UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR (UNTELS) ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
INVERNADERO AUTOMATIZADO AUTOMATIZADO CON ARDUINO
AREA
:
CIRCUITOS DIGITALES ll
DOCENTE
:
RUIZ SAAVEDRA JOSE
INTEGRANTES
:
Franco Villani Alejandro Aldair Salas Figueroa Ricardo Surita lacencia !ernard Rosales Veli" #o$ani
LI%A & ER' ()*+
RESUMEN Los Los inver invernad nader eros os permit permiten en tener tener un mayor mayor contr control ol del entor entorno no donde crecen las plantas. Son utilizados para aumentar la calidad y rendimiento de las plantaciones en ciertas ubicaciones que tienen estaci estacione ones s cortas cortas de creci crecimie miento nto,, o bien bien malas malas condic condicion iones es de ilumin iluminaci ación ón debido debido a las locali localizac zacion iones es geográ geográfic ficas, as, por lo que per permite miten n mejo mejora rarr la prod produc ucci ción ón de alim alimen ento tos s vege vegeta tale les s en ento entorn rnos os extr extrem emos os.. En este este proy proyec ecto to se a desa desarrrolla ollado do una una maqu aqueta eta de un inver nvern nader adero o y se prop propon one e el uso del micr icro cont contrrolad olador or !rdu !rduin ino o y del del sist sistem ema a oper operat ativ ivo o !ndr !ndroi oid, d, con con el objeti objetivo vo de lograr lograr una tarea tarea de contr control ol y monito monitori rizac zación ión sobre sobre dica maqueta. "or una parte, se utiliza la placa !rduino como tarje arjetta cont contrrola olador dora del del sist sistem ema a y, a su vez, ez, com como tarje arjetta adqu adquir irid idor ora a de dato datos, s, y por por otra otra part parte e se a desar desarrrolla ollado do una una aplicación !ndroid capaz de monitorizar y supervisar el estado del invernadero. "ara llevar a cabo el flujo de información entre el invernadero invernadero y los dispositivos de monitorización, se a desarrollado desarrollado una aplicación servidor bajo código #$$, capaz de administrar la información del invernadero en una base de datos %yS&L y, de forma concurrente, atender las peticiones de los clientes !ndroid regis registr trado ados, s, propo proporc rcion ionánd ándole oles s la infor informac mación ión que solici soliciten ten,, y ejecutando las acciones que reciben.
INTRODUCCION !rduino es una plataforma de ard'are libre( basada en una placa con un micro controlador y un entorno de desarrollo dise)ado para faci facili lita tarr el uso uso de la elec electr trón ónic ica a en proy proyec ecto tos s relat elativ ivam amen ente te sencillos. *oy en d+a es cada vez mayor la accesibilidad a nuevas tecnol tecnolog+ og+as as inteli inteligen gentes tes las cuales cuales podrán podrán ayudar ayudar en distin distintas tas áreas en el campo laboral. En esta esta ocasió ocasión n se ablar ablara a sobre sobre la automa automatiz tizaci ación( ón( que es la capa capaci cida dad d de las las máq máqui uina nas s para para llev llevar ar a cabo cabo dete deterrmina minada das s tar tareas eas ante anteri rior orme ment nte e efec efectu tuad adas as por por ser seres uma umano nos( s( y para para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención umana. -esul esulta ta suma sumame ment nte e inte interresan esante te sabe saberr cóm cómo es posi posibl ble e que que diversos sistemas sean tan precisos( rápidos( económicos y sobre todo( todo( autó autóno nomo mos. s. "ues ues grac gracia ias s a la auto automa mati tiza zaci ción ón es como como obtenemos todas estas grandes ventajas.
1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: La implementación de un invernadero automatizado nos ofrece el beneficio de un cultivo que crece en un entorno favorable a su desarrollo, el problema se deriva de que en algunas ocasiones no se cuenta con el tiempo necesario para atender esta instalación, ni para para verifi verificar car si las condic condicion iones es que permit permiten en el desar desarrrollo ollo del mismo. Se plantea la creación de un sistema automatizado que las func funcio ione nes, s, ajus ajuste tes s y camb cambio io depe depend ndie iend ndo o las las cond condic icio ione nes s del del entorno.
1.1
OBJETIVOS
a) OBJETIVO OBJETIVO GENERAL:
#ontrolar #ontrolar y automatizar el ambiente dentro de un invernadero.
b)OBJETIVO ESPECIFICOS:
1.2
ener ener un control control de la temperatura temperatura dentro dentro del invernadero invernadero y que esta sea adecuada para el tipo de cultivo. Sistema de /luminación /mplementar un sistema de riego automático. &ue las condiciones climatológicas externas externas no da)en o no interfieran con la planta, sobre todo si no son de esa región o parte del mundo.
