Conclusão do Projeto

     O resultado do projeto interdisciplinar 2015 foi satisfatório, pois o objetivo proposto foi alcançado.  As principais dificuldades encontradas pela equipe foram ajustar os parâmetros de controle numa escala pequena com uma variável lenta como a umidade da terra e na comunicação entre o microcontrolador  com o software de interface LabView.

      Foi identificado a possibilidade de ampliar os testes em escala comercial, pois tivemos um investimento relativamente baixo comparado com o resultado obtido.

Para produzir este sistema de controle de umidade de solo em escala comercial será necessário realizar pequenos ajustes no software e hardware, de acordo com o tipo de plantação.

        Para prosseguimento e otimização do projeto é necessário um melhor estudo do comportamento do sensor em diferentes solos, bem como seu comportamento em condições reais de meteorologia.  Uma otimização na confiabilidade e versatilidade do software também será necessária.

Vídeo de Funcionamento do Projeto

Desenvolvimento do Projeto

      Estudos atuais comprovam que 70% de todo consumo de água no Brasil é destinado à produção agrícola e aproximadamente metade deste montante é desperdiçado por métodos de irrigação inadequados. Neste sentido é vertente a necessidade de se desenvolver sistemas de irrigação mais inteligentes e eficientes, levando-se em conta a atual crise hídrica nacional.(Fonte: www.teraambiental.com.br/blog-da-tera-ambiental/bid/320413/Irrigacao-responsavel-pelo-consumo-de-72-da-agua-no-brasil).

      O sistema opera em malha fechada, a placa Arduino Uno fica constantemente lendo os sensores de umidade através de entradas analógica (10 bits). Caso os valores de umidade estejam abaixo do setpoint (valor desejado pelo usuário) , a ação tomada (baseada em cálculos PID - Proporcional Integral Derivativo) é de borrifar mais água até que a umidade requerida seja atingida. Isso ocorre através dos cálculos executado pelo microprocessador e o acionamento da bomba d´água feito através do sistema de modulação por pulso  do Arduino (PWM - Pulse Width Modulation).  Os dados do processo são apresentados em um computador através de uma interface gráfica desenvolvida com o uso do software Labview. Os parâmetros de controle foram ajustados através de experimentos práticos usando um protótipo em pequena escala simulando um terreno para plantio. Vários tipos de solos, diferentes ajustes de pulverização e posicionamento dos sensores foram experimentados para atingir melhores resultados.

As figuras abaixo representam o resultado do trabalho realizado pela equipe de futuros engenheiros:

Arduino UNO

(Figura 1-Algoritmo de Programação do Arduino UNO) 

Software LabView

(Figura 2- Interface Gráfica)

(Figura 3- Programação em blocos do sistema de interface LABVIEW).

Resultado Final do Projeto

    O resultado do projeto interdisciplinar 2015 foi satisfatório, pois o objetivo proposto foi alcançado.  As principais dificuldades encontradas pela equipe foram ajustar os parâmetros de controle numa escala pequena com uma variável lenta como a humidade da terra e na comunicação entre o microcontrolador  com o software de interface LabView.

    Foi identificado a possibilidade de ampliar os testes em escala comercial, pois tivemos um investimento relativamente baixo comparado com o resultado obtido.

     Para produzir este sistema de controle de umidade de solo em escala comercial será necessário realizar pequenos ajustes no software e hardware, de acordo com o tipo de plantação.

     Para prosseguimento e otimização do projeto é necessário um melhor estudo do comportamento do sensor em diferentes solos, bem como seu comportamento em condições reais de meteorologia.  Uma otimização na confiabilidade e versatilidade do software também será necessária.

(Figura 4- Protótipo Final do Projeto).

(Figura 5- Equipe).

Sobre o LabView

        O software de projeto gráfico de sistemas NI LabVIEW é a base da plataforma da National Instruments. Com o LabVIEW, você tem um conjunto abrangente de ferramentas que lhe permite desenvolver qualquer aplicação de medição ou controle em muito menos tempo. O LabVIEW é o ambiente de desenvolvimento ideal para criar inovações, fazer descobertas e obter resultados com maior rapidez. Combine o poder do software LabVIEW com hardware modular reconfigurável para vencer o desafio cada vez mais complexo de entregar sistemas de medição e controle no prazo e dentro do orçamento.

Informações retirada do site (http://www.ni.com/labview/why/pt/)

Primeiro Teste do Controle de Umidade de solo

A equipe realizou o primeiro teste do projeto, segue o vídeo abaixo: 

Iniciando a Montagem

O grupo se reuniu para dar início na montagem da maquete, a ideia inicial é demonstrar um determinado plantio em um recipiente de vidro coberto com terra.

Inicialmente estamos utilizando uma terra com valor de umidade zero, o sensor está posicionado de forma estratégica no recipiente de vidro.

Abaixo segue algumas fotos da equipe trabalhando:

Figura 1

Definindo o Layout da maquete do projeto, a principio definimos um local para armazenar o Arduino UNO, o transdutor do sensor de umidade e o transistor ponte H ''shield para Arduino'', foi necessário a instalação de ventilador para a refrigeração forçada do dissipador de calor.

Figura 2

Figura 3

                                                                                                                                     Figura 4

                                                                                                                                     Figura 5

Resultado Final da Maquete

A figura abaixo é a maquete para a simulação do projeto interdisciplinar do 1º semestre de 2015, a equipe esta trabalhando para definir os parâmetros do software.

O problema que estamos encontrando é conseguir comunicação com o software LabView, estamos querendo utilizar esse programa para definir e alterar valores com o auxilio do computador, o computador será um IHM (Intarface Homem Maquina), podemos entrar com valores de Set Point e visualizar através de gráficos o sistema funcionando.

                                                                                                                                     Figura 6