Aplicación de un sistema de riego automatizado

APLICACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO AUTOMATIZADO CON EL SOFTWARE ARDUINO BASADO EN LA HUMEDAD Y TEMPERATURA CON EL USO DE SENSORES (dht22) DE LA PLANTA “BELLIS PERENNIS”

APPLICATION OF AN AUTOMATED IRRIGATION SYSTEM WITH THE ARDUINO SOFTWARE BASED ON HUMIDITY AND TEMPERATURE WITH THE USE OF SENSORS (dht22) OF THE “BELLIS PERENNIS” PLANT

Autor (es) e Institución Jason Gallardo1, Jennifer Alcoser2, Franco Rabanal3, Deisler Hernández 4, Enrique Cueva5. Estudiantes. Ingeniería Industrial. Universidad Privada del Norte. Perú

RESUMEN

En la actualidad, los sensores agrícolas y ambientales son ampliamente utilizados en diversos proyectos de investigación que se llevan a cabo en la gran mayoría de instituciones educativas, especialmente en los proyectos de agricultura moderna que buscan fortalecer y mejorar los procesos productivos de los pequeños y medianos agricultores. Hay diversos parámetros que se pueden controlar durante un cultivo que mediante una gestión adecuada y agenciándose de la tecnología se pueden hacer grandes cosas, como por ejemplo se puede realizar un uso eficiente del riego, fertilización y control de enfermedades, que se ve reflejado en un aumento de la productividad y calidad haciéndolo más automatizado. Elaborar un método de control de humedad y temperatura instintivo para la planta “BELLIS PERENNIS” administrado por el software Arduino con ayuda del sensor digital (dht11) adecuado. El estudio se realizó en base a la investigación y programación de sensores de humedad conectados mediante un Arduino, y el prototipo final es un sistema de control por parte de estos sensores en un ambiente controlado con malla protectora de hibernación de la plata “BELLIS PERENNIS”

Palabras clave: Arduino, Sensor de temperatura, sensor de humedad, planta “BELLIS PERENNIS”

ABSTRAC

Currently, agricultural and environmental sensors are widely used in various research projects that are carried out in the vast majority of educational institutions, especially in modern agriculture projects that seek to strengthen and improve the production processes of small and medium-sized farmer There are various parameters that can be controlled during a crop that through proper management and getting hold of technology can do great things, such as efficient use of irrigation, fertilization and disease control, which is reflected in an increase in productivity and quality making it more automated. Develop an instinctive humidity and temperature control method for the "Mimosa sensitive" plant managed by the Arduino software with the help of the appropriate digital sensor (dht11). The study was carried out based on the investigation and programming of humidity sensors connected by means of an Arduino, and the final prototype is a control system by these sensors in a controlled environment with a protective mesh for hibernation of the “mimosa sensitive” silver.

Keywords: Arduino, temperature sensor, humidity sensor, sensitive mimosa plant

Investigación

• Línea de investigación

Tecnologías emergentes.

• Sub línea de investigación

Visión computacional, agricultura de precisión y control no invasivo de procesos.

INTRODUCCIÓN

Cada día en más regiones del mundo el agua se convierte en un recurso escaso y costoso, y la agricultura es el mayor consumidor de agua, por ende, se deben tomar medidas para usar de forma más eficiente el agua. Generalmente en la agricultura se tienen altos consumos de agua causados por la sobre irrigación, lo cual no sólo genera un desperdicio de agua, sino que también, debido a los agroquímicos disueltos, provoca la contaminación de corrientes de agua superficiales y subterráneas (IMTA, 1995) y en algunas zonas el ensalitramiento de los suelos. Un conocimiento de las necesidades de agua de los cultivos no sólo permite un mejor desarrollo para lograr una mayor producción y mejor calidad de las cosechas, sino que contribuye también a ahorrar considerables volúmenes de agua (IMTA, 1995b)

A través del tiempo se han desarrollado una gran cantidad de sistemas para la determinación, control y automatización del riego que permiten un consumo de agua más reducido. Bralts et al. (1986) desarrollaron un programa de cómputo (SCS-Scheduler) para el manejo del riego, los datos de entrada se programaron en un datalogger, el programa incluye estados del sistema, secciones de riego, control de encendido y apagado de dispositivos.

Siendo el agua un insumo agrícola limitado y de carácter vital en la agricultura, su distribución óptima es una prioridad (Gonzáles et al., 2012). Actualmente, se instalan distintos métodos de riego carentes de un sistema que en conjunto permita medir la humedad de suelo, controlar el tiempo de riego e identificar la porción de suelo que realmente necesita ser regada (Deaquiz et al., 2014). Esto es una desventaja porque el déficit de riego causa un bajo rendimiento en su producción y, por otro lado, el exceso de riego puede desencadenar infertilidad permanente (Klohn y Appelgren, 1999). En este punto es cuando los conceptos de la AP dejan de ser tan solo una opción tecnológica y se convierten en una necesidad para cubrir de forma precisa la demanda hídrica de un cultivo (Vega et al., 2013).