JUSTIFICACION
Este proyecto plantea la automatización de un invernadero por las ventajas que ello puede suponer para el usuario. El cult cultiv ivo o bajo bajo inve invern rnad ader ero o siem siempr pre e a per permiti mitido do obte obtene nerr prod produ uccio ccion nes de calid alida ad y mayor ayores es rendi ndimien mienttos, os, en cualquier momento del a)o, a la vez que tambi0n permiten alargar el ciclo de cultivo pudiendo producir producir en las 0pocas del a)o más dif+ciles y obteniendo mejores precios. precios. "or todo esto, consideramos importante demostrar y acer saber cómo con un "resup esupue uest sto o reduc educid ido o y un cont contrrol abso absolu luto to se pued puede e conseguir resultados óptimos sin renunciar a la calidad.
2.MARCO TEORICO TEORICO 1n inver invernad nader ero o es un edific edificio io con parede paredes s de vidrio vidrio o plásti plástico co tran transl sluc ucid ido, o, es empl emplea eado do para para el cult cultiv ivo o y la cons conser erva vaci ción ón de plantas delicadas, tambi0n es usada para forzar el crecimiento de plantas fuera de temporada. Los invernaderos están ideados para tran transf sfor orm mar la tempe emperratu atura, umed umeda ad y luz, luz, logr logran ando do as+ as+ condiciones ambientales similares a otros climas. Los invernaderos invernaderos pueden variar en su construcción para adecuarse al terreno en el que se instalara el cultivo. En la actualidad existen invernaderos más grandes y su uso es más frecuente, esto es gracias a la ventaja del sistema de invernadero sobre el m0todo tradicional a cielo abierto, ya que bajo invernadero, se establece una barrera entre el medio ambiente externo y el cultivo. Esta barrera barrera limita un micr microc ocli lima ma que que per permite mite prot proteg eger er el cult cultiv ivo o del del vien viento to,, lluv lluvia ia,, plag plagas as,, enfe enferrmeda medade des, s, ier ierba bas s y anim animal ales es.. /gua /gualm lmen ente te,, esta esta prot protec ecci ción ón per permite mite al agri agricu cult ltor or cont contrrolar olar la temp temper erat atur ura, a, la cantidad de luz y aplicar efectivamente control qu+mico y biológico para para prot proteg eger er el cult cultiv ivo. o. "a+se a+ses s como como %0xi %0xico co y Espa Espa)a )a an an desarrollado la tecnolog+a del invernadero para lograr mejoras en su prod produc ucci ción ón.. La prod produc ucci ción ón de jito jitoma mate te en la zona zona del del baj+ baj+o o %exicano y los campos de !lmer+a en Espa)a. Los invernaderos frec frecue uent ntem emen ente te son son util utiliz izad ados os cuan cuando do se requi equier ere e acel aceler erar ar el cultivo con ciert ertas condiciones de clima, las cuales son proporcionadas por el invernadero. "ero donde puede ser más 2til
su uso es en las zonas áridas donde no llueve muy seguido, as+ como en climas ostiles con cambios muy dramáticos, ya sea frio o calor, que afectan a las plantas de los cultivos. !s+ como en climas ostiles con cambios muy dramáticos, ya sea frio o calor, que afectan a las plantas de los cultivos.
3.METODOLOGIA El invernadero que vamos a realizar consta de un sistema automatizado que permite3
%ediante un app controlar y monitorear el invernadero. -egar -egar el cultivo cuando se detecte, mediante un sensor de umedad, que necesitan idratarse, esto ará que se active la bomba colocada en la torre para empezar a bombear agua a las tuber+as y repartirla en las jardineras. 4entilar cuando, por un sensor de temperatura, se detecte que el ambiente es demasiado caluroso para el cultivo, activando 5 ventiladores una para inyectar aire fresco y otro para la extracción. #ontrol de /ntensidad de Luz.
3.1
DISEÑO EN PROTEUS
3.2
PLAN DE ESTUDIO
Los invern ernaderos fr+os son los más comunes por ser más económicos, ya que consiste en una estructura que sólo recibe el
calor del sol. Sin, embargo en nuestra región el clima es frio y seco lo cual nos obliga a agregar3
Sis!"as #! $a%!&a$$i'( que pueden ser con tuber+as de agua caliente eco a base de un calentador solar esto permitirá aorrar aorrar constes en cuanto a energ+a el0ctrica, además de ser ecológico. ecológico. ambi0n ambi0n se ará uso de ventiladores ventiladores refrigerantes refrigerantes para altas temperaturas.
E% sis!"a #! ii*a$i'( será mediante riego por goteo as+ se reduce al m+nimo la utilización de agua. Sist Sistem ema a de vent ventil ila ación ción y aper aperttura ura del inver nvern nader adero o par para la expulsión de gases #65.
