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Diseño de un Sistema de Supervisión para el Control de Temperatura y Humedad de un Invernadero de Experimentación Agrícola Vegetal Caso de Estudio : U.D.O. Monagas, Campus Juanico Design of a Monitoring System for Temperature and Humidity Control of Greenhouse Vegetable Agricultural Experiment Case Study: U.D.O. Monagas, Campus Juanico Luis Germán Salazar Farías 1 , Francis Del Valle Mata López 2 1 Estudiante en Universidad de Oriente, Núcleo Monagas, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Departamento de Ingeniería de Sistemas, Maturín, Estado Monagas, Venezuela, Email: [email protected] 2 Estudiante en Universidad de Oriente, Núcleo Monagas, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Departamento de Ingeniería de Sistemas, Maturín, Estado Monagas, Venezuela, Email: [email protected] Entregado: 08-07-15 RESUMEN El objetivo principal de esta investigación fue diseñar un sistema de supervisión automatizado que permitiera el control de las variables ambientales como Temperatura y Humedad en el Invernadero de Experimentación Agrícola Vegetal ubicado en el Campus Juanico. En este Invernadero existen diferentes tipos de cultivos los cuales necesitan las mejores condiciones ambientales para su crecimiento y un óptimo cuidado en cuanto al nivel de riego y ventilación. Para el diseño del sistema de control fue necesario identificar requerimientos tanto de hardware como de software y se utilizaron herramientas de simulación que comprueban su funcionamiento. El hardware fue diseñado utilizando una placa prefabricada Arduino Mega 2560, la cual está orientada al uso de microcontroladores, AVR, drivers, relés y LEDs que demuestran la recepción de comandos

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Diseño de un Sistema de Supervisión para el Control de Temperatura y Humedad de un Invernadero de Experimentación Agrícola Vegetal

Caso de Estudio: U.D.O. Monagas, Campus Juanico

Design of a Monitoring System for Temperature and Humidity Control of Greenhouse Vegetable Agricultural Experiment

Case Study: U.D.O. Monagas, Campus Juanico

Luis Germán Salazar Farías1, Francis Del Valle Mata López2

1Estudiante en Universidad de Oriente, Núcleo Monagas, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Departamento de Ingeniería de Sistemas, Maturín, Estado Monagas, Venezuela, Email: [email protected] 2Estudiante en Universidad de Oriente, Núcleo Monagas, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Departamento de Ingeniería de Sistemas, Maturín, Estado Monagas, Venezuela, Email: [email protected]

Entregado: 08-07-15

RESUMEN

El objetivo principal de esta investigación fue diseñar un sistema de supervisión automatizado que permitiera el control de las variables ambientales como Temperatura y Humedad en el Invernadero de Experimentación Agrícola Vegetal ubicado en el Campus Juanico. En este Invernadero existen diferentes tipos de cultivos los cuales necesitan las mejores condiciones ambientales para su crecimiento y un óptimo cuidado en cuanto al nivel de riego y ventilación. Para el diseño del sistema de control fue necesario identificar requerimientos tanto de hardware como de software y se utilizaron herramientas de simulación que comprueban su funcionamiento. El hardware fue diseñado utilizando una placa prefabricada Arduino Mega 2560, la cual está orientada al uso de microcontroladores, AVR, drivers, relés y LEDs que demuestran la recepción de comandos para el control de dispositivos, se realizó gran parte del trabajo usando la aplicación que simula circuitos electrónicos llamada Proteus. La Metodología aplicada para estudiar la situación actual del invernadero permitió identificar las necesidades existentes y así poder generar una solución a la problemática, la misma es la desarrolla por la empresa Ikerlan S. Coop. denominada Modelo en V del Ciclo de Vida. Apreciando los resultados obtenidos de esta investigación, se demuestra que con bajo presupuesto a nivel económico, es posible implementar un sistema de control automatizado en invernaderos cubriendo las necesidades básicas de los cultivos y conservando la calidad del producto.Palabras claves: Invernadero, Ambiente, Automatización, Arduino, Microcontroladores.

