Upload
eduardoohdezgarcia
View
55
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Proyecto.
Citation preview
2013
Torres Aldama Daniel
Martínez menes Griselda
Hernández García Eduardo
Juárez navarro Aldo Williams
3 A T/V
Reporte de proyecto
ABSTRACT. INTELLIGENT GREEN HOUSE Our Project INTELLIGENT GREEN HOUSE has as a purpose keep a constant balance in a greenhouse ecosystem type, that is to say, that it has the necessary conditions to lodge the How did we obtain this? The INTELLIGENT GREENHOUSE consists of four sensorial answers which will give the principal activity of maintenance to the ecosystem. Humidity sensor: this sensor will have the purpose of keep us informed of the conditions in which is the earth where we lodge our plants, besides to send a logic answer to an a microcontroller which will be in charge of activate or deactivate the irrigation system according to the sensorial answer. Infrared ray sensor: It will have the mission of inform to the microcontroller into the intensity of infrared rays that are outside and depending on the sensor’s answer, the microcontroller will position the solar panel, this is with the purpose of make good use of the benefits that solar light gives to our point of energize the whole electronic systems. Temperature sensor: Finally we got this sensor, which will be in charge of measuring the temperature inside the greenhouse, giving an analogical answer which will be send to ADC(Analogue to Digital Converter) of our microcontroller and this answer will be the responsible of that the microcontroller active a servo motor which will open a ventilation over the green house, until the temperature reaches an ideal condition for our plants
INTRODUCCION La automatización es la capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención humana. Resulta sumamente interesante saber cómo es posible que diversos sistemas sean tan precisos, rápidos, económicos y sobre todo, autónomos. Pues gracias a la automatizaciones como obtenemos todas estas grandes ventajas. Él presente trabajo trata de explicar la resolución de un problema que se planteó y lamotivación para darle una solución eficaz por medio de la automatización. Los invernaderos… El proyecto a tratar. Se habla de cómo se aplica la automatización por medio de un conjunto de subsistemas dentro de un invernadero para lograr una autonomía y mayor eficiencia de este, laconstrucción de dichos sistemas, que recursos fueron empelados para su elaboración, que compone a cada uno de los subsistemas que integran al invernadero así como el funcionamiento de estos. El primer tema que se tratara es un marco teórico donde se da a conocer cómo cambian concepto de invernadero común a un invernadero inteligente MOTIVACIÓN Nuestra motivación se basa en mostrar una mejor manera de cultivar en un invernadero ayudándonos de la automatización. Tomando en cuenta las ventajas que se podrían tomar de ello, llevándolo a situaciones reales donde el clima y/o el suelo impiden el desarrollo delas plantas, frutas y vegetales que sustentan la dependencia económica de las personas que los cultivan. Y de esta forma ponemos nuestra propuesta a escala para darnos una idea de lo que podría ser en un tamaño real. Queremos hacer de esto una visión más de la utilidad que tiene la automatización, ya que ya existe una empresa con un margen muy similar al que usamos como proyecto de invernadero inteligente, así que nosotros deseamos mostrarlo de manera que se vea lo que hemos aprendido de sistemas digitales, y como éstos conocimientos se aplican en la industria para favorecerla
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Lograr automatizar un sistema de invernadero por medio de circuitos electrónicos,
micro controladores PIC y sensores que operen en sincronía. Proporcionando la
energía mediante fuentes amigables con el ambiente.
OBJETIVOS PARTICULARES:
Generar el riego de los cultivos automáticamente cuando estos lo necesiten.
Ventilar los cultivos automáticamente cuando la temperatura dentro del
invernadero sea inadecuada para el tipo de cultivo que se aloje dentro de él.
Energizar los circuitos electrónicos por medio de la captación de energía solar,
esto con el fin de que sea un invernadero ecológico y no tenga repercusiones
negativas al medioambiente
MARCO TEORICO
HABLEMOS DE LOS INVERNADEROS.
Un invernadero es un edificio con paredes de vidrio o plástico translucido, es
empleado para el cultivo y la conservación de plantas delicadas, también es usada
para forzar el crecimiento de plantas fuera de temporada. Los invernaderos están
ideados para transformar la temperatura, humedad y luz, logrando así condiciones
ambientales similares a otros climas. Los invernaderos pueden variar en su
construcción para adecuarse al terreno en el que se instalara el cultivo.