En este sentido,  de estas  no solo permite monitorizar los parámetros del cultivo,  permite predecir y optimizar la gestión del cultivo en tiempo real; a través de los controladores de riego que reciben la información de los sensores instalados en todo el cultivo, que son los encargados de capturar la información de los parámetros que tienen  sobre  como lo son la  y  relativa del aire, temperatura del suelo, tensión del suelo, contenido volumétrico de agua (VWC), CE, alcalinidad Working papers - ECAPMA 4 o acidez de una  (pH),  disuelto, entre otros. La transferencia de la información de los sensores hacia se puede realizar comunicación inalámbrica (Radio).

Este trabajo describe una investigación minuciosa sobre las tecnología emergente para el diseño e implementación de una red de sensores inalámbricos, que mide continuamente la humedad volumétrica y la temperatura del entorno, especialmente enfocados en los sensores que actualmente encontramos en el mercado, Con esta información y aplicando el conocimiento que tenemos sobre el uso de Arduino conectado son sensores se puede crear un sistema autónomo capaz de ser lo suficientemente efectivo para la mejora, crecimiento y cuidado de cualquier planta, en nuestro caso por ejemplo, el cuidado, mantenimiento y crecimiento de la plata “BELLIS PERENNIS”.

PROBLEMÁTICA

La contaminación del medio ambiente es un índice que, a pesar de los esfuerzos realizados, no muestra mejoras y resultados necesarios para un cambio significativo.

Es de alta preocupación la alta contaminación del agua y deterioro de las cuencas; la mala disposición de los residuos sólidos; las ciudades desordenadas con alta contaminación del aire y baja calidad de vida; la pérdida de los suelos agrícolas por erosión, salinización y pérdida de la fertilidad; la destrucción de al menos 10 millones de hectáreas de bosques y tala ilegal de maderas finas; las 221 especies de la fauna en peligro de extinción; la pérdida de cultivos nativos y sus variedades; y la contaminación el aire. (Ministerio del ambiente, 2008)

En la actualidad poseer plantas y/o huertos supone un tiempo libre significante, esto debido a que plantas necesitan cuidado y mantenimiento especial, muchas personas no cuentan con dicho tiempo libre, pero, desean tener plantas en sus viviendas. Por ende, es correcto afirmar que, para la mayoría de las personas es casi imposible tener plantas en el hogar. Ministerio de la mujer y desarrollo social (2021) se utiliza entre 68 y 70 horas a la semana para realizar sus necesidades personales, además se dedica un tiempo de entre 34 y 38 horas para la actividad educativa, entre 14 y 20 horas para la familia y tiempo libre, y entre 5 y 14 horas para la actividad culinaria.

El ritmo de vida cotidiano que se lleva en el mundo nos enfoca en cómo se puede utilizar la tecnología para cubrir nuestras necesidades, en este caso para la posesión y cuidado ecológico y ambiental, ya que como se sabe tener una planta supone no solo un beneficio mutuo sino también social. Por todo lo ya mencionado, surge la interrogante de ¿cómo se puede tener una planta sin dedicarle mucho tiempo?

El presente proyecto busca brindar una solución factible a ello mediante un control de temperatura y riego automáticos, de manera que las personas que deseen poseer una planta sin sacrificar parte de su tiempo puedan hacerlo empleando tecnología.

OBJETIVOS

Objetivo general

Elaborar un método de control de humedad y temperatura instintivo para la planta “BELLIS PERENNIS” administrado por el software Arduino con ayuda del sensor digital (dht11) adecuado.

Objetivos específicos.

• Comprobar el buen funcionamiento del método de riego instintivo para la planta “BELLIS PERENNIS” administrado por el software Arduino con ayuda del sensor digital de temperatura y humedad relativa (dht11).

• Efectuar el método de riego instintivo para la planta “BELLIS PERENNIS” administrado por el software Arduino con ayuda del sensor digital de temperatura y humedad relativa (dht11).

HIPÓTESIS.

En el método de riego instintivo para la planta “BELLIS PERENNIS“ influenciada por el Arduino y el sensor digital de temperatura y humedad relativa (dht11); Minimiza el trabajo de las personas; así como permite la utilización de un eficiente uso de agua basado en el balance de humedad del suelo y temperatura del aire a bajo coste y sencillo de implementar.

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