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ABSTRACT

The main objective of this research was to design a monitoring system to allow automated control of environmental variables such as temperature and humidity in the greenhouse of Agricultural Experimentation Plant located in the Campus Juanico. In this greenhouse there are different types of crops which need the best environmental conditions for growth and optimal care at the level of irrigation and ventilation. For the design of the control system was necessary to identify requirements both hardware and software and simulation tools were used check its operation. The hardware was designed using a prefabricated plate Arduino Mega 2560, which is oriented to the use of microcontrollers, AVR, drivers, relays and LEDs showing the receipt of commands to control devices, much of the work was carried out using the application simulating electronic circuits called Proteus. The methodology used to study the current situation of greenhouse identified existing needs and be able to generate a solution to the problem, it is developed by the company Ikerlan S. Coop. Model V called Life Cycle. You appreciate the results of this research, it is found that budget economically, it is possible to implement a system of automated control in greenhouses covering the basic needs of crops and maintaining product quality.Keywords: Greenhouse, Environment, Automation, Arduino Microcontroller.

INTRODUCCIÓN

Tradicionalmente los invernaderos se han usado como estructuras para proteger las plantas del medio ambiente. Sus diseños han variado en el tiempo orientados fundamentalmente a tener estructuras que minimicen costos de producción y lograr ambientes óptimos para las plantas. Lógicamente tales diseños en muchos casos han sido orientados al mantenimiento del calor en épocas de invierno, ser eficientes en la ventilación y salida de calor en épocas de verano y permitir mayor entrada de luz.

Venezuela es un país ubicado en zona tropical, específicamente en la parte norte de la América del Sur (entre latitudes 3 y 12º Norte y longitud 61 a 73º Oeste), donde las temperaturas se mantienen relativamente constantes durante el año, siendo las variaciones en la precipitación lo que determina fundamentalmente las mayoría de las actividades agrícolas en el país. El país debido a diferencias de altitud lo cual establece rangos de temperatura ha determinado durante décadas la distribución de los cultivos en base a su tolerancia y adaptación a rangos de temperatura (Avilán y Eder, 1986).

El uso de invernaderos en Venezuela dedicados a la producción agrícola en forma comercial se inició en los últimos años de la década del 80 y fue básicamente iniciativa privada y en lugares muy puntuales. Se conocen construcciones de invernaderos en fibra de vidrio, muchos de ellos aún instalados en campos universitarios, otros para la época fueron fabricados con madera como estructura de soporte y láminas plásticas como techo. La información sobre la

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extensión bajo invernadero para ese entonces es prácticamente nula. Posteriormente, en la década del 90, aparecieron las construcciones elaboradas con diferentes materiales y diseños muy particulares para cada región.

El invernadero puede contar con sistemas automáticos o manuales para levantar las cortinas laterales y el techo. Además se utilizan sistemas de extracción de aire caliente y nebulizadores para bajar rápidamente la temperatura interna. La garantía de las estructuras metálicas se halla sobre los veinte (20) años, si están bien instaladas (COVEPLA, 2001). Los invernaderos y plásticos agrícolas tienen como función principal la protección de los cultivos, asegurando y permitiendo a los agricultores mantener sus cultivos en buenas condiciones de desarrollo y crecimiento para obtención de producciones adecuadas. Manejar un microclima que permite controlar y mantener las temperaturas óptimas.

Por esta razón, se hace necesaria la implementación de un sistema automatizado, para el control y supervisión de la temperatura y humedad dentro de los invernaderos de la Universidad de Oriente, como una medida que garantice un entorno óptimo para el desarrollo de las plantas y vegetales, y que a su vez permita disminuir la complejidad de los procesos y la intervención humana de los mismos. La incorporación de estrategias de automatización para los procesos de control y supervisión en el interior del invernadero, a través de señales que emiten los sensores al computador, que monitorean la temperatura, la humedad relativa, nivel de agua.