UN POCO DE HISTORIA.
Se tiene que los primeros usos de un invernadero se dieron en la época romana,
ya que se tiene en escritos que por las exigencias de emperadores en sus dietas,
ya que pedían comer cosas fuera de temporada o exóticas, así que un jardinero
había instalado su propia manera artificial de cultivar la cual es un método utilizado
aun en la actualidad, el cual consiste en crear condiciones de una cierta manera
permanente para que pueda ser cultivada en todo momento. Durante el S.XIII, en
Italia se hizo una fabricación de edificios con la función de hacer crecer plantas
exóticas, después se extendió esta idea a lo que es Inglaterra y los países bajos;
aunque en ese entonces presentaba problemas deficientes como escases de aire
y el flujo del calor normal, lo que provocaba que los cultivos no se desarrollaran de
una manera adecuada o murieran en corto
Tiempo. Después, estos los “jardines botánicos” solo eran utilizados en países de
altos recursos
Económicos como Inglaterra, Italia, Alemania, etc. y en algunas universidades
reconocidas comenzaban su experimentación para el mejoramiento y perfección
de estos, enfocándose en la ventilación, el espacio, las plantas que se pueden
mantener ahí, etc. En el S. XVII se produce la tecnología para fabricar cristales
que serían utilizados en la construcción de edificios de invernaderos, además se
desarrolla una mejor manera en su construcción de tal manera que fuera más
práctico o más útil para las plantas que eran necesarias y con el cristal ya se podía
mantener un ambiente más cálido. Para el S. XIX se crean los invernaderos de
gran tamaño e importancia como el de Inglaterra llamado “new Garden
.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 método tradicional
a cielo abierto, ya que bajo invernadero, se establece una barrera entre el medio
ambiente externo y el cultivo. Esta barrera limita un microclima que permite
proteger el cultivo del viento, lluvia, plagas, enfermedades, hierbas y animales.
Igualmente, esta protección permite al agricultor controlar la temperatura, la
cantidad de luz y aplicar efectivamente control químico y biológico para proteger el
cultivo. Países como México y España han desarrollado la tecnología del
invernadero para lograr mejor asen su producción. La producción de jitomate en la
zona del bajío Mexicano y los campos de Almería en España.
IMPORTANCIA DE UN INVERNADERO EN LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA
Un invernadero ayuda a mantener un clima adecuado para la producción no solo
de flores, sí no también de productos agrícolas como verduras, frutas, etc. Los
cuales son elementos básicos en la alimentación de las personas tanto en zonas
rurales como en urbanas, la función del invernadero en la producción agrícola se
fundamenta en que se pueden mantener productos fuera de temporada, lo cual
provoca una mayor producción para una demanda fuerte proveniente de ciudades
altamente pobladas como la Ciudad de México. Además, una de las ventajas del
invernadero es que pueden ser usadas en comunidades para beneficio de las
mismas que no tienen cerca recursos para comprar alimentos y no es necesario
tener grandes conocimientos de jardinería y botánica para poder mantenerlo en
uso.
¿DÓNDE SE NECESITA UN INVERNADERO?
Lo invernaderos frecuentemente son utilizados cuando se requiere acelerar el
cultivo con ciertas condiciones de clima, las cuales son proporcionadas por el
invernadero. Pero donde puede ser más útil su uso es en las zonas áridas donde
no llueve muy seguido, así como en climas hostiles con cambios muy dramáticos,
ya sea frio o calor, que afectan a las plantas de los cultivos.
LAS VENTAJAS DEL USO DE UN INVERNADERO EN ESTAS ZONAS Y EN
GENERAL SON: DIFUSIÓN DE LUZ
Porque un invernadero puede cambiar la dirección de los rayos solares
distribuyéndola equitativamente por toda el área para beneficiar a todo el
invernadero en su conjunto y a la vez impedir que lleguen directamente a la planta.
La luminosidad se puede obtener en mayor o menor grado dependiendo del
diseño y cubierta del invernadero. Este aspecto permite el buen desarrollo del
cultivo y ayuda a la mejor obtención de frutos.
FOTOSÍNTESIS.-
El proceso fotosintético se ve favorecido dentro del invernadero, debido a la forma
en que es difundida la luz y a la conservación de temperaturas.
