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Tipo: TCC
Título: Utilização de sensores capacitivos no monitoramento e manejo da irrigação da cultura do melão
Título em inglês: Use of capacitive sensors in monitoring and irrigation management of melon
Autor(es): Xavier, Reuel Scherrer
Orientador: Teixeira, Adunias dos Santos
Coorientador: Rodrigues, Amnon Amoglia
Palavras-chave: Agricultura de precisão;Umidade do solo;Cultivo;Agricultura 4.0
Data do documento: 2018
Citação: XAVIER, Reuel Scherrer. UTILIZAÇÃO DE SENSORES CAPACITIVOS NO MONITORAMENTO E MANEJO DA IRRIGAÇÃO DA CULTURA DO MELÃO (Cucumis melo L.) / 52 f. : il. color. Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Agronomia, Fortaleza, 2018.
Resumo: O manejo de irrigação busca repor com máximo grau de precisão a água que foi utilizada, seja por ação da evaporação ou transpiração, buscando repor à um nível ideal para o desenvolvimento sadio da planta. Assim, busca-se mitigar o desperdício dos recursos hídricos e otimizar o potencial produtivo da planta. Na cultura do meloeiro, a irrigação realizada de forma adequada é uma das práticas agrícolas de maior impacto para desenvolvimento, produtividade e qualidade dos frutos. Para tanto, são necessários equipamentos e técnicas capazes de determinar o quanto, quando e como irrigar, observando as condições da planta, solo e ambiente. Tendo em vista a importância dos sensores para manejo eficiente da irrigação, o objetivo do presente trabalho foi a recomendação de sensores capacitivos para avaliação da umidade do solo em meios porosos, passando-se pelas seguintes etapas: i) Caracterização do sensor capacitivo de umidade; ii) Correlação dos parâmetros do sensor com as demandas da planta; iii) Monitoramento remoto da cultura em campo. Assim, alia-se a obtenção de dados em tempo real à técnicas eficientes para o monitoramento remoto, essenciais para ágil tomada de decisão. O estudo foi implementado no Laboratório de Eletrônica e Mecânica Agrícola (LEMA), no Departamento de Engenharia Agrícola (DENA) do Centro de Ciências Agrárias (CCA) da Universidade Federal do Ceará (UFC), Campus do Pici. Dessa forma foram utilizados Arduino Uno, ESP 8266, Válvulas Solenoide, Bombas centrífugas, Relés, Reservatórios; Fonte + Transformador e placas Ponte H. Assim, de posse destes itens, procedeu-se o desenvolvimento do sistema de controle e de aquisição de dados, foi utilizado como hardware a placa modelo Arduino UNO. Para possibilitar o acesso remoto, seja para controle ou requisitar dados foi utilizado um módulo Wi-Fi ESP 8266 ligado ao Arduino. O teste de calibração foi conduzido em tubo de PVC com o sensor inserido juntamente ao solo formando blocos, sob o qual foi inserido até 24 cm de profundidade do limite inferior do cilindro. Nesta calibração foram adicionados 10 kg de solo seco ao ar, destorroado e peneirado, de forma a se conhecer sua densidade global. Usando as ferramentas do Google Drive, “Google Planilhas” e “Script to Google Apps”, foi possível ao NodeMCU enviar os dados para um host, que capturava a informação lançada no Script e alimentava uma planilha online. Os códigos para o NodeMCU e para o Arduino foram escritos e gravados utilizando o ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) do próprio Arduino. Foram monitorados de forma continua dois (02) sensores em campo, escolhidos ao acaso. A placa do sensor encontrava-se nas profundidades de 5 – 15 cm e de 20 – 30 cm e foram requisitados e armazenados dados a cada 25 segundos, do dia 27 de setembro de 2018 até 05 de novembro de 2018. Os demais sensores foram monitorados com algumas leituras ao longo do dia, visando monitorar a variação gerada pela irrigação. As leituras obtidas foram coerentes com os esperados pela literatura, bem como satisfatória na determinação dos pontos de início e cessamento da irrigação.
Abstract: Irrigation management seeks to restore with maximum degree of precision the water that was lost, either by evaporation or transpiration, seeking to restore to an optimal level for the healthy development of the plant. Thus, it seeks to mitigate the waste of water resources and optimize the productive potential of the plant. In the melon crop, adequate irrigation is one of the agricultural practices that have the greatest impact on fruit development, productivity and quality. Therefore, it is necessary equipments and techniques capable of determining how much, when and how to irrigate, observing the conditions of the plant, soil and environment. Considering the importance of the sensors for efficient irrigation management, the objective of the present work was the recommendation of capacitive sensors to evaluate the soil moisture in porous media, through the following steps: i) Characterization of the capacitive humidity sensor; ii) Correlation of the sensor parameters with the demands of the plant; iii) Remote monitoring of field cropping. Thus, real-time data collection is combined with efficient techniques for remote monitoring, essential for agile decision making. The present study was implemented at the Agricultural Electronics and Mechanics Laboratory (LEMA), at the Agricultural Engineering Department (DENA) of the Agricultural Sciences Center (CCA) of the Federal University of Ceará (UFC), Campus do Pici. This way we used Arduino Uno, ESP 8266, Solenoid Valves, Centrifugal Pumps, Relays, Reservoirs; Source + Transformer and Bridges H. Thus, with the possession of these items, the control and data acquisition system was developed, the Arduino UNO model plate was used as hardware. To enable remote access, either for control or request data, a Wi-Fi ESP 8266 module connected to the Arduino was used. The calibration test was conducted in a PVC tube with the sensor inserted along the soil forming blocks, under which it was inserted up to 24 cm deep from the lower limit of the cylinder. In this calibration, 10 kg of dry, aerated, sieved and sieved soil were added in order to know its overall density. Using the Google Drive, "Google Spreads" and "Script to Google Apps" tools, it was possible for NodeMCU to send the data to a host, which captured the information posted in the script and fed an online spreadsheet. The codes for NodeMCU and Arduino were written and recorded using Arduino's own integrated development environment (IDE). Two (02) field sensors, chosen at random, were continuously monitored. The sensor plate was in the depths of 5 - 15 cm and 20 - 30 cm and were requested and stored data every 25 seconds, from September 27, 2018 until November 5, 2018. The other sensors were monitored with some readings throughout the day, aiming to monitor the variation generated by irrigation. The readings obtained were consistent with those expected in the literature, as well as satisfactory in the determination of the irrigation start and stop points.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40022
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