Aplicar al suelo una cantidad de agua, en forma oportuna y uniforme que satisfaga el requerimiento hídrico de los cultivos, con un criterio conservacionista de los recursos. Sistema de riego programado por tiempo. Sensores que coordinen con el sistema de riego para reducir el tiempo de operación y obtener así una alta productividad en el menor tiempo, gracias a un control eficiente y eficaz de los recursos.

Los sensores de temperatura y humedad actúan de acuerdo a la variación del clima que se encuentre dentro del invernadero llevando a dar una temperatura estable para simular la temperatura de una región en particular. Todos los datos obtenidos, tanto el estado de las entradas como el de las salidas se muestran en un software de visualización y control con el cual se observa en tiempo real el estado de dichas variables. Para esto se ha requerido el uso de herramientas tanto de hardware como de software que permitan simular el funcionamiento del sistema de control en pro del cumplimiento con las medidas ambientales y climáticas dentro del invernadero de experimentación agrícola vegetal.

El sistema diseñado, podrá controlar la temperatura y humedad dentro del invernadero, así como la luminosidad, y según la programación que se le defina. Por ejemplo si la temperatura pasa del máximo, activar los servos que manejan las ventanas laterales, entrará en funcionamiento el extractor de aire. En el caso que la temperatura llegue a bajo nivel y se pase del mínimo, lo esencial sería cerrar las

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ventanas laterales, prender las resistencias de calefacción. Al igual que el sistema de riego el cual se activará según se haya programado.

Dentro de la aplicación de visualización se encuentran diferentes ventanas de aplicación, la primera nos da la opción de ver en tiempo real las variables recolectadas por los sensores ubicados en el campo, la segunda ventana nos dará la opción de modificar los parámetros y la última ventana nos dará la opción de ponerlo de modo manual o automático. Para la realización de este proyecto, se simuló sobre una placa Arduino Mega 2560 junto con microcontroladores, relés, drives, LED, entro otros, la realización de un prototipo funcional para el control y supervisión en los viveros de experimentación agrícola vegetal de la Universidad de Oriente, en Campus Juanico, Maturín Estado Monagas.

Asimismo, el diseño del prototipo funcional del sistema tuvo una duración alrededor de dos (2) mes, por cuanto el mismo requirió un ensamblaje y una ambientación verdaderamente detallada para garantizar el óptimo desarrollo de la vegetación, y también para cumplir con todos los preceptos que supone este tipo de ambiente controlado. Además, se realizaron los análisis de factibilidad económica y factores técnicos afín de corroboran si la implementación de dicho sistema de control y supervisión automática en el invernadero de experimentación agrícola vegetal del Campus Juanico era factible. Los resultados arrojaron que si es factible la aplicación y ejecución de dicho sistema, ya que aporta grandes beneficios para el desarrollo del área agrícola y de la región a muy bajo costo cuidando en si la ambientación de los cultivos y mejorando la producción del producto vegetal.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para llevar a cabo cualquier investigación es necesario establecer una serie de pasos e instrucciones que permiten abordar correctamente la situación planteada afín de ofrecer soluciones a la problemática existente satisfaciendo de igual modo las necesidad que sean detectadas en una organización, empresa o cualquier lugar donde se desee llevar a cabo la implementación de un proyecto. La guía metodológica es fundamental, ya que brinda algunos lineamientos generales para ayudan al investigador a comunicar sus resultados. Es una guía con una estructura, es decir, una metodología de investigación.

La metodología a utilizar, surge de un trabajo que se titula “ Una Metodología para el Desarrollo he Hardware y Software Embebidos en Sistemas Críticos de Seguridad”, desarrollada por A. Pérez, O. Berreteaga, A. Ruiz de Olano, A. Urkidi y J. Pérez a partir del ciclo de desarrollo clásico en V, los investigadores construyeron una herramienta que en sus propias palabras: “…abarca aspectos tanto de Software (SW) como de Hardware (HW), ya que pretende dar solución a problemas reales donde resulta ineludible la interacción de ambos.”(p.01). Así mismo esta metodología fue plateada por los autores, ya que vieron que la implantación de soluciones basada en sistemas electrónicos embebidos de alta

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confiabilidad iba en aumento y los requisitos de los entornos a los que ellos dirigían era principalmente el coste, el tiempo y la confiabilidad, se observó la necesidad de una metodología, como herramienta, que facilitara el desarrollo de sistemas electrónicos embebidos de alta confiabilidad.