MICROCLIMA
Manejar un microclima que permite controlar y mantener las temperaturas
óptimas, aporta que las plantas sean más abundantes y de mejor calidad, también
puede permitir programar las cosechas para épocas de escasez. Con esto,
podemos saber que la real ciencia de los invernaderos, es el poder mantener la
temperatura de los rayos focalizada, en su interior. Lo cual eleva la temperatura
interna del invernadero. Por medio de la concentración de calor dentro del mismo.
Esto permite que muchísimas plantas se puedan dar de mejor manera. Más aún,
cuando se trata de algunas que con las bajas temperaturas del invierno se
marchitan o sufren por éste cambio. Es por lo mismo, que un invernadero, es una
herramienta efectiva, para poder cultivar plantas, independiente la época del año,
en que se está viviendo.
¿QUÉ DESEAMOS EN UN INVERNADERO?
Dentro de los aspectos que debe proporcionar un invernadero para considerarse
efectivo están: El aire, en éste aspecto podríamos tomar en cuenta las
dimensiones con las que construimos el invernadero, éstas deben ser de un
tamaño que permita a las plantas respirar, también está la ventilación, que
podemos usar para brindar un poco de brisa a nuestras plantas de vez en cuando.
La temperatura, es muy importante que está se mantenga en el rango ideal para
las plantas, ya que si el interior ésta muy frio o muy caliente, puede afectar en el
desarrollo de las mismas. El riego, sabemos que un invernadero proporciona cierto
ahorro de agua ya que usualmente su interior es un poco húmedo, pero es
importante tener en cuenta la forma en que se van a regar las plantas, fijándonos
en que sea de forma distribuida y eficaz para tener un consumo moderado de
agua. También ésta la iluminación, en éste aspecto podemos tomar en cuenta la
posición del invernadero, lo más eficaz es ubicarlo viendo hacia el norte y a
medida que avance el día los rayos del sol se distribuirán muy bien en su
superficie proporcionando mejor iluminación para las plantas. Tipo de suelo. Se
deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas
modernos de ferri-riego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o
sustratos artificiales. Por último el clima que se maneja dentro del invernadero
dependiendo de las necesidades de las plantas que le vayamos a introducir.
Hasta ahora hemos estado tratando el concepto común de lo que es un
invernadero pero
Es tiempo de incluir un nuevo concepto, “La Automatización.”
Lo que se desea plantear ahora es el cómo la aplicación de la automatización
cambia de una perspectiva de invernadero común a un invernadero automatizado.
MICROCONTROLADOR PIC
Para la estructura electrónica y de programación de nuestro proyecto, uno de los
dispositivos ahusar es el Micro controlador PIC, para eso es importante saber
porque lo escogimos como opción para realizar ciertas funciones en la circuitería
Un Micro controlador PIC (controlador de interfaz periférico) es un dispositivo
electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones
son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en
este a través de un programador. El PIC está compuesto por: Memoria de datos,
memoria de programa, unidades de entrada y salida, generador de pulsos de reloj,
times y contadores en los cuales opcionalmente se puede incluir: controladores de
interrupciones, clocó interno, comparadores, PWM (Modulación por ancho de
pulso), y convertidores A/D (Analógico digital) o D/A (Digital analógico).Las
principales ventajas de usar micro controladores son:-Aumento de prestaciones:
un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora
considerable en el mismo-Aumento de fiabilidad: Menor riesgo de averías Menos
ajustes-Disminución del tamaño del circuito: Menor volumen Mano de obra-
Disminución de costo del circuito.
Figura 1.1
PIC 16F46A por cortesía de microchip
SENSORES
Un sensor es un dispositivo que convierte una variable física que se desea medir
en una señal eléctrica que contiene la información correspondiente a la variable
que se detecta. Para ello el sensor suele ir acoplado a un circuito que convierte la
señal de éste a valores adecuados para que dicha señal se pueda capturar. Como
etapa intermedia se debe realizar la calibración o ajuste de la medida del sensor,
para así controlar la sensibilidad con que va poder detectar la señal que mandara
al circuito. Finalmente, se procede a la etapa de adquisición, para su
procesamiento, registro o presentación. Los sensores cuentan con ciertas
características que hay que tomar en cuenta:
Resolución:
Es la mínima variación, dentro del rango de medida, que es apreciada por el
sensor como un cambio de su salida.
