experiencia interactiva

Simulador cinematográfico y automático

Puedes mover el sensor manualmente o activar el modo demo para que el sistema simule una exposición real: la humedad sube y baja, Arduino toma decisiones, la LCD cambia y la motobomba se enciende automáticamente cuando la tierra está seca.

HUMEDAD: 560
ESTADO: SECA
Arduino UNO
CPU
Lee A0, D2 y controla D7.
Relé 5V
Estado
Activa la bomba.
Motobomba
Bomba
Riego automático.
Panel de control
Lectura560
EstadoSECA
Próximo riegoAhora
Límite seco configurado: 550
Historial

Lecturas recientes

Aqua Café · Centro de controlDashboard para computador · conexión USB serial
Modo demostración
Humedad560 / 1023
Estado del sueloSeco
OrigenSensor
Riego fotovoltaico
30 sSensor de tierra · relé D7
Riego 110 V · A
30 sSecuencia · canal D8
Riego 110 V · B
5 sSecuencia · canal D9
Abrir simulador
[SISTEMA] Dashboard listo.
[INFO] La vista web está en modo demostración.
[USB] Descarga la versión para PC para controlar el Arduino real.
Contexto

Importancia del proyecto

Ahorro de agua

El sistema solo riega cuando detecta sequedad, evitando desperdicios y promoviendo el uso responsable del agua.

Aprendizaje STEAM

Integra electrónica, programación, sostenibilidad y resolución de problemas en un solo proyecto práctico.

Aplicación real

Puede adaptarse a huertas, jardines, semilleros o cultivos pequeños, siendo útil más allá del aula.

550Umbral de sequedad
3 sRiego demostrativo
5Creadores del proyecto
50Preguntas para aprender
Transversalidad curricular

Un proyecto que conecta el aula con la cultura cafetera

Aqua Café nace en el territorio cafetero del Quindío. Su identidad reúne el grano que representa la comunidad, la hoja y las raíces que simbolizan la vida, el azul del agua que debemos cuidar y los circuitos que convierten el conocimiento escolar en una solución real.

Grano · identidad Hoja · cultivo 💧Agua · cuidado Circuito · futuro
FIS

Física

Analiza energía, voltaje, corriente, potencia, presión y movimiento del agua. Permite comprender la bomba, los relés, el sistema fotovoltaico y la separación entre baja tensión y 110 V.

GEO

Geometría

Interviene en planos, escalas, medidas, ángulos, áreas y volúmenes de la torre, el stand, los depósitos, las piezas de corte láser y los ensambles impresos en 3D.

MAT

Matemáticas

Se aplica al umbral 550, los tiempos 30–30–5, las proporciones, conversiones, costos, cantidades de material y cálculos necesarios para programar cada secuencia.

EST

Estadística

Organiza lecturas de humedad, calcula tendencias y permite interpretar gráficas. También estructura el ranking por puntaje, tiempo, frecuencia de respuestas y resultados de los participantes.

BIO

Biología

Explica germinación, raíces, absorción, crecimiento, necesidades hídricas y respuesta de las plantas al exceso o falta de agua dentro del cultivo.

CN

Ciencias naturales

Relaciona suelo, agua, energía solar, ambiente, ciclo del agua y sostenibilidad para evaluar el impacto del sistema en un ecosistema productivo.

EF

Educación física

Aporta ergonomía, postura segura, coordinación, distribución de tareas y cuidado corporal durante la fabricación, el transporte del stand y la exposición pública.

ETI

Ética

Promueve responsabilidad con el agua, uso seguro de la tecnología, honestidad en los datos, reconocimiento del trabajo de cada integrante y respeto por participantes y visitantes.

REL

Religión

Invita a reflexionar, desde el respeto por distintas creencias, sobre el cuidado de la creación, la solidaridad, el servicio a la comunidad y la dignidad del trabajo campesino.

CAS

Castellano

Fortalece redacción técnica, ortografía, argumentación, guion de exposición, descripción del proceso y comunicación clara de los resultados.

ENG

Inglés

Desarrolla vocabulario técnico bilingüe, lectura de documentación, presentación internacional del proyecto y uso del asistente y la página en ambos idiomas.

CS

Ciencias sociales

Estudia el paisaje cultural cafetero, la historia regional, la economía rural, el valor social del café y el impacto de la tecnología en las comunidades del Quindío.