La idea de un sistema de control y supervisión surgió por la necesidad existente de mantener en óptimas condiciones ambientales el cuidado de los cultivos en el invernadero del Campus Juanico. Controlar humedad y temperatura que son factores internos, así como variables externas (la luz solar), que afecta de diversas maneras los procesos fotosintéticos de las plantas. El propósito del sistema de control es mantener todas las variables, dentro de los límites requeridos por el cultivo. Dicho sistema también toma en cuenta las alteraciones, ya que son procesos que tienen lugar tanto dentro como fuera del invernadero y que cambian el calor, la humedad, y las cantidades de CO2 en el invernadero. El objetivo del sistema de control es el de regular las entradas de los calentadores, ventiladores y otros dispositivos de control para contrarrestar las perturbaciones y, por tanto, mantener el medio ambiente del sistema en las condiciones más adecuadas.

Bajo todo el fundamento antes expuesto la propuesta metodológica se constituyeron las cuatro etapas y una serie de actividades en cada una de ellas, que permiten alcanzar los objetivos que fundamentan el proceso de supervisión y control de los procesos ambientales del invernadero de experimentación agrícola vegetal del Campus Juanico.

En la Etapa I del proceso metodológico, denominada Definición de Especificaciones básicamente se busca estudiar la situación actual del invernadero del Campus Juanico y la evaluación de los requisitos tanto de hardware como de software, para esto utilizamos como herramienta la observación directa para efectuar el estudio de la organización. Empleamos las entrevistas no estructuradas a los empleados y personal involucrado con el mantenimiento del invernadero y los beneficiados con la implementación del sistema de control. Así mismo, se realizó un estudio de la tecnología con la cual cuentan.

La Etapa II abarca los aspectos de la segunda fase de la metodología propuesta por A. Pérez, O. Berreteaga, A. Ruiz de Olano, A. Urkidi, J. Perez, que incluye la Definición Global de las necesidades de la organización, en nuestro caso del invernadero. Como hemos mencionado, para la implementación del sistema de control y supervisión, es necesario el uso de componentes como sensores, actuadores, microcontroladores, entre otros dispositivos electrónicos que van a permitir sensar y detectar todas las señales que necesitamos para realizar el respectivo control climático y ambiental. Por tal motivo, es obligatorio tener conocimiento de de los puntos claves en donde serán ubicados los dispositivos que conforman el sistema (sensores internos) y adecuar todo el espacio disponible tanto interno como externo. A continuación, presentamos una ilustración de los componentes de control incluidos en este proceso:

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Figura 1. Esquema de un sistema computarizado de control del invernadero.

Teniendo toda la información de las etapas anteriores, se procede a la ejecución de la Etapa 3, denominada Diseño en Detalle donde básicamente se quiere diseñar el sistema en cuanto a las necesidades y requerimientos especificados. Realizamos un estudio al detalle de todas las tecnologías de comunicación e información que necesitamos para la puesta en marcha del sistema de control, igualmente fueron considerados los aspectos en cuanto al cableado y puertos de comunicación que permitirán la circulación de datos e información entre los diferentes dispositivos involucrados en el lazo de control. En la parte electrónica, se determinó los sensores que requiere el sistema para hacer detección de señales de temperatura y humedad así como de nivel de riego, también los actuadores y los servidores de supervisión. En cuanto a la necesidad de comunicación entre el usuario y el sistema, se determinó el sistema operativo (OS) y servidores a utilizar para que haya una optima interacción entre el sistema de interfaz con el operador o la persona que quiera ingresar al sistema que almacena datos del invernadero.