Precisión:
Es la tolerancia de la medida, con lo que define los límites del error, garantizando
que la medida se encontrará con toda seguridad en el rango definido.
Repetitividad:
Es el grado de precisión en la repetición de una medida que serializa de forma
consecutiva y bajo las mismas condiciones, incluida la dirección de variación del
estímulo de entrada.
Sensibilidad:
Indica la variación que experimenta la medición con la variación dela variable
medida, o sea, es la razón de cambio de la salida ante los cambios en la entrada,
y por tanto es mejor cuanto mayor sea.
Exactitud:
Diferencia entre la salida real y el valor teórico de dicha salida
Rango:
Rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre el máximo y el
mínimo detectables por un sensor, con una tolerancia de error aceptable.
Deriva:
Variación de la salida esperada del sensor debido a cambios de temperatura,
humedad, envejecimiento, etc. Además, todo dispositivo presenta unas
condiciones ambientales de operación, fuera delas cuales no se garantiza su
funcionamiento, y que en el caso de los sensores, aún con un funcionamiento
correcto provocan desviaciones de las medidas que pueden resultar importantes.
SENSOR Y TRANSDUCTOR
Es importante mencionar que no es lo mismo decir sensor y transductor, lo cual es
un error muy común, un transductor es todo aquel componente que está siempre
en contacto directo con el ambiente con el que va a interactuar, mientras que
sensor es la circuitería necesaria para que la señal que manda el transductor
pueda ser convertida a una señal del tipo digital y pueda ser procesada por algún
otro componente que adquiera esos datos digitales
.Existen diferentes tipos de transductores los cuales solo mencionaremos a
continuación:
Transductores de presión:
Transductores resistivos:
Transductores magnéticos:
Transductores capacitivos:
Transductores piezoeléctricos:
Transductores mecánicos:
Transductores térmicos:
Transductores bimetálicos:
Transductores de ionización:
Transductores de filamento caliente:
Transductores de cátodo frio
Transductores de radiación
SENSOR DE HUMEDAD
Con éste sensor se trata de utilizar la conductividad que muestra la tierra, la cual
va a ser mayor mientras más sea la cantidad de agua presente en ella. Se
introducen dos electrodos separados por cierta distancia, para luego ser
sometidos a una diferencia de potencial constante. La corriente circulante será
entonces proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra. Cuándo no
exista humedad en la tierra, el sensor mandara un 0 al PIC, lo cual provocara que
se active el sistema de riego durante unos segundos para así mantener a las
plantas hidratadas
SENSOR DE TEMPERATURA:
Este dispositivo no es más que un circuito que se encarga de registrar la
temperatura que hay en cierto ambiente con ayuda de un transductor conocido
como LM35, cuya función es la de aumentar una corriente de salida cuando capta
una temperatura elevada, este transductor tiene una forma de transistor ya que
solo tiene 3 terminales, las cuales dos de ellas son para la alimentación (VCC y
GND) y la tercera terminal es la que de una corriente de salida cuyo valor depende
de la cantidad de temperatura que sea capaz de registrar.
Transductor LM 35 el cual es útil para un sensor de temperatura
Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor muy pequeño, y lo que se
puede hacer es mandar ese valor a una etapa de amplificación, esto es con ayuda
de amplificadores operacionales, los cuales con circuitos lineales, ya que solo
tienen5 terminales (no son número par como los circuitos normales).Este
componente tiene varias formas de conectarse. Después de esto, para ver al
aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar unos diodos LED que a
su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por cada diodo LED y a
unos divisores de voltaje, para que tenga un buen funcionamiento o en su defecto
se puede enviar la información al PIC para que pueda procesarla y hacer al
función que el programa le ordene.
Amplificador operacional básico de 5 terminales
.
Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor
muy pequeño, y lo que se puede hacer es mandar ese valor a una etapa de
amplificación, esto es con ayuda de amplificadores operacionales, los cuales con
circuitos lineales, ya que solo tienen5 terminales (no son número par como los
circuitos normales).Este componente tiene varias formas de conectarse. Después
de esto, para ver al aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar
unos diodos LED que a su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por
cada diodo LED y a unos divisores de voltaje, para que tenga un buen
funcionamiento o en su defecto se puede enviar la información al PIC para que
pueda procesarla y hacer al función que el programa le ordene
ELEMENTOS QUE CONFORMAN Y SON CONTROLADOS POR SENSOR
SERVOMOTOR
Este dispositivo tiene la capacidad de poder convertir energía eléctrica en
mecánica, ya que gracias a un motor de corriente continua genera movimiento,
pero esta no es su característica especial, si no que este dispositivo posee un
circuito diminuto con un potenciómetro denominado circuito de control, el cual
tiene la función de colocar la posición del eje del motor en un ángulo especifico,
por esta razón, este dispositivo es muy usado en robots donde se requiere que el
actuador sea preciso Pero también hay que reconocer que el servomotor no puede
dar una vuelta completa debido a que conforme va dando el giro, el potenciómetro
llega a su límite de giro y aparte dentro de la sección de engranaje uno de los
engranes tiene un obstáculo que no permite al motor girar los 360grados.A
continuación se muestran las partes de un servomotor:
Partes internas de un servomotor
La caja de engranaje de los servomotores tienen la función de un moto reductor,
ya que se necesita que este tipo de motores tenga la capacidad de que pueda
soportar una cantidad de peso necesario para mover objetos muy diversos como
brazos, piezas mecánicas pesadas etc. Caja reductora Circuito Motor de corriente
continúa
También hay que especificar que los servomotores poseen tres cables
identificables por los colores que revelan su función, por lo regular son: Rojo,
Amarillo y Negro, uno de ellos represéntala línea de voltaje, el cual alimenta el
circuito interno, otro cable está destinado a GND del circuito, y una tercera línea
es la que transporta los pulsos generados por un dispositivo denominado ppm.
Estas siglas representan, modulación por amplitud de pulso.
- Modulación por ancho de pulso
TRANSDUCTORES
De esta lista el transductor que usaremos será del tipo térmico y resistivo, ya que
en el primero (térmico) está en el sensor de temperatura, el segundo (resistivo
está incluido en la plataforma dela foto celda. El transductor térmico es el
dispositivo que al detectar o estar en presencia de altas temperaturas la respuesta
que tiene es la de variar la corriente que pasa al alimentar el circuito interno del
transductor, el componente que utilizamos (lm35) tiene tres terminales las cuales
dos de ellas están dispuestas para la alimentación del circuito, y la tercera es para
la señal de salida en respuesta a la temperatura.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La necesidad de un invernadero automatizado depende de varios factores, de ser
un invernadero común y corriente, las necesidades son las usuales de mantener el
cultivo en un entorno favorable, pero al hablar de automatización, agregamos unos
aspectos más que proporcionan mayores beneficios y la posibilidad de ahorrar el
tiempo que se podría tomar cuidando manualmente un cultivo. Para esto vamos a
plantear el problema dividiéndolo, primeramente, a nivel global, en el cultivo y en
la automatización para conocer más afondo las necesidades que deben cubrirse
empleando nuestra propuesta.
Planteamiento del problema
NIVEL GLOBAL.
En la actualidad ya es muy notable el problema más grave que puede existir para
las personas, el cual es el calentamiento global, y uno de sus principales efectos
es el cambio climático, lo que provoca que en las zonas agrícolas haya una
variación de las temporadas en función de la temperatura del ambiente, esto
puede provocar que solo pueda existir poca producción y consecuentemente la
escases. Pero este problema no se dio por sí solo, fue por la acción indirecta de
las personas, ya que los automóviles (principalmente), aerosoles, gases de
congelador, emanaciones de combustión, etc. Son los verdaderos causantes de
los fenómenos que producen dicho mal, y que la gente usa a diario. Otro problema
que nos estamos enfrentando es la sobrepoblación, lo que va a generar que las
ciudades crezcan, pero si esto pasa, las grandes extensiones de áreas verdes van
a ir desapareciendo, y hay que recordar que no solo es una sola ciudad, porque al
menos en México hay tres ciudades importantes, pero también hay otras muchas
ciudades en vías de crecimiento y muchos poblados.