QUI

Química

Permite estudiar pH, nutrientes, composición y calidad del agua, soluciones para el cultivo, conductividad y compatibilidad de materiales usados en depósitos y mangueras.

LE

Lectura y escritura

Atraviesa todas las asignaturas: investigar fuentes, comprender manuales, registrar la bitácora, escribir código comentado, formular preguntas y convertir evidencia en conocimiento.

Resultado pedagógico: el prototipo no pertenece a una sola materia. Es una experiencia STEAM, humanística y territorial que convierte la cultura cafetera en una oportunidad para investigar, crear, comunicar, colaborar y cuidar la vida.
Fundamentación

Misión, visión y objetivos

Misión

Diseñar y presentar un sistema de riego automático que ayude al cuidado de las plantas mediante sensores, programación y uso responsable del agua.

Visión

Convertirse en un prototipo escolar mejorable para huertas, jardines y cultivos pequeños, incorporando en el futuro energía solar y automatización agrícola escolar.

Objetivo general

Automatizar el riego de una planta a partir de la medición de humedad del suelo, activando la motobomba solo cuando se detecta sequedad.

Objetivos específicos

  • Medir humedad del suelo con un sensor capacitivo.
  • Coordinar tres sistemas de riego mediante relés: uno fotovoltaico y dos secuencias de 110 V.
  • Mostrar datos en una pantalla LCD.
  • Permitir riego manual con un pulsador.
  • Explicar ahorro de agua y sostenibilidad.
Electrónica

Planos electrónicos y pines exactos

Aquí se resume la conexión del prototipo con una vista visual del Arduino y una lista exacta de los pines. La protoboard se usa como distribuidor de 5V y GND.

UNO
D2 → Pulsador
D7 → IN del relé
A0 → AOUT del sensor
A4/SDA → LCD SDA
A5/SCL → LCD SCL
5V → Sensor / Relé / LCD
GND común
A0
Sensor capacitivo
AOUT del sensor → A0 del Arduino. VCC → 5V. GND → GND.
D7
Riego fotovoltaico
D7 controla por relé la bomba del sistema alimentado con energía fotovoltaica.
D8 / D9
Dos riegos de 110 V
D8 y D9 envían las señales de baja tensión al módulo de relés que ejecuta las dos secuencias adicionales. El cableado de 110 V debe permanecer aislado del Arduino.
D2
Pulsador manual
Un lado del pulsador → D2. El otro lado → GND. En el código se usa INPUT_PULLUP.
A4 / A5
Pantalla LCD I2C
SDA → A4, SCL → A5, VCC → 5V, GND → GND. Dirección detectada: 0x27.
COM / NO
Salidas de potencia
Los contactos COM y NO abren o cierran la alimentación de cada bomba. La potencia de 110 V no entra a los pines del Arduino y solo debe intervenirla personal adulto calificado.
Hardware real

Arduino UNO utilizado

Se mantiene la imagen del Arduino real del proyecto para que, durante la exposición, se relacione lo que se ve en el plano con el montaje físico.

  • Es el cerebro del sistema: recibe información y toma decisiones.
  • Lee la humedad del suelo por el pin A0.
  • Controla los tres riegos mediante D7, D8 y D9.
  • Lee el pulsador manual por el pin D2.
  • Se comunica con la pantalla por A4/SDA y A5/SCL.
Arduino UNO del proyecto
Explorador de piezas

Componentes y función

Sensor

Sensor de humedad

Detecta si la tierra está seca o húmeda.

Control

Arduino UNO

Procesa la lectura y ejecuta la lógica.

Potencia

Relé 5V

Actúa como interruptor controlado.

Interfaz

Pantalla LCD

Muestra humedad, estado y riego.

Programación

Código final del proyecto

Este código usa la librería LiquidCrystal_PCF8574, que fue la que permitió mostrar correctamente caracteres en la pantalla LCD del montaje.