Finalmente, La Etapa 4 de la metodología propuesta por A. Perez, O. Berreteaga, A. Ruiz de Olano, A. Urkidi, J. Perez del Modelo en V del Ciclo de Vida incluye la posibilidad de la Simulación del sistema de control. En esta fase, efectuamos la simulación del prototipo del sistema, comprobando el correcto funcionamiento del mismo. De igual modo, se detalló cual o cuales programas de computación podría ayudarnos a corroborar mediante simulaciones que el sistema es funciona y es totalmente aplicable al entorno de estudio, como lo es el invernadero. En el mercado de la electrónica digital, existen una variedad de aplicaciones que brindan herramientas para realizar este tipo de tareas, el

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problema radica en que la mayoría requieren que el consumidor realice el pago de una licencia para poder adquirir el software.

Por tal motivo, una vez definidos al detalle todos los componentes del sistema de control y supervisión es fundamental encontrar una herramienta digital que permitan integrar en una placa Arduino Mega 2560 todos los dispositivos electrónicos y poner en funcionamiento el sistemas de monitoreo y supervisión para el control de los procesos ambientales dentro del Invernadero de experimentación agrícola vegetal del Campus Juanico.

RESULTADOS

Etapa I: Definición de Especificaciones

Principalmente, se realizó el levantamiento de la información pertinente con el propósito de establecer las metas y objetivos que busca la investigación, lo cual genera un estudio a fondo de todas las condiciones tanto económicas, técnicas, funcionales y de recursos humanos para el diseño de un sistema de supervisión y control de los procesos ambientales del invernadero y a posteriori su implementación. La idea se basa en tener una visión clara acerca de lo que se quiere, es decir, obtener los resultados deseados en pro del control y mantenimiento de las condiciones climáticas en el entorno de los cultivos.

El invernadero está ubicado en el Campus Juanico de la Universidad de Oriente, Núcleo de Monagas y finalmente fueron concluidos los trabajos de construcción del mismo. En él se cultivarán cuatro tipos de plantas como lo son: Tomate, Maíz, Frijol y Pimentón. Existe la necesidad de mantener el control de variables como temperatura, humedad de cada suelo en base a los cultivos, control de luminosidad, control de la ventilación y la programación del tiempo de riego diario a cada cultivo de experimentación.

A continuación se muestra el invernadero sobre el cual se está realizando el estudio:

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Figura 2. Invernadero de Experimentación Agrícola, Campus Juanico.

La idea de automatizar todos los procesos de control está basada en el hecho de que la tecnología está forzosamente inmersa en casi todos los procesos agrícolas en todo el mundo, tomando en cuanto los grandes beneficios que esta ofrece. En cuanto a los cultivos, los encargados del invernadero hacen énfasis en técnicas que ayuden a mantener en óptimas condiciones el entorno de las plantas, que le permitan el buen crecimiento adaptadas a ciertas condiciones climáticas ya establecidas, tanto de temperatura y humedad relativa, como de nivel de riego y ventilación y luminosidad.

El sistema de control ayudará mucho en cuanto al control de la temperatura a las cuales son sometidos los cultivos. Como es bien sabido, en las zonas tropicales como Venezuela y especialmente el Municipio Maturín tienden a registrar temperaturas altas en toda la región, lo cual es un factor a regular de acuerdo al tipo de planta. Es importante señalar que existe acceso a la energía eléctrica y a un tanque de agua del cual se podrá extraer el nivel de H2O requerido con para el riego los cultivos en determinadas horas del día por medio de aspersores.

Etapa II: Diseño Global

En este paso detallamos el nivel tecnológico que se requiere para el diseño del sistema de supervisión y control. En atención a esto, es necesario verificar en el mercado venezolano los componentes y dispositivos electrónicos que se requieran de acuerdo a su accesibilidad y precio. En cuanto al amplio uso en la automatización de procesos industriales, el sistema está basado en microcontroladores, para reducir el tamaño del dispositivo, y que puedan ser programados bajo plataformas libres. La decisión de automatizar estos procesos mediante el uso de tecnologías basadas en microcontroladores se da debido a su portabilidad y facilidad de programación, además que este tipo de tecnología representa una solución útil para procesos industriales pequeños donde la implementación de un Controlador Lógico Programable (PLC) resultaría costosa y donde el potencial del mismo seria desperdiciado. De acuerdo con esto, se realizó una lista de ciertos dispositivos con preferencia en el precio y beneficio que brinde a la investigación.