NIVEL CULTIVO
A veces en zonas donde hay climas que impiden el desarrollo de cultivos, se
necesita de un sistema que ayude proporcionando el ambiente ideal del que
requieren las plantas para lograr su buen crecimiento dentro de un medio en el
que los factores externos sean algo sin importancia. Cuando se quiere sembrar en
una zona poco fértil, lo más probable es que no se de la cosecha, y si hay brotes,
es muy difícil que se mantengan estables hasta su maduración. Cuando se cuenta
con un ambiente templado y húmedo el cultivo puede incluso crecer más rápido de
lo normal y, en consecuencia, proporcionar una mejor y más abundante cosecha
que si se sembrara a la intemperie en un clima desfavorecido.
NIVEL AUTOMATIZACIÓN
Como se ha mencionado ya, al hacer uso de un invernadero, obtenemos el
beneficio de un cultivo creciendo 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 verificar isla plantas requieren más
agua o ventilación, etc. Para estos casos, se requiere de un sistema que realice
este trabajo por nosotros, garantizando también ser completamente fiable y
efectivo, de manera que ahorre ese rato de atención al cultivo permitiéndonos
realizar otras actividades con la confianza de que nuestro cultivo se mantendrá en
buen estado gracias a la automatización que estará a cargo de ello.
DESARROLLO DE LA PROPUESTA
El invernadero que vamos a realizar consta de un sistema automatizado que
permite:
Regar el cultivo cuando se detecte, mediante un sensor de humedad, que
necesitan hidratarse, esto hará que se active la bomba colocada en la torre para
empezar a bombear agua a las tuberías y repartirla en las jardineras
Entilar cuando, por un sensor de temperatura, se detecte que el ambiente es
demasiado caluroso para el cultivo, activando un servomotor que abrirá una
ventanilla superior con el fin de disminuir esta temperatura.
Obtener su energía de los rayos solares desde un panel acoplado a un servomotor
que mediante una señal recibida por el sensor de ondas de luz infrarroja, hará que
se mueva el panel de acuerdo a la posición de donde provengan dichas ondas.
Físicamente, el invernadero consta de:-Torre de agua y de panel solar-Bomba de
agua-Tres jardineras-Instalación hidráulica-Ventanilla en el techo-Sensor de
humedad-Sensor de temperatura-Sensor de ondas infrarrojas
COMPONENTES DE UN INVERNADERO REAL
Para la estructura que sostiene a los invernaderos, se hace uso del hierro,
aluminio u otros metales, ya que son muy resistentes y mantendrán la
construcción firme, también para esto, en algunas ocasiones se hace uso de
madera para ahorrar dinero. El hormigón como estructura de un invernadero, tiene
mucha resistencia, en un principio fue usado para lugares donde nevaba, o había
mucho viento. Su desventaja está en su alto costo. En cuanto a la cubierta, se usa
un material que sea transparente, puede ser desde hule, acrílico o vidrio. En
lugares donde el clima es cálido, con pocas lluvias y mucho viento, se utiliza una
malla de alambre para sujetar la cobertura de plástico
METODOLOGIA
CONSTRUCCION DEL INVERNADERO INTELIGENTE
Estructura General
Jardineras
Domo
Sistema hidráulico
Torre de suministro
CONSTRUCCION ELECTRONICA DEL INVERNADERO INTELIGENTE
Sistema de riego automático
Sensor de temperatura
Capitación de energía por panel solar
Funcionamiento de las partes que conforman el invernadero inteligente
ESTRUCUTURA GENERAL
Jardineras
Sistema hidráulico
Torre de suministro de recursos
ESTRUCTURA GENERAL
Para la elaboración del invernadero, primero armamos la parte principal, que es la
cubierta que proporcionara el espacio para las plantas. Para lograrlo, tomamos las
medidas que deseábamos para tener un invernadero a escala que está basado en
la combinación del tipo parral y doble capilla Primero, medimos y cortamos acrílico
a modo de tener los lados para crear un espacio rectangular. Se cortó el acrílico
con una navaja especial para ello, también en algunas piezas usamos una
segueta. Cortamos ángulos a medida de las piezas de acrílico para así poder
unirlas y tener mayor soporte en la estructura. Unimos los pedazos de acrílico con
los ángulos usando silicón frio para ventanas, logrando así la estructura
rectangular de la figura.
JARDINERAS
Figura 1.27
- Diseño de la estructura
exterior del invernadero
Figura 1.28
- Bosquejo del invernadero desde
la estructura interna.