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_PCF8574.h>

LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x27);

const int sensorHumedad = A0;
const int releBomba = 7;
const int botonManual = 2;

int limiteSeco = 550;

unsigned long intervaloEntreRiegos = 30000; // Exposición: 30 segundos
unsigned long intervaloLectura = 2000;
unsigned long duracionRiego = 3000;

unsigned long tiempoAnteriorLectura = 0;
unsigned long tiempoUltimoRiego = 0;

bool primerRiegoAutomatico = true;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();

  pinMode(releBomba, OUTPUT);
  pinMode(botonManual, INPUT_PULLUP);

  digitalWrite(releBomba, HIGH);

  lcd.begin(16, 2);
  lcd.setBacklight(255);
  lcd.display();
  lcd.clear();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("SISTEMA RIEGO");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("INICIANDO...");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  unsigned long tiempoActual = millis();

  if (digitalRead(botonManual) == LOW) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("RIEGO MANUAL");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("BOMBA ACTIVA");

    regar();

    tiempoUltimoRiego = tiempoActual;
    primerRiegoAutomatico = false;
    delay(1000);
  }

  if (tiempoActual - tiempoAnteriorLectura >= intervaloLectura) {
    tiempoAnteriorLectura = tiempoActual;

    int humedad = analogRead(sensorHumedad);

    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("HUMEDAD:");
    lcd.print(humedad);

    if (humedad > limiteSeco) {
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("ESTADO: SECO");

      if (primerRiegoAutomatico || tiempoActual - tiempoUltimoRiego >= intervaloEntreRiegos) {
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("TIERRA SECA");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("REGANDO...");

        regar();

        tiempoUltimoRiego = tiempoActual;
        primerRiegoAutomatico = false;
      }
    } else {
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("ESTADO: HUMEDA");
    }
  }
}

void regar() {
  digitalWrite(releBomba, LOW);
  delay(duracionRiego);
  digitalWrite(releBomba, HIGH);

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("RIEGO");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("FINALIZADO");
  delay(1200);
}
Energía

Arquitectura híbrida: fotovoltaica, baja tensión y 110 V

La electrónica de control —Arduino, sensor, LCD y señales de los relés— trabaja en baja tensión. El primer sistema de riego es fotovoltaico, mientras que los otros dos sistemas funcionan a 110 V y se activan en secuencia mediante módulos de relés.

El power bank o USB puede alimentar el control durante la exposición. Los circuitos de 110 V permanecen separados, aislados y deben ser instalados o revisados únicamente por una persona adulta calificada.

Sostenibilidad

¿Por qué es valioso?

  • Promueve el cuidado de las plantas.
  • Reduce el desperdicio de agua.
  • Demuestra el uso responsable de la tecnología.
  • Puede crecer hacia automatización agrícola escolar.
Bitácora de construcción

De la idea al sistema en funcionamiento

Esta evidencia reúne el recorrido completo de Aqua Café: investigación, planeación, diseño digital, fabricación, electrónica, montaje y cultivo. Cada imagen y video documenta una decisión real del equipo.

31Evidencias
26Fotografías
5Videos
01 · InvestigarNecesidad, referentes, capacitación y selección de recursos.
02 · PlanearOrganización del equipo, bocetos y definición de tareas.
03 · DiseñarPlanos, identidad visual, sitio web y piezas digitales.
04 · ConstruirCorte láser, impresión 3D, electrónica y montaje.
05 · ValidarGerminación, cultivo, riego y presentación del resultado.
Guía bilingüe

Comprende Aqua Café en español

Presentación oral

Guion de exposición

1
Saludo e introducción
Buenos días. Nuestro proyecto se llama Aqua Café 10B y coordina tres sistemas de riego: uno fotovoltaico y dos secuencias adicionales de 110 V, usando sensores, Arduino, relés y un dashboard.
2
Problema
Muchas veces las plantas no se riegan a tiempo o se riegan en exceso. Por eso diseñamos un sistema que detecta cuándo la tierra está seca y solo entonces activa el riego.
3
Funcionamiento
El sensor capacitivo mide la humedad, Arduino analiza el valor y ejecuta R1, R2 y R3 en orden: riego fotovoltaico por D7 y dos riegos de 110 V por D8 y D9. Los relés aíslan la señal de control de la potencia, y la LCD y el dashboard muestran cada etapa.
4
Demostración
Durante la demostración podemos mover el valor del sensor o activar el modo demo. Cuando el valor supera el límite, la LCD muestra “tierra seca” y el sistema riega automáticamente.
5
Impacto
Este proyecto enseña electrónica y programación, pero también promueve el cuidado del agua y la sostenibilidad. Gracias.
Encuentro institucional

ENCUENTRO DE SABERES 2026. CIENCIAS NATURALES Y TECNOLOGIA - GRADOS DECIMOS

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Equipo creador

Cinco estudiantes, un propósito sostenible

El proyecto integra investigación, electrónica, programación, diseño y compromiso con el cuidado del agua.

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