El principal dispositivo utilizado fue una Placa Arduino Mega 2506, ya que cumple con las necesidades tecnológicas del sistema, también incluye su propio entorno de desarrollo (IDE Arduino) y puede interactuar con sistemas operativos Linux y Windows. Otra de las razones por las que fue elegido este dispositivo es por la extensa comunidad de programadores y desarrolladores que, en internet, brindan soporte a los desarrollos bajo este tipo de herramientas.

Según la página web de Arduino, una placa Arduino Mega 2506 “es una placa electrónica basada en el Atmega2560. Cuenta con 54 pines digitales de

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entrada / salida (de los cuales 15 se pueden utilizar como salidas PWM), 16 entradas analógicas, 4 UARTs (hardware puertos serie), un oscilador de cristal de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, un header ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar el micro controlador; simplemente conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de CA o la batería a CC para empezar. A continuación, se presenta la placa Arduino donde van integrados todos los componentes del sistema de control:

Figura 3. Placa Arduino Mega 2506 (Simulado).

Otro de los componentes generales utilizado en el sistema de control es el RTC, por sus siglas en ingles Real Time Clock, en español Hora en tiempo real. La función es simple, detectar la hora y fecha del equipo computador sobre el cual se está ejecutando las funciones de la placa Arduino, de tal modo que se pueda programar los comandos en horas exactas y en tiempo real. Así mismo, al conectar el Arduino con un software o aplicación informática donde se quiera registrar todos los datos y variables ambientales, el RTC permite ser configurado para guardar una especie de histórico de tiempo, tanto la temperatura como el nivel de humedad de los cultivos. El RTC es un reloj ordenador.

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Figura 4. RTC (Simulado), detección de hora y fecha del ordenador.

Etapa III: Diseño en Detalle

Básicamente, para el diseño de la placa Arduino Mega 2506, se utilizó la herramienta Proteus, donde es posible realizar la simulación de todos los componentes que requiere el sistema de control, ya sean sensores, resistores, motores, entre otros. De igual modo, la integración de los microcontroladores en dicha placa se realizó correctamente y se pudo verificar su funcionamiento. Se alcanzó obtener una visión clara y exacta la interacción que tiene la placa con los materiales en el invernadero, de manera que el programa almacenado en el sistema Arduino estará asociado con la medición de variables en el proceso y el encendido de dispositivos que controlen las mismas.

Teniendo en cuenta que una de las funciones principales del sistema de supervisión y control es el monitoreo del clima interno del invernadero, es decir, controlar la temperatura y la humedad. Para realizar esta tarea es necesario el uso de sensores, los cuales se lograron simular en el programa Proteus e instalar sobre la placa Arduino a fin de verificar. Entre los componentes más utilizados y de mayor importancia tenemos, el sensor de temperatura y humedad DHT-11. El DHT-11 sensor de temperatura y sensor de humedad compuesto que contiene un calibrado y salida de señal digital de la temperatura y la humedad. Aplicación de unos dedicados módulos digitales para la tecnología de recolección y la tecnología de detección de la temperatura y la humedad, afín de asegurar que el producto tiene alta fiabilidad y excelente estabilidad a largo plazo

Además de esto, el sistema está diseñado para mostrar en pantalla variables ambientales como la Temperatura interna dentro del invernadero, la humedad de los suelos de los diferentes cultivos y por medio del Real Time Clock la hora y fecha exacta en concordancia con la registrada en el ordenador (Figura 5). El sistema está programado para que en caso de que ocurra algún desnivel en los parámetros ya definidos con respecto a las condiciones ambientales en la que deben permanecer los cultivos, este determinará si debe activar el sistema de riego o el sistema de ventilación o cualquier otro comando de acción para ejecutar y volver a nivelar las condiciones ambientales adecuadas.