Figura 1.29
- Aplicación de silicón a las piezas
de acrílico
Figura 1.30 -
Estructura del invernadero
terminada
Figura 1.33- Jardineras terminadas
Figura 1.32 -Acrílico después de ser
pegado, ya formando la estructura
deseada
Diseño de jardineras
DOMO
El domo del invernadero inteligente posee una arquitectura modificada en base al
domo del invernadero tipo Asimétrico:
- Arquitectura del domo
El cual es una estructura que posee dos lados en su domo, pero la modificación
que se realizó puede poner una tercera cara al domo para instalar una ventana la
cual nos diera la oportunidad de mantener una ventilación como precaución en
caso de que la temperatura de que se registre dentro del invernadero sea
demasiado alta para el cultivo, además en la ventana tiene una pequeña
protección de hule para evitar que la parte de la ventana que se eleve golpee la
demás estructura del domo.
Figura 1.35- Partes del domo
Se propuso esta estructura porque se observó que con esta opción se podía tener
más espacio en el interior del edificio y para una buena instalación eléctrica la cual
necesita ser supervisada para su mantenimiento al igual que tubería de agua para
el riego del cultivo que es vital para el mismo.
Estos son los pasos que se realizaron en su construcción:
Primero se seleccionó el tipo de domo que era más conveniente
Se diseña el domo de acuerdo al tamaño de la demás construcción
Se selecciona el material que se utilizara para la construcción
Se comienza a cortar las piezas de acuerdo al diseño establecido
Una vez teniendo las piezas se comienzan a unir para crear el domo deseado
Se coloca el aditamento que evita impactos al cerrar la ventana
Por ultimo de instala la ventana que tendrá función para la ventilación
Esta fotografía sea precia mejor la ventana y el servomotor, se puede ver claramente, el aditamento que evita el golpe al cerrar la ventana.
Aquí se aprecia la ventana
de ventilación cuyo
mecanismo de acción es un
servomotor el cual será
controlado por un Micro
controlador En
.Esta es la vista lateral del
domo se puede apreciarlas
cintas blancas que
personalizan nuestro trabajo
Esta es la vista frontal del
domo, se puede apreciar la
modificación del domo de
invernadero tipo asimétrico
al añadirle una tercera cara
para la ventilación
SISTEMA HIDRAULICO
Con este sistema hacemos llegar el agua a las plantas mediante tubos conectados
a una bomba. Para realizarlo, nos basamos en las medidas de los rieles que
también sirvieron de guía para colocar los tubos. Primero, marcamos en el riel los
espacios que pertenecieran a las salidas del agua, donde colocaríamos unos
distribuidores en T, y codos para las esquinas. Ya teniendo esto, cortamos el tubo
para colocarlo por secciones según la posición de la t
T y los codos, también hicimos en el invernadero una salida a modo de que
pudiera pasar el tubo principal para distribuir el agua. Al tener toda la estructura de
la tubería junta, la pegamos en los rieles, y sellamos las uniones del tubo para
asegurar que no haya fugas de agua. El trabajo terminado queda así
INSTALACION HIDRAULICA
VISTA DEL SISTEMA HIDRAULICO
Programación del Arduino Programación del invernadero automatizado con
sistema de control de riego.
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Servo.h>
int Ana1 = A0;
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
int Temp = 0;
int v1;
int f1;
int b1;
int pulsador = 6;
Servo servo;
char Grados = 'º';
void setup(){
servo.attach(7);
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
pinMode(13,OUTPUT);
digitalWrite(13, HIGH);
}
void loop(){
Temp = analogRead(Ana1);
Temp = map(Temp,0,1024,-55,150);
Serial.print("Grados: ");
Serial.print(Temp);
Serial.print(Grados);
Serial.println("C");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Temperatura: ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Temp);
delay(10000);
if(Temp<=12)
{
digitalWrite(f1,HIGH);
}
if (Temp>=20)
{
digitalWrite(v1,HIGH);
}
if (digitalRead(pulsador)==HIGH)
{
digitalWrite()
servo.write(0);
delay(20000);
digitalWrite(b1,HIGH);
servo.write(36);
delay(1300);
servo.write(180);
servo.write(36);
servo.write(180);
servo.write(36);
digitalWrite(b1,LOW)
PLACAS DEL PROYECTO
FUNCIONAMIENTO DE LAS PARTES DEL INVERNADEROINTELIGENTE
ESTRUCTURA PRINCIPAL
Ésta parte es esencial, ya que es lo que hace que la estructura, sea invernadero.