Sis!"as
#! I%+"i(a$i'(
para iluminación necesario de las plantas.
completar
el
tiempo
de
odos odos estos sistemas serán le+dos con sensores, controlados controlados y automatizados por el arduino
Pa,"!-s a $-(-%a: T!"!a+a: abrá que controlar la temperatura del !mbiente del /nvernadero 7eneralmente, la temperatura m+nima requerida para las plantas de invernadero es de 8(89:#, mientras que ;:# es la temp temper erat atur ura a máxi máxima ma.. as+ as+ com como tamb tambi0 i0n n un vent ventil ilad ador or refrigerante "ara regular la temperatura del !mbiente, se cuenta con un Sensor de emperatura
/+"!#a#: se cuenta con un Sensor de *umedad *S888 y con una una >omb >omba a
3.3
PROGRAMACION
3.3 METERIALES Placa Arduino
Es una una plataf platafor orma ma de ard ard'a 'are re libr libre, e, basad basada a en una una placa placa con con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, dise)ada para facilitar el uso de la electr electrón ónica ica en proy proyect ectos os multid multidisc iscipl iplina inare res. s. "or otro otro lado lado !rduino !rduino nos propor proporcion ciona a un soft'ar soft'are e consistente consistente en un entorno entorno de desarrollo
DTH11(Sensor de Temperatura Temperatura y Humedad) El sensor sensor ?*88 ?*88 es un módu módulo lo que que nos nos perm permite ite medir medir la ume umedad dad relativa y temperatura ambiental. Este sensor tiene una resolución de 8@# 8@# y un rang rango o de trab trabaj ajo o de @# @# a 9@# 9@# para para la temp temper erat atur ura, a, y resolución de 8A y un rango de trabajo desde el 5A asta el B9A de umedad relativa. El sensor trabaja con una tensión de ;.; 4 a 9 4. Este sensor se caracteriza por enviar una se)al digital calibrada por lo que asegura una alta calidad y una fiabilidad a lo largo del tiempo, ya que contiene un microcontrolador de C bits integrado. Está constituido por por dos dos sensor sensores es resis resistiv tivos os
sensor en nuestros proyectos sea rápida y sencilla. !demás presenta un tama tama)o )o reduc educid ido, o, un bajo bajo cons consum umo o de ener energ+ g+a a y la capa capaci cida dad d de transmitir la se)al asta 5 metros de distancia.
Sistema de Calefacción 1na de las variables fundamentales en el crecimiento de la plantación es la temp temper erat atur ura. a. Los inve inverrnade naderros per permite miten n crea crearr un rang rango o de temperatura óptimo para la evolución de las plantas que albergan. En /#-! se a representado ese circuito de calor mediante dos bombillas incand incandesc escent entes es de casqu casquill illo o pequ peque)o e)o,, cada cada una una con una una poten potencia cia el0ctrica de 5. ?ado que la placa !rduino no está pensada para ser conectada a elementos que consuman una potencia media(alta, se a utilizado un rel0 de conexión para llevar a cabo el control del encendido del sistema calor+fico.
Ventilador de 12v La ventilación del recinto es un aspecto fundamental. -ealizar una renovación del aire en el interior, para conseguir unos valores
adecuados de 65 y #65 es crucial. El ventilador permite eliminar del invernadero sustancias nocivas en el ambiente, que puedan da)ar el correcto crecimiento de la plantación. Las caracter+sticas principales del aparato son las siguientes3
0 ensión ensión alimentación alimentación33 854# 0 #onsumo de corriente3 .F! 0 ?iámetro3 Gmm
.CONLUSIONES 0 E% sis!" sis!"a a #! $-($-(-%% a+-"a a+-"aia ia$i'( $i'( #! i(4!(a#!-s !( (+!sa !*i'( !s +( -$!s- "+ -$- a%i$a#- #!bi#- a 5+! %a
"a- a! #!% $-(-% s! !a%ia "a(+a%"!(!. 0 S! %-* %-*a a +( +( a6- a6-- #! #! i!" i!"- $-s $-s! !s s !$-('"i$-s a% a*i$+%-7-i!ai- #!% i(4!(a#!- !( !% -$!s- #! i!*- $a%!&a$$i'( #!bi#- a 5+! !s! -$!s- !s a+-",i$-. 0 Es (!$ (!$!s !sa aii- $a%i $a%iba ba bi!( bi!( -# -#-s -s %-s %-s s!(s-!s a(!s #! s! %!8#-s - !% PIC. D!bi#- a 5+! - "!#i- #! !s-s s! %-*a !% $-(-% #! %-s sis!"as #! i!*-9 $a%!&a$$i'( 4!(i%a$i'(.
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