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Figura 5. Pantallas LED simuladas con ProteusEtapa IV: Simulación

Como ya se ha mencionado, el diseño del sistema de control está sustentado en la utilización de las funcionalidades de la placa Arduino Mega 2506. Mediante el programa de simulaciones para circuitos electrónicos Proteus, se logró hacer el diseño de la placa así como la instalación de una serie de componentes los cuales tienen el objetivo de sensar y detectar señales ambientales en base al clima del invernadero de experimentación agrícola. Todo esto se pudo integrar en una Placa Arduino Mega 2506 (Simulado) y a continuación en la siguiente figura podemos ver todo el diseño del sistema de control:

Figura 6. Diseño general del sistema de control en Proteus.

Para lograr poner en funcionamiento todo el sistema y que nos indique las condiciones en las que se encuentra el invernadero, para su posterior supervisión, el programa de simulaciones de Proteus aporta la opción de encender la corrida del sistema de simulación, presionando el botón con el símbolo de “Play”. Podemos observarlo en la siguiente imagen:

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Figura 7. Botones para arrancar, pausar y detener el sistema de control.

Seguidamente y luego de esperar a que se realice la carga de todo el sistema, los microcontroladores, los sensores, los transmisores, los resistores y el resto de los componentes, podemos apreciar a través de las pantallas LED las condiciones actuales y en tiempo real en las que se encuentra el clima interno del invernadero. Cabe destacar que para obtener buenos resultados del arranque del sistema y un optimo funcionamiento es necesario contar con un ordeneador que posea un excelente procesador, ya que el programa Proteus requiere de un computador con mucha capacidad de procesamiento de información. En la siguiente imagen vemos el sistema de control en funcionamiento:

Figura 8. Sistema Supervisión y Control en funcionamiento.

CONCLUSIONES

En atención a las necesidades actuales de la automatización en casi todos los procesos, es fundamental destacar que el área agrícola no escapa de la demanda en materia tecnológica que surge a partir de una necesidad. Más aun mantener operativo un sistema de supervisión que permita la monitorización por medio del cual se precisa en qué condiciones se encuentra el sistema y en caso que ocurra algún desnivel en los parámetros ya establecidos, conocer los correctivos que se deben aplicar para el correcto funcionamiento de las operaciones.

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Un invernadero de experimentación agrícola vegetal es un sitio ideal para el desarrollo de un sistema de control automático, ya que es bien sabido que los cultivos necesitan de condiciones adecuadas para su crecimiento, y también se hace necesario la inclusión del factor supervisión, ya que el clima es una variable no definida, es decir, siempre está en constante cambio y esto afecta de una u otra manera a las plantas.

La base central del sistema de supervisión y control diseñado en esta investigación es el hardware placa Arduino Mega 2506, ya que es un dispositivo con excelente rendimiento y durabilidad, son sumamente flexibles a los requerimientos del diseño donde son efectuados y son fácilmente comerciables en el territorio nacional, es decir, no hay complicaciones para adquirirlos. Las especificaciones y desempeño de este dispositivo hacen de él una alternativa viable para el diseño y construcción de hardware estable y de alto desempeño.

La fase final de la aplicación de la metodología descrita anteriormente, permitió constatar el correcto funcionamiento del sistema, una vez integrados todos los dispositivos electrónicos que requería el diseño del hardware del sistema de control. En cuanto al software de aplicación, solo es necesaria una interfaz sencilla que muestre en tiempo real las condiciones ambientales en las que se encuentra el invernadero, así como opciones para generar histórico de operaciones climáticas de acuerdo a una fecha, hora y día. Al ejecutar las simulaciones se lograron obtener los resultados esperados del sistema. Finalmente, cabe mencionar que este proyecto puede ser aplicado a cualquier otro invernadero y representa garantía de factibilidad tanto económica como técnica y funcional.

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