Nos va a brindar el espacio donde colocaremos las plantas para que tengan un
mejor entorno, así como el soporte para los componentes que se integran dentro;
los rieles, las jardineras, el sistema hidráulico, cables de circuitería.
JARDINERAS
Su función es muy sencilla, pero no por eso menos importante, son las
encargadas de contener las plantas sembradas en la tierra, estas permiten que al
suministrar el agua, ésta no se riegue por todo el invernadero.
SISTEMA HIDRAULICO
Es el que brinda el suministro de agua en las jardineras, ayudándose de una
bomba que empuja el agua desde el depósito de la torre hacia la tubería donde se
dispersa en todas partes hasta salir por los distribuidores en Taira lograrlo, un
Micro controlador recibe una señal desde el sensor de humedad cuando éste
detecta que la tierra esta seca o poco húmeda, y cuando pasa esto, el PIC manda
un 1de salida para activar la bomba y así ésta manda el agua por la tubería para
cumplir con su cometido.
CONCLUSIONES
Al implementar el proyecto basados en la automatización, se aprendió más acerca
de la utilidad deísta en la vida diaria, desde hacer que un sistema sencillo
reaccione ante ciertos estímulos, hasta el logro de contar con varios sistemas que
controlen la manufactura de productos en una gran empresa. Con nuestra
propuesta de INVERNADERO INTELIGENTE, se cultivó más el conocimiento y las
consecuencias del calentamiento global, así como lo que podemos hacer para
ayudar a no seguir propagando el mismo, centrándonos en el cuidado de un
cultivo, ya que el clima es factor principal de su buen o mal desarrollo, y con un
invernadero se puede dar su crecimiento favorablemente a pesar de los cambios
climáticos que ocurran afuera. Así que éste proyecto es una manera de ser
amigables con la naturaleza al proporcionarle un buen entorno valiéndonos de la
automatización para lograrlo. Cuando efectuamos la automatización, creamos una
forma más sencilla de llevar el cuidado de un cultivo, y también la seguridad de
que los sistemas actúan bajo las condiciones y momento sindicados que son
requeridos en la atención del plantío. Así que es una ventaja el saber que no
tendremos la preocupación de que las plantas necesiten agua o ventilación, pues
la automatización lo hará por nosotros. También nos dimos cuenta de la
importancia que tiene el aprovechamiento de los distintos tipos de energía, pues
hoy en día, una de las más importantes y usadas por el hombre es la electricidad,
pero si se emplea en exceso, puede resultar costosa. Al construir el
INVERNADERO INTELIGENTE, se pensó en eso, entonces se creó un sistema
que toma su energía de una batería, que a su vez, es recargada por energía solar,
aprovechando éste recurso natural y evitando el gasto de la electricidad. Tenemos
la certeza de que nuestra propuesta es bastante útil y aplicable en las labores de
agricultura, puesto que asegura la tenencia de una producción sana y fértil que
podrá ser aprovechada como alimento, como plantas para jardín, o simplemente
especies que se quieran cuidar en él. Además, sabemos que aplicamos la
automatización de manera consciente para así lograr un beneficio a la producción
de cultivos y al aprovechamiento de la energía solar
PERSPECTIVAS (TRABAJOS FUTUROS)
El proyecto INVERNADERO INTELIGENTE tiene una amplia visión hacia
trabajaos futuros ya que podríamos incluir nuevas herramientas que lo hagan
funcionar de una manera aún más interesante. Las propuestas son: Podríamos
incluir más jardineras, esto con el fin de elevar la producción del cultivo que se
aloje en él. Y como consecuencia esto provocaría que la instalación hidráulica
fuese más grande para abarcar la demanda de agua necesaria. Detector de
plagas, esto sería sumamente útil para obtener mejoras aún más grandes en la
calidad de los productos del cultivo. Un control más uniforme de la temperatura
que hay dentro del invernadero, es decir colocar más sensores de temperatura en
partes estratégicas dentro de la estructura y promediar los valores que arroja cada
sensor, después mandar el resultado al dispositivo encargado de leer la
información y accionar un extractor y un ventilador